Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела оптика. линзы
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#37014

Комар пересекает главную оптическую ось собирающей линзы на расстоянии a = 3F∕4  , где F  — фокусное расстояние линзы, под малым углом α  к оси линзы со скоростью v  (см. рисунок).
1) Под каким углом изображение комара пересекает главную оптическую ось линзы?
2) Чему равна в этот момент скорость изображения комара?
Указание. Для малых углов sinα  ≈ tgα ≈  α  .
(МФТИ, 2002 )

PIC

Источники: МФТИ, 2002

Показать ответ и решение

Построим изображение:

PIC

Согласно формуле тонкой линзы, расстояние от предмета до линзы d  , расстояние от линзы до изображения f  и фокусное расстояние F  связаны соотношением:

1    1   1
--=  --− --
F    d   f

1-=  -4-−  1-=  -1- ⇒  f = 3F  = AB
f    3F    F    3F

Направление скорости u  определим исходя из того, что чем ближе у нас предмет к линзе, тем дальше от линзы будет находиться изображение этого предмета.
В треугольнике ABC  :

       CB
tg β =  ----
       AB

В треугольнике DCB  :

        CB
tg α =  ----
        DB

tg-β = -1- ⋅ 3F =  1-
tg α   3F    4     4

       tg α
tg β = ----
         4

Так как углы малы, то:

    α
β = --
     4

Линейное увеличение для изображения предмета тонкой линзой равно:

Γ =  f-=  12F-=  4
     d    3F

Разложим вектор скорости u  на проекции ux  и uy  , где направления x  – вдоль главной оптической оси, а y  – перпендикулярно ей, тогда проекцию скорости по оси y  сможем найти с помощью поперечного увеличения:

uy =  Γ vy = Γ v sinα

sin β = uy-=  Γ v-sin-α
         u       u

     Γ v-sin-α   Γ vα-  4v-⋅ α-⋅ 4
u =   sinβ   =   β  =     α     = 16v
Ответ:

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!