Вопрос об увеличении, которое дает линза с оптической силой 5 диоптрий (дптр), когда она находится на расстоянии 25 см от предмета, требует применения формул из геометрической оптики.
Оптическая сила линзы ( P ) в диоптриях (дптр) связана с её фокусным расстоянием ( f ) в метрах следующим образом:
[ P = \frac{1}{f} ]
Таким образом, фокусное расстояние линзы можно найти как:
[ f = \frac{1}{P} = \frac{1}{5} = 0.2 \text{ м} = 20 \text{ см} ]
Теперь рассмотрим увеличение, которое дает линза. Для линзы увеличение ( M ) определяется как отношение расстояний от линзы до изображения ( d_i ) и от линзы до предмета ( d_o ):
[ M = \frac{d_i}{d_o} ]
Для нахождения ( d_i ) воспользуемся формулой линзы:
[ \frac{1}{f} = \frac{1}{d_o} + \frac{1}{d_i} ]
Подставим известные значения:
[ \frac{1}{20 \text{ см}} = \frac{1}{25 \text{ см}} + \frac{1}{d_i} ]
Преобразуем уравнение для нахождения ( d_i ):
[ \frac{1}{d_i} = \frac{1}{20} - \frac{1}{25} ]
Найдем общий знаменатель (100):
[ \frac{1}{d_i} = \frac{5}{100} - \frac{4}{100} = \frac{1}{100} ]
Таким образом,
[ d_i = 100 \text{ см} ]
Теперь найдем увеличение ( M ):
[ M = \frac{d_i}{d_o} = \frac{100 \text{ см}}{25 \text{ см}} = 4 ]
Следовательно, линза с оптической силой 5 дптр, находящаяся на расстоянии 25 см от предмета, дает увеличение, равное 4.