Для решения задачи мы будем использовать формулы линз и принципы построения изображений с помощью линз. Даны:
- Расстояние от точечного источника света до линзы (предметное расстояние) ( d = 15 ) см.
- Расстояние от источника до главной оптической оси ( h = 15 ) см.
- Фокусное расстояние линзы ( F = 10 ) см.
Найдем сначала расстояние ( f ) от изображения до линзы, используя формулу линзы:
[
\frac{1}{F} = \frac{1}{d} + \frac{1}{f}
]
Подставим известные значения:
[
\frac{1}{10} = \frac{1}{15} + \frac{1}{f}
]
Решим это уравнение для ( \frac{1}{f} ):
[
\frac{1}{f} = \frac{1}{10} - \frac{1}{15}
]
Чтобы вычесть дроби, приведем их к общему знаменателю (знаменатель будет 30):
[
\frac{1}{f} = \frac{3}{30} - \frac{2}{30} = \frac{1}{30}
]
Теперь находим ( f ):
[
f = 30 \text{ см}
]
Теперь найдем расстояние от изображения до главной оптической оси, обозначим его как ( H ). По формуле для высоты изображения через линзу, используем увеличение:
Отношение высоты изображения к высоте предмета равно отношению расстояний:
[
\frac{H}{h} = \frac{f}{d}
]
Подставим известные значения:
[
\frac{H}{15} = \frac{30}{15}
]
Умножим обе стороны на 15 для нахождения ( H ):
[
H = 30 \text{ см}
]
Таким образом, расстояние ( f ) от изображения до линзы равно 30 см, а расстояние ( H ) от изображения до главной оптической оси тоже равно 30 см.