Формулы по физике 11 класс: линзы и построение изображений

Линзы — прозрачные оптические тела, которые преломляют свет и формируют изображения предметов. В таблице приведены основные школьные формулы для расчёта оптической силы линзы, фокусного расстояния, увеличения и положения изображения.

Формулы: линзы и построение изображений

Что находим	Формула	Обозначения и единицы СИ
Оптическая сила линзы	D = 1/F	D — оптическая сила линзы, дптр (м⁻¹) F — фокусное расстояние линзы, м
Формула тонкой линзы	1/F = 1/d + 1/f F = d·f/(d + f) d = F·f/(f − F) f = F·d/(d − F)	F — фокусное расстояние линзы, м d — расстояние от предмета до линзы, м f — расстояние от линзы до изображения, м
Линейное увеличение линзы	Г = H/h = f/d	Г — линейное увеличение линзы H — высота изображения, м h — высота предмета, м f — расстояние от линзы до изображения, м d — расстояние от предмета до линзы, м
Связь оптической силы и фокусного расстояния	D = 1/F F = 1/D	D — оптическая сила линзы, дптр (м⁻¹) F — фокусное расстояние линзы, м

Когда какую формулу применять

Для определения оптической силы линзы используйте D = 1/F. Фокусное расстояние обязательно переводите в метры.
Для нахождения расстояния до изображения или фокусного расстояния применяйте формулу тонкой линзы.
Для определения размера изображения используйте Г = H/h. Если увеличение больше 1, изображение увеличенное; если меньше 1 — уменьшенное.
Собирающая линза имеет положительную оптическую силу, рассеивающая — отрицательную.
При построении изображений используйте три основных луча: параллельный главной оптической оси (после линзы проходит через фокус), проходящий через оптический центр (не меняет направления) и проходящий через фокус (после линзы идёт параллельно оси).

Пример решения задачи

Собирающая линза имеет фокусное расстояние 20 см. Предмет расположен на расстоянии 60 см от линзы. Найдите расстояние от линзы до действительного изображения.

Дано:

F = 20 см = 0,2 м

d = 60 см = 0,6 м

f — ?

Решение:

Используем формулу тонкой линзы:

1/F = 1/d + 1/f

1/f = 1/F − 1/d

f = F·d/(d − F)

f = 0,2·0,6/(0,6 − 0,2) = 0,12/0,4 = 0,3 м

Ответ: 0,3 м