Номер 653, страница 191 - гдз по физике 11 класс сборник задач Дорофейчик, Силенков

653. Водитель, использующий контактные линзы для коррекции близорукости, смотрит на светофор. Где находится изображение светофора, созданное контактными линзами: 1) дальше светофора; 2) между светофором и глазами; 3) между хрусталиком и сетчаткой; 4) за сетчаткой? Обоснуйте свой ответ.

Близорукость (миопия) — это дефект зрения, при котором фокус оптической системы глаза для удаленных предметов находится перед сетчаткой. Из-за этого удаленные предметы видны нечетко. Для коррекции близорукости применяют рассеивающие линзы, которые имеют отрицательную оптическую силу. Контактные линзы для коррекции близорукости являются рассеивающими.

Рассеивающая линза всегда формирует мнимое, прямое и уменьшенное изображение объекта. Это изображение располагается по ту же сторону от линзы, что и сам объект, но на меньшем расстоянии от линзы, чем объект.

В рассматриваемой ситуации объектом является светофор, а линзой — контактная линза на глазу водителя. Свет от светофора, проходя через рассеивающую линзу, создает его мнимое изображение. Это изображение располагается ближе к глазу, чем сам светофор, то есть между светофором и глазами водителя. Хрусталик глаза затем фокусирует это более близкое мнимое изображение на сетчатку, что позволяет водителю четко видеть светофор.

Используя формулу тонкой линзы $ \frac{1}{d} + \frac{1}{f} = \frac{1}{F} $, где $d$ — расстояние до объекта (светофора), $f$ — расстояние до изображения, $F$ — фокусное расстояние линзы. Для рассеивающей линзы фокусное расстояние $F$ отрицательно ($F < 0$). Поскольку $d > 0$, из формулы $ \frac{1}{f} = \frac{1}{F} - \frac{1}{d} $ следует, что $ \frac{1}{f} < 0 $, а значит и $f < 0$. Отрицательное значение $f$ указывает на то, что изображение мнимое и находится с той же стороны от линзы, что и объект. Также, $|f| = \frac{d|F|}{d+|F|} < d$, что подтверждает, что изображение находится ближе к линзе, чем объект.

Следовательно, правильный вариант ответа — 2.

Ответ: 2) между светофором и глазами.