Расстояние от предмета до экрана L = 105 см. Тонкая линза, помещённая между ними, даёт на экране увеличенное изображение предмета. Если линзу переместить на l = 32 см, то на экране получится уменьшенное изображение предмета. Найти фокусное расстояние линзы.
Решение: согласно условию задачи, положение предмета и экрана не меняется, а перемещают линзу. Линзу, после того, как получили увеличенное изображение, пододвинули к экрану для получения четкого уменьшенного изображения предмета (расстояние между предметом и линзой должно стать больше двойного фокусного, только в этом случае будет уменьшенное изображение предмета). Тогда
l = d2 – d1,
где d2 и d1 – расстояние между предметом и линзой во втором и первом положениях. Расстояние между линзой и изображением в первом и втором положениях равны f1 и f2 соответственно, тогда
L = d1 + f1 = d2 + f2.
Вследствие принципа обратимости лучей (мы им можем пользоваться т. к. положение предмета и экрана не менялось)
f2 = d1; f1 = d2.
Тогда получаем систему уравнений
{d2−d1=l,d2+d1=L⇒d2=L+l2;d1=L−l2.
Подставим в формулу тонкой линзы
1F=1d1+1f1=1d1+1d2=2L−l+2L+l=4LL2−l2,F=L2−l24L.
Ответ: 23,8 ≈ 24 см.