Дано: линза (или зеркала), объект, расположенный на определенном расстоянии от линзы (или зеркала), фокусное расстояние F (м), расстояние от объекта до линзы (или зеркала) d (м).
Найти: доказать, что действительное изображение предмета всегда перевёрнутое, а мнимое — всегда прямое.
Решение:
1. Для линзы (или зеркала) изображение формируется согласно формуле:
1/f = 1/d_o - 1/d_i
где f — фокусное расстояние, d_o — расстояние от объекта до линзы (или зеркала), d_i — расстояние от изображения до линзы (или зеркала).
2. Рассмотрим два случая: действительное и мнимое изображение.
Действительное изображение:
- Когда объект находится за фокусом (d_o > f), изображение образуется на противоположной стороне линзы (или зеркала) от объекта. Лучи рефлектируют (или преломляются) и сходятся в одной точке.
- Это изображение называется действительным и может быть получено на экране.
- Из-за геометрии преломления или отражения, изображение всегда будет перевёрнутое относительно объекта, так как направление лучей изменяется на противоположное.
Мнимое изображение:
- Когда объект находится внутри фокуса (d_o < f), изображение образуется на той же стороне линзы (или зеркала), что и объект.
- Это изображение называется мнимым и не может быть получено на экране, так как лучи не сходятся, а лишь кажутся исходящими из одной точки (продолжение лучей).
- Из-за того, что лучи не пересекаются в реальности, изображение всегда прямое относительно объекта.
Ответ: Действительное изображение предмета всегда перевёрнутое, а мнимое — всегда прямое.