Фокусное расстояние линзы равно 20 см. Какая это линза? Чему равна её оптическая сила?

В данной задаче речь идет о линзе, её фокусном расстоянии и оптической силе. Для анализа и решения задачи важно понимать основные понятия и формулы, связанные с этим разделом физики.

1. Фокусное расстояние линзы
Фокусное расстояние линзы ($f$) — это расстояние от линзы до её главного фокуса. Главный фокус — это точка, в которой пересекаются или расходятся световые лучи после прохождения через линзу (в зависимости от её типа).

Фокусное расстояние может быть положительным или отрицательным:
− Если линза собирающая (выпуклая), то её фокусное расстояние положительное ($f > 0$).
− Если линза рассеивающая (вогнутая), то её фокусное расстояние отрицательное ($f < 0$).

2. Тип линзы
Определить тип линзы можно по её фокусному расстоянию. Если в задаче указано, что $f = 20 \, \text{см}$, а знак не указан, то по умолчанию предполагается положительное значение. Это говорит о том, что линза собирающая (выпуклая).

3. Оптическая сила линзы
Оптическая сила ($D$) линзы характеризует её способность изменять направление светового луча, проходящего через неё. Оптическая сила измеряется в диоптриях ($\text{дптр}$) и рассчитывается по формуле:

$$ D = \frac{100}{f}, $$

где:
− $D$ — оптическая сила в диоптриях,
− $f$ — фокусное расстояние линзы в сантиметрах.

Обратите внимание, что если фокусное расстояние подставляется в метрах, то формула будет:

$$ D = \frac{1}{f}, $$

где $f$ уже выражено в метрах.

Если линза собирающая, то её оптическая сила положительная ($D > 0$). Если линза рассеивающая, то оптическая сила отрицательная ($D < 0$).

4. Перевод единиц измерения фокусного расстояния
В задачи часто фокусное расстояние даётся в сантиметрах, как в данном случае ($f = 20 \, \text{см}$). Для расчёта оптической силы в диоптриях обычно нужно переводить сантиметры в метры. Для этого нужно разделить фокусное расстояние на 100:
$$ f = \frac{20}{100} = 0{,}2 \, \text{м}. $$

5. Физический смысл оптической силы
Оптическая сила линзы показывает, насколько сильно линза изменяет направление светового луча. Чем больше оптическая сила, тем сильнее линза преломляет свет.

Таким образом, для решения задачи необходимо использовать формулу для оптической силы, подставить фокусное расстояние и определить тип линзы, основываясь на знаке фокусного расстояния.