Полая двояковогнутая стеклянная линза помещена в воду на глубину h так, что ее главная оптическая ось перпендикулярна поверхности воды. Снизу на линзу направлен узкий параллельный пучок света. Пучок распространяется вдоль главной оптической оси. Найти расстояние от линзы, на котором соберутся лучи света. Фокусное расстояние линзы в воде равно F, причем F > h. Показатель преломления воды равен n. Считать, что углы между лучами и главной оптической осью малы.


РЕШЕНИЕ

Полая двояковогнутая линза находится в оптически более плотной среде, следовательно, линза должна быть собирающей. Параллельный пучок, падающий на нее должен был бы собраться в фокусе F, но, преломляясь на границе раздела AB, он попадет в точку F'. Угол падения равен a, угол преломления равен b: sina/sinb = 1/ n, tga = AB/BF, tgb = AB/BF', BF/BF' = tga/tgb @ 1/n, BF' = (F - h )/n. Искомое расстояние DF' = h + BF' = F/n + h(1 - 1/n).