Когда расстояние от предмета до собирающей линзы равно фокусному расстоянию линзы, изображение предмета, образуемое этой линзой, имеет определенные характеристики, которые можно понять, рассмотрев основные принципы работы линзы и формирования изображений.
Собирающая линза (выпуклая линза) собирает параллельные лучи света в одну точку, называемую фокусом. Фокусное расстояние — это расстояние от центра линзы до ее фокуса.
В данном случае объект находится на расстоянии, равном фокусному расстоянию. Для анализа ситуации используется формула тонкой линзы:
[ \frac{1}{f} = \frac{1}{d_o} + \frac{1}{d_i} ]
где:
- ( f ) — фокусное расстояние линзы,
- ( d_o ) — расстояние от объекта до линзы,
- ( d_i ) — расстояние от изображения до линзы.
Если ( d_o = f ), то уравнение принимает вид:
[ \frac{1}{f} = \frac{1}{f} + \frac{1}{d_i} ]
Отсюда следует:
[ \frac{1}{d_i} = \frac{1}{f} - \frac{1}{f} = 0 ]
Таким образом, ( d_i ) стремится к бесконечности. Это означает, что лучи, выходящие из линзы, будут параллельными, а изображение формироваться не будет.
На практике это означает, что изображение предмета в собирающей линзе при условии, что расстояние от предмета до линзы равно фокусному расстоянию, не может быть сформировано на экране, так как оно находится в бесконечности. Поэтому изображение не может быть ни мнимым, ни уменьшенным, ни увеличенным. Ответ "размытое" также не подходит, так как такового изображения в привычном смысле не будет.
Таким образом, правильный ответ на вопрос:
Причина выбора этого варианта заключается в том, что при данном условии изображение не может быть сфокусировано на конкретное расстояние и будет восприниматься как размытое или несуществующее в обычном смысле.