W optyce geometrycznej obiektywu (model soczewki skupiającej) o rodzaju obrazu decyduje położenie przedmiotu względem ogniskowej f.
1) Kiedy obraz jest rzeczywisty i odwrócony?
Obraz rzeczywisty powstaje wtedy, gdy promienie po przejściu przez układ optyczny faktycznie się przecinają i można go "złapać" na ekranie (w aparacie: na matrycy/filmie). Dla soczewki skupiającej wymaga to, aby przedmiot był w odległości większej niż ogniskowa, czyli x > f. W takim przypadku obraz jest też odwrócony.
2) Kiedy obraz jest pomniejszony?
O pomniejszeniu mówimy, gdy wartość bezwzględna powiększenia jest mniejsza od 1 (|m|<1), czyli obraz jest mniejszy niż przedmiot. Dla soczewki skupiającej zachodzi to wtedy, gdy przedmiot znajduje się dalej niż 2f. W praktyce: dla x > 2f obraz tworzy się między f a 2f po stronie obrazu i jest odwrócony oraz pomniejszony.
3) Dlaczego odpowiedź "x > 2f" pasuje do warunku "dwukrotnie pomniejszony"?
Warunek x > 2f jest minimalnym warunkiem na uzyskanie obrazu pomniejszonego (czyli także takiego, który może być dwukrotnie pomniejszony). Jeżeli obiekt ustawimy bliżej niż 2f, obraz nie będzie pomniejszony: w zakresie (f, 2f) obraz jest rzeczywisty, ale powiększony.
4) Dlaczego pozostałe odpowiedzi są niepoprawne?
- "x = f" – przedmiot w ognisku nie daje na ekranie ostrego obrazu rzeczywistego; promienie wychodzą równolegle, a obraz jest "w nieskończoności", więc warunek zadania nie jest spełniony.
- "x = 2f" – dla x=2f obraz jest rzeczywisty i odwrócony, ale ma taki sam rozmiar jak przedmiot (|m|=1), więc nie jest dwukrotnie pomniejszony ani ogólnie pomniejszony.
- "x < f" – gdy przedmiot jest bliżej niż ogniskowa, obraz jest pozorny i prosty (nieodwrócony), więc przeczy warunkom zadania.
Wskazówka egzaminacyjna: zapamiętaj prostą regułę dla soczewki skupiającej: poza 2f → obraz rzeczywisty, odwrócony i mniejszy; między f a 2f → rzeczywisty, odwrócony i większy; bliżej niż f → pozorny i prosty.
