Для решения этой задачи применим концепцию подобия треугольников, которая часто используется в оптике для определения размеров изображения на пленке или матрице фотоаппарата.
Даны:
- Высота здания ((H)) = 20 м,
- Расстояние до здания ((D)) = 85 м,
- Фокусное расстояние объектива ((f)) = 34 мм = 0.034 м.
Задача состоит в нахождении высоты изображения здания на пленке ((h)).
Согласно закону тонкой линзы, отношение высоты объекта к высоте изображения такое же, как и отношение расстояний от линзы до объекта и от линзы до изображения:
[
\frac{H}{h} = \frac{D}{d}
]
где:
- (H) — высота объекта,
- (h) — высота изображения,
- (D) — расстояние от линзы до объекта,
- (d) — расстояние от линзы до изображения.
Сначала найдем (d) (расстояние от линзы до изображения) с помощью формулы линзы:
[
\frac{1}{f} = \frac{1}{D} + \frac{1}{d}
]
Решим это уравнение относительно (d):
[
\frac{1}{d} = \frac{1}{f} - \frac{1}{D}
]
[
d = \frac{1}{\left(\frac{1}{f} - \frac{1}{D}\right)} = \frac{1}{\left(\frac{1}{0.034} - \frac{1}{85}\right)}
]
Рассчитаем значение (d):
[
d \approx \frac{1}{\left(\frac{1}{0.034} - \frac{1}{85}\right)} \approx \frac{1}{\left(29.4118 - 0.0118\right)} \approx \frac{1}{29.4000}
]
[
d \approx 0.03401 \, \text{м}
]
Теперь используем полученное расстояние (d) для нахождения высоты изображения:
[
\frac{20}{h} = \frac{85}{0.03401}
]
[
h = \frac{20 \times 0.03401}{85}
]
[
h \approx \frac{0.6802}{85} \approx 0.008 \, \text{м} = 8 \, \text{мм}
]
Таким образом, высота изображения здания на пленке составляет приблизительно 8 мм.