Введение в технику физического эксперимента (ВТФЭ)

Задача-демонстрация. Задача с линзой и диафрагмой-маской

Задача-демонстрация. Задача с линзой и диафрагмой-маской. (MP4, 800x450) Новосибирск: КОФ НГУ. Видео, 2012. - 0.02.28

Возьмем линзу, белый экран и лампочку накаливания. Расположим лампу и экран по разные стороны от линзы таким образом, чтобы на экране было видно резкое изображение спирали лампочки. Придвигая к линзе и удаляя от неё лампочку, мы видим, что изображение расплывается, вокруг изображения нити появляется ореол. Перекроем линзу по диаметру широкой непрозрачной полоской. Теперь, придвигая лампочку ближе к линзе, или удаляя лампочку дальше от линзы, мы видим раздвоенное изображение спирали. И только в области точной фокусировки изображение не раздвоенное. Как можно объяснить такое явление?

Вопросы
1. Можно ли решить задачу, применяя формулу линзы, известную из школьного курса оптики?
2. Как поставить опыт, чтобы изображение не двоилось, а троилось, или четверилось?
3. Для какой цели обнаруженное явление может быть полезным?*
4. Попытайтесь нарисовать ход лучей, проходящих до линзы.

* Для точной наводки на резкость. Глаз хорошо различает двоение – лучше, чем расплывание изображения. После точной наводки диафрагму можно убрать.