Світловий пучок виходить зі скла повітря (див. малюнок).
1) збільшується;
2) зменшується;
3) не змінюється.
Рішення.
При переході світлового пучка зі скла у повітря частота електромагнітних коливань у світловій хвилі не змінюється, оскільки вона не залежить від того, в якому середовищі поширюється хвиля. Так як скло є оптично щільнішим середовищем, ніж повітря, при виході зі скла швидкість поширення світлової хвилі збільшується. У свою чергу, довжина хвилі пов'язана з частотою електромагнітних коливань і швидкістю поширення співвідношенням З огляду на незмінність частоти і збільшення швидкості звідси випливає, що довжина хвилі збільшується.
Відповідь: 311.
Відповідь: 311
Світловий пучок переходить із повітря в скло (див. малюнок).
Що відбувається при цьому із частотою електромагнітних коливань у світловій хвилі, швидкістю їх поширення, довжиною хвилі?
Для кожної величини визначте відповідний характер зміни:
1) збільшується;
2) зменшується;
3) не змінюється.
Запишіть у таблицю вибрані цифри кожної фізичної величини. Цифри у відповіді можуть повторюватися.
Рішення.
При переході світлового пучка з повітря в скло частота електромагнітних коливань у світловій хвилі не змінюється, оскільки вона не залежить від того, в якому середовищі поширюється хвиля. Так як скло є оптично щільнішим середовищем, ніж повітря, при переході в скло швидкість поширення світлової хвилі зменшується. У свою чергу, довжина хвилі пов'язана з частотою електромагнітних коливань і швидкістю поширення співвідношенням З огляду на незмінність частоти і зменшення швидкості звідси випливає, що довжина хвилі зменшується.
Відповідь: 322.
Відповідь: 322
Предмет знаходиться перед лінзою, що збирає, між фокусною і подвійною фокусною відстанню. Як зміниться відстань від лінзи до його зображення, лінійний розмір зображення предмета та вид зображення (уявне чи дійсне) при переміщенні предмета на відстань більше подвійного фокусного ()?
A | Б | У |
Рішення.
Збірна лінза дає дійсне зображення предмета, якщо він віддалений від лінзи на відстань більшу, ніж фокусне. Отже, при перенесенні предмета з положення між фокусною та подвійною фокусною відстанями на відстань, більшу за подвійне фокусне, вигляд зображення не зміниться, він залишиться дійсним (В — 3). Відповідно до формули тонкої лінзи, відстань від предмета до лінзи, відстань від лінзи до зображення та фокусна відстань пов'язані співвідношенням Отже, в результаті перенесення відстань від лінзи до зображення зменшиться (А - 2).
З малюнка видно, що лінійні розміри предмета та зображення пов'язані з відстанями від предмета та зображення до лінзи співвідношенням. Таким чином, при видаленні предмета, лінійний розмір зображення зменшуватиметься (Б — 2).
Відповідь: 223.
Відповідь: 223
Невеликий предмет знаходиться на головній оптичній осі тонкої лінзи, що збирає, на подвійній фокусній відстані від неї. Як зміниться при віддаленні предмета від лінзи наступні три величини: розмір зображення, його відстань від лінзи, оптична сила лінзи?
Для кожної величини визначте відповідний характер зміни:
1) збільшиться;
2) зменшиться;
3) не зміниться.
Запишіть у таблицю вибрані цифри кожної фізичної величини. Цифри у відповіді можуть повторюватися.
Рішення.
У вихідних умовах зображення предмета, що дається лінзою, - перевернуте, причому таких самих розмірів, що й оригінал. Відповідно до формули тонкої лінзи, що далі від лінзи буде предмет за тих самих вихідних умов, то ближче до неї буде його зображення. Що ж до оптичної сили лінзи, то вона, як і фокусна відстань, є характеристикою лінзи і не залежить від розташування предмета та його зображення.
Оптична сила лінзи (величина, обернена до фокусної відстані) є характеристикою самої лінзи, тому при видаленні предмета від лінзи вона не змінюється. Відповідно до формули тонкої лінзи відстань від предмета до лінзи, відстань від зображення до лінзи та фокусна відстань пов'язані співвідношенням
Отже, при видаленні предмета від лінзи зображення буде наближатися до лінзи. З малюнка видно, що лінійні розміри предмета та зображення пов'язані з відстанями від предмета та зображення до лінзи співвідношенням Таким чином, при видаленні предмета розмір зображення буде зменшуватися.
Відповідь: 223.
Відповідь: 223
Встановіть відповідність між оптичними приладами та різновидами зображень, які вони дають. До кожної позиції першого стовпця підберіть потрібну позицію другого та запишіть у таблицю вибрані цифри під відповідними літерами.
A | Б |
Пояснення.
Виконуючи це завдання, корисно поставити собі питання: якими променями зручно скористатися для побудови зображення у разі названих двох приладів? Відповідь на нього допоможе вирішити два інші питання:
1) зображення пряме чи перевернуте?
2) воно дійсне чи уявне?
Відповіді на них очевидні – за умови, що ви уявляєте собі, що таке плоске дзеркало і як влаштований найпростіший фотоапарат.
Рішення.
Плоске дзеркало дає пряме уявне зображення (А - 1). Об'єктив найпростішого фотоапарата є лінзою, що збирає, яка дає дійсне зображення на фотопластинці. При цьому зображення виходить перевернутим. Отже, правильна відповідь серед перерахованих: Б – 2.
Відповідь: 12.
Відповідь: 12
Промінь світла падає на межу розділу "скло - повітря". Як зміниться зі збільшенням показника заломлення скла такі три величини: довжина хвилі світла склі, кут заломлення, кут повного внутрішнього відбиття?
Для кожної величини визначте відповідний характер зміни:
1) збільшиться;
2) зменшиться;
3) не зміниться.
Запишіть у таблицю вибрані цифри кожної фізичної величини. Цифри у відповіді можуть повторюватися.
Рішення.
При переході світлового пучка зі скла у повітря частота електромагнітних коливань у світловій хвилі не змінюється, оскільки вона не залежить від того, в якому середовищі поширюється хвиля. Довжина хвилі пов'язана з частотою електромагнітних коливань і швидкістю поширення співвідношенням При збільшенні показника заломлення швидкість поширення світлової хвилі в середовищі зменшується, а значить, зменшується і довжина хвилі світла в склі.
Відповідно до закону заломлення Снелліуса, синуси кутів падіння та заломлення при виході світла зі скла в повітря пов'язані з показником заломлення скла співвідношенням Отже, при збільшенні показника заломлення, кут заломлення буде збільшуватися.
Нарешті, кут повного внутрішнього відбиття визначається співвідношенням. Таким чином, збільшення призведе до зменшення кута повного внутрішнього відбиття.
Відповідь: 212.
Відповідь: 212
Встановіть відповідність між різновидами тонкої лінзи та результатами заломлення в ній паралельних променів. До кожної позиції першого стовпця підберіть потрібну позицію другого та запишіть у таблицю вибрані цифри під відповідними літерами.
РІЗНОВИДНОСТІ ТОНКОЇ ЛІНЗИ | РЕЗУЛЬТАТ ПРАЛОМЛЕННЯ ПАРАЛЕЛЬНИХ ПРОМІНЬ | |
А) Збираюча Б) Розсіювальна | 1) Промені, паралельні головній оптичній осі лінзи, пройшовши через неї, потім пройдуть через її далекий фокус 2) Промені, паралельні головній оптичній осі лінзи, пройшовши через неї, перетнуться потім у її ближньому фокусі 3) Промені, паралельні головній оптичній осі лінзи, пройшовши через неї, здаватимуться розбіжними з її ближнього фокусу 4) Промені, паралельні головній оптичній осі лінзи, пройшовши крізь неї, зберуться у її далекому фокусі |
A | Б |
Рішення.
Промені, паралельні головній оптичній осі лінзи, що пробирає, пройшовши через неї, пройдуть потім через її далекий фокус (А - 1). Промені, паралельні головній оптичній осі лінзи, що просідає, пройшовши через неї, здаватимуться розбіжними з її фокусу (Б - 3).
Відповідь: 13.
Відповідь: 13
Олексій (Санкт-Петербург)
Не знаю, треба подумати, начебто звучить схоже. Бачу тут два варіанти розвитку подій:
Я більше схильний до другого варіанта вирішення питання.
Валерій Григор'єв 19.06.2016 06:42
А що таке взагалі "ближній фокус" та "далекий фокус"? Фокус він один, ні?
Чи це для заплутування?
Антон
У лінзи два фокуси – з двох сторін від неї. Той, що з боку падаючого світла - ближній, з іншого боку - далекий.
Пучок світла переходить із повітря в скло. Частота світлової хвилі швидкість світла в повітрі - зпоказник заломлення скла щодо повітря - n. Встановіть відповідність між фізичними величинами та комбінаціями інших величин, якими їх можна розрахувати. До кожної позиції першого стовпця підберіть потрібну позицію другого та запишіть у таблицю вибрані цифри під відповідними літерами.
ФІЗИЧНІ ВЕЛИЧИНИ | РІВНІ ЇМ КОМБІНАЦІЇ ІНШИХ ВЕЛИЧИН | |
А) Швидкість світла у склі Б) Довжина хвилі світла у склі |
A | Б |
Рішення.
При переході світлового пучка з повітря в скло частота електромагнітних коливань у світловій хвилі не змінюється, оскільки вона не залежить від того, в якому середовищі поширюється хвиля. Так як скло є оптично щільнішим середовищем, ніж повітря, при переході в скло швидкість поширення світлової хвилі зменшується і виявляється рівною (А - 3). У свою чергу, довжина хвилі пов'язана з частотою електромагнітних коливань і швидкістю поширення співвідношенням. Отже, довжина хвилі світла у склі дорівнює (Б - 4).
Відповідь: 34.
Відповідь: 34
На столі стоїть посуд з дзеркальним дном та матовими стінками. На дно порожньої судини падає промінь світла На стінці судини при цьому можна спостерігати зайчик - відблиск відбитого променя. У посудину наливають кілька води. Як у своїй змінюються такі фізичні величини: кут падіння променя на дно, висота точки знаходження «зайчика», відстань від точки відображення променя від дна судини до стінки ? Відображенням променя від поверхні рідини знехтувати.
Запишіть у таблицю вибрані цифри кожної фізичної величини. Цифри у відповіді можуть повторюватися.
A | Б | У |
Рішення.
Вода є оптично більш щільним середовищем, ніж повітря. Тому кут заломлення світла при проходженні у воду менший за кут падіння. Отже, промінь загинається вниз. При цьому точка відбиття від дна, природно, зміщується ліворуч, тобто відстань від точки відбиття променя від дна до стінки збільшується (В - 1). Кут падіння променя на дно зменшується (А – 2). Нарешті, висота точки знаходження "зайчика" збільшується (Б - 1).
Відповідь: 211.
Ілля Остроушко (москва) 23.05.2013 22:29
Добрий день. Як я зрозумів з умови завдання, нам необхідно визначити зміну кута ПАДІННЯ променя НА ДНО. Він явно збільшується, а ось кут З НОРМАЛЬЮ на дно зменшується.
Олексій
Добридень!
Кутом падіння і називається кут між променем та нормаллю до поверхні
На столі стоїть посуд з дзеркальним дном та матовими стінками. На дно порожньої судини падає промінь світла 1. На стінці судини при цьому можна спостерігати зайчик - відблиск відбитого променя. У посудину наливають кілька води. Як змінюються такі фізичні величини: кут падіння променя на стінку відстань від стінки до точки відображення променя від дна судини, кут відображення променя від дзеркала? Відображенням променя від поверхні рідини знехтувати.
Запишіть у таблицю вибрані цифри кожної фізичної величини. Цифри у відповіді можуть повторюватися.
A | Б | У |
Рішення.
Вода є оптично щільнішим середовищем, ніж повітря. Тому кут заломлення світла при проходженні у воду менший за кут падіння. Отже, промінь "загинається" вниз. При цьому точка відбиття від дна, природно, зміщується наліво, тобто відстань від точки відбиття променя від дна до стінки зменшується (Б - 2). Кут відбиття променя від дна дорівнює куту заломлення, він зменшується (В - 2). Нарешті, кут падіння променя стінку судини не змінюється (А - 3).
Відповідь: 322.
Відповідь: 322
OO", що проходить через лінію торкання дзеркал перпендикулярно до неї, розміщено точкове джерело світла. S. Крапки S 1 , S 2 та S 3 - зображення джерела у цих дзеркалах при даному куті розчину. Кут розчину дзеркал збільшують до 120 ° (див. малюнок праворуч).
Для кожної величини визначте відповідний характер зміни:
1) збільшиться;
2) зменшиться;
3) не зміниться.
Запишіть у таблицю вибрані цифри кожної фізичної величини. Цифри у відповіді можуть повторюватися.
Рішення.
На малюнку показано скільки зображень вийде, якщо кут стане 120°. 2. Відстань від джерела до найближчого до нього зображення збільшиться.
Відповідь: 21.
Відповідь: 21
Джерело: Тренувальна робота з фізики 12.10.2016, варіант ФІ10103
На малюнку зображено два квадратні плоскі дзеркала, що стосуються один одного краями (див. мал. ліворуч). Кут розчину дзеркал 90 °. На лінії OO", що проходить через лінію торкання дзеркал перпендикулярно до неї, розміщено точкове джерело світла. S. Крапки S 1, S 2і S 3- Зображення джерела в цих дзеркалах при даному вугіллі розчину. Кут розчину дзеркал зменшують до 60° (див. рисунок праворуч).
Визначте, як зміниться такі величини: кількість зображень джерела в дзеркалах; відстань від джерела до найближчого зображення.
Для кожної величини визначте відповідний характер зміни:
1) збільшиться;
2) зменшиться;
3) не зміниться.
Запишіть у таблицю вибрані цифри кожної фізичної величини. Цифри у відповіді можуть повторюватися.
Рішення.
На малюнку показано скільки зображень вийде, якщо кут стане 60 о. 5. Відстань від джерела до найближчого до нього зображення зменшиться.
Відповідь: 12.
Відповідь: 12
Джерело: Тренувальна робота з фізики 12.10.2016, варіант ФІ10104
Промінь світла 1 падає на поверхню горизонтального дзеркала під кутом = 20 o (див. малюнок зліва). Відбиваючись від дзеркала А, промінь світла потрапляє наступні два дзеркала – З і З. Спочатку дзеркала У і З розташовані горизонтально. Потім їх повертають: дзеркало на кут проти годинникової стрілки, а дзеркало З встановлюють вертикально (як показано на малюнку праворуч).
Для кожної величини визначте відповідний характер зміни:
1) збільшилася
2) зменшилася
3) не змінилася
Запишіть у таблицю вибрані цифри кожної фізичної величини. Цифри у відповіді можуть повторюватися.
Рішення.
Кут відбиття від дзеркала B стане рівним, отже кут збільшився. Кут відбиття від дзеркала C стане за умови означає, що кут збільшився.
Відповідь: 11.
Відповідь: 11
Джерело: Тренувальна робота з фізики 21.12.2016, варіант ФІ10203
Промінь світла 1 падає на поверхню горизонтального дзеркала під кутом = 20° (див. малюнок зліва). Відбиваючись від дзеркала А, промінь світла потрапляє наступні два дзеркала - З і С. Спочатку дзеркала У і З розташовані горизонтально. Потім їх повертають: дзеркало на кут за годинниковою стрілкою (), а дзеркало З встановлюють вертикально (як показано на малюнку праворуч).
Визначте характер зміни кута відображення падаючого променя 1 при відображенні його від дзеркал і С.
Для кожної величини визначте відповідний характер зміни:
1) збільшилася
2) зменшилася
3) не змінилася
Запишіть у таблицю вибрані цифри кожної фізичної величини. Цифри у відповіді можуть повторюватися.
Рішення.
До повороту кути відбиття від дзеркал дорівнювали Після повороту кут відбиття від дзеркала B стане рівним значить, кут зменшується. Кут відбиття від дзеркала C означає, що кут збільшився.
Відповідь: 21.
Відповідь: 21
Джерело: Тренувальна робота з фізики 21.12.2016, варіант ФІ10204
Невеликий предмет розташований на головній оптичній осі тонкої лінзи, що збирає, між фокусною і подвійною фокусною відстанню від неї. Предмет починають наближати до фокусу лінзи. Як змінюються при цьому розмір зображення та оптична сила лінзи?
Для кожної величини визначте відповідний її зміни:
1) збільшується
2) зменшується
3) не змінюється
Запишіть у таблицю вибрані цифри кожної фізичної величини. Цифри у відповіді можуть повторюватися.
Рішення.
Розмір зображення при наближенні предмета до фокусу лінзи, що збирає, збільшується.
3) Якщо зменшити довжину хвилі падаючого світла, то відстань на екрані між нульовим та першим дифракційними максимумами зменшиться.
4) Якщо замінити лінзу на іншу, з більшою фокусною відстанню, і розташувати екран так, щоб відстань від лінзи до екрана, як і раніше, дорівнювала фокусній відстані лінзи, то відстань на екрані між нульовим і першим дифракційними максимумами зменшиться.
5) Якщо замінити дифракційні грати на інші, з більшим періодом, то кут, під яким спостерігається перший дифракційний максимум, збільшиться.
Рішення.
m. Пучок променів після тонкої лінзи, згідно з правилами побудови зображень у ній, збирається в крапку у фокальній площині лінзи.
dпісля неї в порядку mвиходить паралельний пучок світла, що йде під таким кутом, що Максимальний порядок визначається співвідношенням:
Якщо збільшити довжину хвилі падаючого світла, то максимальний порядок дифракційних максимумів, що спостерігаються, не збільшиться. 2 – невірно.
Якщо зменшити довжину хвилі падаючого світла, то відповідно до основного рівняння це призведе до зменшення кутів і, як наслідок, відстань між першим та нульовим максимумом на екрані зменшиться. 3 - вірно.
Згідно з правилами побудови променів у лінзі, що збирає, лінза з великою фокусною відстанню збільшить відстань між нульовим і першим максимумом. 4 – неправильно.
Якщо замінити дифракційну решітку на решітку з більшим періодом, то відповідно до основного рівняння це призведе до зменшення кутів і, як наслідок, ми спостерігатимемо перший дифракційний максимум на екрані під меншим кутом. 5 – неправильно.
Відповідь: 13.
Відповідь: 13|31
Дифракційні грати, що мають 1000 штрихів на 1 мм своєї довжини, висвітлюється паралельним пучком монохроматичного світла з довжиною хвилі 420 нм. Світло падає перпендикулярно до ґрат. Впритул до дифракційної решітки, відразу за нею, розташована тонка лінза, що збирає. За ґратами на відстані, що дорівнює фокусній відстані лінзи, паралельно гратам розташований екран, на якому спостерігається дифракційна картина. Виберіть два правильні твердження.
1) Максимальний порядок дифракційних максимумів, що спостерігаються, дорівнює 2.
2) Якщо збільшити довжину хвилі падаючого світла, то максимальний порядок дифракційних максимумів, що спостерігаються, збільшиться.
3) Якщо зменшити довжину хвилі падаючого світла, то відстань на екрані між нульовим та першим дифракційними максимумами збільшиться.
4) Якщо замінити лінзу на іншу, з більшою фокусною відстанню, і розташувати екран так, щоб відстань від лінзи до екрана, як і раніше, дорівнювала фокусній відстані лінзи, то відстань на екрані між нульовим і першим дифракційними максимумами не зміниться.
5) Якщо замінити дифракційні грати на інші, з більшим періодом, то кут, під яким спостерігається з боку екрана перший дифракційний максимум, зменшиться.
Рішення.
Спочатку побудуємо хід паралельних променів від джерела, що йдуть через дифракційну решітку та лінзу до екрану, де спостерігається спектр порядку m(Для якоїсь однієї спектральної лінії ртуті з довжиною хвилі). Пучок променів після тонкої лінзи, згідно з правилами побудови зображень у ній, збирається в крапку у фокальній площині лінзи.
Відповідно до основного рівняння для кутів відхилення світла з довжиною хвилі гратами з періодом dпісля неї в порядку mвиходить паралельний пучок світла, що йде під таким кутом, що Максимальний порядок буде спостерігатися при :
Якщо збільшити довжину хвилі падаючого світла, то максимальний порядок дифракційних максимумів, що спостерігаються, не зміниться або зменшиться. 2 – невірно.
Якщо зменшити довжину хвилі падаючого світла, це призведе до зменшення кута між нульовим і першим дифракційними максимумами і, як наслідок, зменшення відстані між нульовим і першим максимумом на екрані. 3 – неправильно.
Падає промінь світла під кутом α 0 . У точці Упромінь світла виходить назад у повітря. Крапки Аі Узміщені один щодо одного уздовж пластинок на відстань x. Середню пластинку замінюють на іншу - таку ж товщину, але з великим показником заломлення. Як в результаті цього зміняться кут заломлення світла при переході з другої платівки до третьої та відстань x?
Для кожної величини визначте відповідний характер зміни:
1) збільшиться;
2) зменшиться;
3) не зміниться.
Запишіть у таблицю вибрані цифри кожної фізичної величини. Цифри у відповіді можуть повторюватися.
Рішення.
Відповідно до закону заломлення Снелліуса, синуси кутів падіння та заломлення при виході світла з одного середовища в інше пов'язані з показниками заломлення співвідношенням
Запишемо закон заломлення під час переходу з повітря в першу платівку
Нахрест кути, що лежать, рівні і тоді для кордону між першою і другою пластинками справедливо
Для кордону між другою та третьою платівками справедливо
де - Кут заломлення світла при переході з другої платівки в третю.
Зберемо всі рівняння разом та отримаємо
Звідси видно, що кут заломлення залежить від показника заломлення другий платівки і її заміні він зміниться.
Відстань складається з трьох відхилень початкового променя у трьох пластинках, його можна знайти за формулою
Тут зменшується зі зростанням показника заломлення другої платівки, а отже відстань також зменшиться.
Відповідь: 32.
Слайд 2
Мета: повторення основних понять, законів та формул ОПТИКИ відповідно до кодифікатора ЄДІ.
Слайд 3
Хвильові властивості світла
В основу хвильової теорії покладено принцип Гюйгенса: кожна точка, до якої доходить хвиля, стає центром вторинних хвиль, а загальна хвиль дає положення хвильового фронту в наступний момент часу. Світло – це електромагнітні хвилі
Слайд 4
Той факт, що світло в одних дослідах виявляє хвильові властивості, а в інших – корпускулярні, означає, що світло має складну подвійну природу, яку прийнято характеризувати терміном корпускулярно-хвильовий дуалізм. Квантові властивості світла: випромінювання чорного тіла, фотоефект, ефект Комптону Хвильові властивості світла: Інтерференція, дифракція, поляризація світла
Слайд 5
Інтерференція світла
Інтерференція (від латів. inter - взаємно і ferio- ударяю) - явище накладання хвиль, унаслідок якого спостерігається стійке у часі посилення чи ослаблення результуючих коливань у різних точках простору) Інтерференційна картина - незмінна у часі картина посилення чи ослаблення волі у просторі Кільця Ньютона в зеленому та червоному світлі. Розподіл інтенсивності інтерференційної картині.
Слайд 6
Когерентні хвилі - хвилі з однаковою частотою, поляризацією та постійною різницею фаз Час когерентності (тривалість випромінювання кванта світла) t = 10-8 с Графіки інтерференції когерентних хвиль при різному часі запізнення:
Слайд 7
Умова максимуму: максимальна результуюча інтенсивність при інтерференції когерентних коливань на час, що дорівнює непарному числу напівперіодів цих коливань: При однаковому законі коливань двох джерел інтерференційні максимуми спостерігаються в точках простору, для яких геометрична різниця ходу хвиль, що інтерферують, дорівнює цілому числу довжин хвиль: При однаковому законі коливань двох джерел інтерференційні мінімуми спостерігаються для яких геометрична різниця ходу інтерферуючих волі дорівнює непарному числу напівхвиль
Слайд 8
Схема досвіду Юнга R ym Когерентні джерела можна отримати за допомогою: Дзеркала Ллойда Біпризми Френеля Тонких плівок).
Слайд 9
Приклади інтерференції
Слайд 10
Просвітлення оптики
Просвітлення оптики - зменшення відображення світла від поверхні лінзи в результаті нанесення на неї спеціальної плівки Необхідна товщина покриття Просвітлюючі плівки зменшують світлорозсіювання і відображення падаючого світла від поверхні оптичного елемента, відповідно покращуючи світлопропускання системи та контраст оптичного зображення.
Слайд 11
Дифракція світла
Дифракція - явище порушення цілісності фронту хвилі, спричинене різкими неоднорідностями середовища; Вирішити задачу дифракції - означає знайти розподіл інтенсивності світла на екрані залежно від розмірів та форми перешкод, що викликають дифракцію; Умова для дифракційного мінімуму Принцип Гюйгенса-Френеля а - розмір щілини, α-кут відхилення світла від прямолінійного напрямку
Слайд 12
Дисперсія світла
Розкладання світла в спектр внаслідок дисперсії при проходженні через призму (досвід Ньютона) абсолютного показниказаломлення речовини від довжини хвилі (або частоти) світла (частотна дисперсія), або, що те саме, залежність фазової швидкості світла в речовині від довжини хвилі (або частоти).
Слайд 13
Дифракційні грати
Ґрати являють собою періодичні структури, вигравірувані спеціальною ділильною машиною на поверхні скляної або металевої пластинки; Дифракційні грати краще в спектральних експериментах, ніж застосування щілини через слабку видимість дифракційної картини і значну ширину дифракційних максимумів на одній щілині , 2, … Збільшення числа щілин призводить до збільшення яскравості дифракційної картини
Слайд 14
Інтенсивність світла в головному дифракційному максимумі пропорційна квадрату повного числа щілин дифракційної решітки де I0 - інтенсивність світла, що випромінюється однією щілиною Роздільна здатність дифракційної решітки Період решітки Дифракція світла на решітці
Слайд 15
Розглянемо завдання:
ЄДІ 2001-2010 (Демо, КІМ) ДІА-9 2008-2010 (Демо)
Слайд 16
ГІА 2008 26 Діма розглядає червоні троянди через зелене скло. Якого кольору здаватимуться йому троянди? Поясніть явище, що спостерігається. Дайте розгорнуте, логічно пов'язане обґрунтування.
чорними, т.к. зелене скло не пропускає промені червоного кольору
Слайд 17
(ГІА 2009 р.) 13.Після проходження оптичного приладу, закритого на малюнку ширмою, хід променів 1 та 2 змінився на 1′ та 2′. За ширмою знаходиться
плоске дзеркало плоскопаралельна скляна лінза, що розсіює збираючу
Слайд 18
ГІА 2009 р. 26 Якою плямою (темною чи світлою) здається водієві вночі у світлі фар його автомобіля калюжа на неосвітленій дорозі? Відповідь поясніть.
1. Калюжа здається темною плямою на тлі світлішої дороги. 2. І калюжу, і дорогу висвітлюють лише фари автомобіля. Від гладкої поверхні води світло відбивається дзеркально, тобто вперед і не потрапляє в очі водієві. Тому калюжа здаватиметься темною плямою. Від шорсткої поверхні дороги світло розсіюється і частково потрапляє у вічі водієві.
Слайд 19
(ЄДІ 2002, Демо) А21. Якщо висвітлити червоним світлом лазерної указки два близькі отвори S1 і S2, проколоті тонкою голкою у фользі, то за нею на екрані спостерігаються дві плями. У міру видалення екрану Е вони збільшуються у розмірі, плями починають перекриватися і виникає чергування червоних та темних смуг. Що спостерігатиметься у точці А, якщо S1A= S2A? Фольга Ф розташована перпендикулярно лазерному пучку.
середина червоної смуги середина темної смуги перехід від темної до червоної смуги не можна дати однозначної відповіді
Слайд 20
(ЄДІ 2002, Демо) А33. На малюнку дано хід променів, отриманий для дослідження проходження променя через плоскопаралельную пластину. Показник заломлення матеріалу пластини на основі цих даних дорівнює
0,67 1,33 1,5 2,0
Слайд 21
2002 р. А21 (КІМ). Розкладання білого світла у спектр при проходженні через призму обумовлено
1) заломлення світла 2) віддзеркалення світла 3) поляризація світла 4) дисперсія світла
Слайд 22
(ЄДІ 2003 р., КІМ) А21. Об'єктив фотоапарата є лінзою, що збирає. Під час фотографування предмета він дає на плівці зображення
дійсне пряме уявне пряме дійсне перевернене уявне перевернене
Слайд 23
(ЄДІ 2003 демо) А29. Лінзу, виготовлену з двох тонких сферичних стекол однакового радіусу, між якими знаходиться повітря (повітряна лінза), опустили у воду (див. рис.). Як діє ця лінза?
(ЄДІ 2008 р., ДЕМО) А24. Синус граничного кута повного внутрішнього відбиття на кордоні скло - повітря дорівнює 8/13. Яка швидкість світла у склі?
4,88 · 108 м / с 2,35 · 108 м / с 1,85 · 108 м / с 3,82 · 108 м / с
Слайд 27
Використовувана література
Берков, А.В. та ін. Найповніше видання типових варіантів реальних завдань ЄДІ 2010, Фізика [Текст]: навчальний посібникдля випускників. пор. навч. закладів/О.В. Берков, В.А. Грибів. - ТОВ "Видавництво Астрель", 2009. - 160 с. Геометрична оптика. Освітній сайт / http://geomoptics.narod.ru/Index.htm Дисперсія світла. Словники та енциклопедії на Академіці / http://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/15536 Касьянов, В.А. Фізика, 11 клас [Текст]: підручник для загальноосвітніх шкіл/ В.А. Касьянов. - ТОВ "Дрофа", 2004. - 116 с. Класна фізика для допитливих. ПЛОСЬКЕ ДЗЕРКАЛО / http://class-fizika.narod.ru/8_38serk.htm Мякішев, Г.Я. та ін Фізика. 11 клас [Текст]: підручник для загальноосвітніх шкіл/підручник для загальноосвітніх шкіл Г.Я. Мякішев, Б.Б. Бухівці. - "Освіта", 2009. - 166 с. Відкрита фізика [текст, малюнки] / http://www.physics.ru Підготовка до ЄДІ / http://egephizika Посібник з фізики «Геометрична оптика» / http://optika8.narod.ru/7.Ploskoe_zerkalo.htm Просвітлення оптики. Матеріал з Вікіпедії - вільної енциклопедії. Федеральний інститут педагогічних вимірів. Контрольні вимірювальні матеріали (КІМ) Фізика //[Електронний ресурс]// http://fipi.ru/view/sections/92/docs/
Переглянути всі слайди
Світло- Це електромагнітні хвилі, довжини хвиль яких лежать для середнього ока людини в межах від 400 до 760 нм. У цих межах світло називається видимим. Світло з найбільшою довжиною хвилі здається нам червоним, а з найменшою – фіолетовим. Запам'ятати чергування кольорів спектру легко за допомогою приказки « Докожен Проохотник Жїлає Знати, Где Зйде ФАзан». Перші букви слів приказки відповідають першим буквам основних кольорів спектра в порядку зменшення довжини хвилі (і відповідно зростання частоти): « Дорізний - Проранжовий – Жжовтий – Золінний - Голубий - Зінший – Фіолетовий». Світло з більшими, ніж у червоного, довжинами хвиль, називається інфрачервоним. Його наше око не помічає, але наша шкіра фіксує такі хвилі як теплового випромінювання. Світло з меншими, ніж у фіолетового, довжинами хвиль, називається ультрафіолетовим.
Електромагнітні хвилі(і, зокрема, світлові хвилі, або просто світло) – це електромагнітне поле, що розповсюджується в просторі і в часі. Електромагнітні хвилі поперечні – вектори електричної напруженості та магнітної індукції перпендикулярні один одному і лежать у площині, перпендикулярній до напряму поширення хвилі. Світлові хвилі, як і будь-які інші електромагнітні хвилі, поширюються в речовині з кінцевою швидкістю, яка може бути розрахована за формулою:
де: ε і μ – діелектрична та магнітна проникності речовини, ε 0 та μ 0 – електрична та магнітна постійні: ε 0 = 8,85419 · 10 -12 Ф / м, μ 0 = 1,25664 · 10 -6 Гн / м. Швидкість світла у вакуумі(де ε = μ = 1) постійна і рівна з= 3∙10 8 м/с, вона також може бути обчислена за такою формулою:
Швидкість світла у вакуумі є одним із фундаментальних фізичних постійних. Якщо світло поширюється у якомусь середовищі, швидкість його поширення також виражається таким співвідношенням:
де: n- Показник заломлення речовини - фізична величина, що показує у скільки разів швидкість світла в середовищі менше ніж у вакуумі. Показник заломлення, як видно з попередніх формул, може бути розрахований таким чином:
- Світло переносить енергію.При поширенні світлових хвиль з'являється потік електромагнітної енергії.
- Світлові хвилі випромінюються як окремих квантів електромагнітного випромінювання (фотонів) атомами чи молекулами.
Крім світла існують інші види електромагнітних хвиль. Далі вони перераховані щодо зменшення довжини хвилі (і відповідно, за зростанням частоти):
- Радіохвилі;
- Інфрачервоне випромінювання;
- Видимий світло;
- Ультрафіолетове випромінювання;
- Рентгенівське випромінювання;
- Гамма-випромінювання.
Інтерференція
Інтерференція– один із яскравих проявів хвильової природи світла. Воно пов'язане з перерозподілом світлової енергії у просторі при накладенні так званих когерентниххвиль, тобто хвиль, що мають однакові частоти та постійну різницю фаз. Інтенсивність світла в області перекриття пучків має характер світлих і темних смуг, що чергуються, причому в максимумах інтенсивність більша, а в мінімумах менше суми інтенсивностей пучків. При використанні білого світла інтерференційні лінії виявляються забарвленими в різні кольори діапазону.
Для розрахунку інтерференції використовується поняття оптичної довжини шляху. Нехай світло пройшло відстань Lу середовищі із показанням заломлення n. Тоді його оптична довжина шляху розраховується за такою формулою:
Для інтерференції необхідне накладання хоча б двох променів. Для них обчислюється оптична різниця ходу(Різниця оптичних довжин) за такою формулою:
Саме ця величина і визначає, що вийде при інтерференції: мінімум чи максимум. Запам'ятайте наступне: інтерференційний максимум(Світла смуга) спостерігається в тих точках простору, в яких виконується наступна умова:
При m= 0 спостерігається максимум нульового порядку, при m= ±1 максимум першого порядку тощо. Інтерференційний мінімум(темна смуга) спостерігається при виконанні наступної умови:
Різниця фаз коливань при цьому становить:
При першому непарному числі (одиниця) буде мінімум першого порядку, при другому (трійка) мінімум другого порядку тощо. Мінімуму нульового порядку не буває.
Дифракція. Дифракційні грати
Дифракцієюсвітла називається явище відхилення світла від прямолінійного напряму поширення при проходженні поблизу перешкод, розміри яких можна порівняти з довжиною хвилі світла (огинання світлом перешкод). Як показує досвід, світло за певних умов може заходити в область геометричної тіні (тобто бути там, де його не повинно бути). Якщо на шляху паралельного світлового пучка розташована кругла перешкода (круглий диск, кулька або круглий отвір у непрозорому екрані), то на екрані, розташованому на досить великій відстані від перешкоди, з'являється дифракційна картина- Система світлих і темних кілець, що чергуються. Якщо перешкода має лінійний характер (щілина, нитка, край екрану), то екрані виникає система паралельних дифракційних смуг.
Дифракційні гратиявляють собою періодичні структури, вигравірувані спеціальною машиною ділильної на поверхні скляної або металевої пластинки. У хороших ґрат паралельні один одному штрихи мають довжину близько 10 см, а на кожен міліметр припадає до 2000 штрихів. При цьому загальна довжина ґрат досягає 10–15 см. Виготовлення таких ґрат вимагає застосування найвищих технологій. На практиці застосовуються також і грубіші ґрати із 50–100 штрихами на міліметр, нанесеними на поверхню прозорої плівки.
При нормальному падінні світла на дифракційні грати в деяких напрямках (крім того, в якому спочатку падало світло) спостерігаються максимуми. Для того, щоб спостерігався інтерференційний максимум, має виконуватися така умова:
де: d- Період (або постійна) решітки (відстань між сусідніми штрихами), m- ціле число, яке називається порядком дифракційного максимуму. У тих точках екрану, котрим ця умова виконано, розташовуються звані головні максимуми дифракційної картини.
Закони геометричної оптики
Геометрична оптика– це розділ фізики, у якому не враховуються хвильові властивості світла. Основні закони геометричної оптики відомі задовго до встановлення фізичної природи світла.
Оптично однорідне середовище- Це середовище, у всьому обсязі якого показник заломлення залишається незмінним.
Закон прямолінійного поширення світла:в оптично однорідному середовищі світло поширюється прямолінійно. Цей закон призводить до уявлення про світловому промені як про геометричну лінію, вздовж якої поширюється світло. Слід зазначити, закон прямолінійного поширення світла порушується і поняття світлового променя втрачає сенс, якщо світло проходить через малі отвори, розміри яких можна порівняти з довжиною хвилі (у разі спостерігається дифракція).
На межі розділу двох прозорих середовищ світло може частково відобразитись так, що частина світлової енергії буде поширюватися після відображення за новим напрямом, а частково пройти через кордон і поширюватись у другому середовищі.
Закон відбиття світла:падаючий і відбитий промені, і навіть перпендикуляр до межі розділу двох середовищ, відновлений у точці падіння променя, лежать у одній площині (площина падіння). Кут відображення γ дорівнює куту падіння α . Зауважте, що всі кути оптики вимірюються від перпендикуляра до межі розділу двох середовищ.
Закон заломлення світла (закон Снелліуса):падаючий та заломлений промені, а також перпендикуляр до межі розділу двох середовищ, відновлений у точці падіння променя, лежать в одній площині. Відношення синуса кута падіння α до синуса кута заломлення β є величина, постійна для двох даних середовищ, і визначається виразом:
Закон заломлення експериментально встановлено голландським ученим В.Снелліусом в 1621 року. Постійну величину n 21 називають відносним показником заломленнядругого середовища щодо першого. Показник заломлення середовища щодо вакууму називають абсолютним показником заломлення.
Середовище з більшим значенням абсолютного показника називають оптично більш щільним, а з меншим – менш щільним. При переході з менш щільного середовища в щільніший промінь «притискається» до перпендикуляра, а при переході з більш щільного в менш щільне - «віддаляється» від перпендикуляра. Єдиний випадок, коли промінь не заломлюється, це якщо кут падіння дорівнює 0 (тобто промені перпендикулярні межі поділу середовищ).
При переході світла з оптично більш щільного середовища в оптично менш щільне n 2 < n 1 (наприклад, зі скла у повітря) можна спостерігати явище повного внутрішнього відображеннятобто зникнення заломленого променя. Це явище спостерігається при кутах падіння, що перевищують певний критичний кут α пр, який називається граничним кутом повного внутрішнього відбиття. Для кута падіння α = α пр, sin β = 1, оскільки β = 90°, це означає, що проломлений промінь йде вздовж самої межі розділу, при цьому, згідно із законом Снелліуса, виконується наступна умова:
Як тільки кут падіння ставати більше граничного, то заломлений промінь вже не просто йде вздовж кордону, а він і зовсім не з'являється, тому що його синус тепер повинен бути більше одиниці, а такого не може бути.
Лінзи
Лінзоюназивається прозоре тіло, обмежене двома сферичними поверхнями. Якщо товщина самої лінзи мала порівняно з радіусами кривизни сферичних поверхонь, то лінзу називають тонкою.
Лінзи бувають збираючимиі розсіюючими. Якщо показник заломлення лінзи більше, ніж навколишнього середовища, то лінза, що збирає, в середині товщі, ніж у країв, що розсіює лінза, навпаки, в середній частині тонше. Якщо показник заломлення лінзи менше, ніж довкілля, все навпаки.
Пряма, що проходить через центри кривизни сферичних поверхонь, називається головною оптичною віссю лінзи. У разі тонких лінз можна приблизно вважати, що головна оптична вісь перетинається з лінзою в одній точці, яку прийнято називати оптичним центром лінзи. Промінь світла проходить через оптичний центр лінзи, не відхиляючись від початкового напряму. Усі прямі, що проходять через оптичний центр, називаються побічними оптичними осями.
Якщо на лінзу направити пучок променів, паралельних головній оптичній осі, то після проходження через лінзу промені (або їх продовження) зберуться в одній точці F, яка називається головним фокусом лінзи. У тонкої лінзи є два головні фокуси, симетрично розташовані щодо лінзи на головній оптичній осі. У лінз, що збирають, фокуси дійсні, у розсіюючих - уявні. Відстань між оптичним центром лінзи Oта головним фокусом Fназивається фокусною відстанню. Воно позначається тією ж літерою F.
Формула лінзи
Основна властивість лінз - здатність давати зображення предметів. Зображення- Це точка простору, де перетинаються промені (або їх продовження), випущені джерелом після заломлення в лінзі. Зображення бувають прямимиі перевернутими, дійсними(перетинаються самі промені) та уявними(перетинаються продовження променів), збільшенимиі зменшеними.
Положення зображення та його характер можна визначити за допомогою геометричних побудов. Для цього використовують властивості деяких стандартних променів, перебіг яких відомий. Це промені, що проходять через оптичний центр або один з фокусів лінзи, а також промені, паралельні головній або одній з оптичних опічних осей.
Для простоти можна запам'ятати, що зображення точки буде точкою. Зображення точки, що лежить на головній оптичній осі, лежить на головній оптичній осі. Зображення відрізка – відрізок. Якщо відрізок перпендикулярний головної оптичної осі, його зображення перпендикулярно головної оптичної осі. А от якщо відрізок нахилений до головної оптичної осі під деяким кутом, його зображення буде нахилено вже під деяким іншим кутом.
Зображення можна також розрахувати за допомогою формули тонкої лінзи. Якщо найкоротша відстань від предмета до лінзи позначити через d, а найкоротша відстань від лінзи до зображення через f, то формулу тонкої лінзи можна записати у вигляді:
Величину D, обернену фокусній відстані. називають оптичною силою лінзи. Одиницею вимірювання оптичної сили є 1 діоптрію (дптр). Діоптрія – оптична сила лінзи із фокусною відстанню 1 м.
Фокусним відстаням лінз прийнято приписувати певні знаки: для лінзи, що збирає F> 0, для розсіювання F < 0. Оптическая сила рассеивающей линзы также отрицательна.
Величини dі fтакож підкоряються певному правилу знаків: f> 0 – для дійсних зображень; f < 0 – для мнимых изображений. Перед dзнак «–» ставиться тільки в тому випадку, коли на лінзу падає пучок променів, що сходить. Тоді їх подумки продовжують до перетину за лінзою, поміщають туди уявне джерело світла, і визначають йому відстань d.
Залежно від положення предмета щодо лінзи змінюються лінійні розміри зображення. Лінійним збільшеннямлінзи Γ називають відношення лінійних розмірів зображення та предмета. Для лінійного збільшення лінзи існує формула:
На цьому сайті. Для цього потрібно всього нічого, а саме: присвячувати підготовці до ЦТ з фізики та математики, вивченню теорії та вирішенню завдань по три-чотири години щодня. Справа в тому, що ЦТ це іспит, де мало просто знати фізику або математику, потрібно ще вміти швидко і без збоїв вирішувати велику кількість завдань з різних тем і різної складності. Останньому навчитися можна лише вирішивши тисячі завдань.
Успішне, старанне та відповідальне виконання цих трьох пунктів дозволить Вам показати на ЦТ відмінний результат, максимальний з того, на що Ви здатні.
Знайшли помилку?
Якщо Ви, як Вам здається, знайшли помилку в навчальних матеріалах, напишіть, будь ласка, про неї на пошту. Написати про помилку можна також у соціальній мережі (). У листі вкажіть предмет (фізика чи математика), назву чи номер теми чи тесту, номер завдання, чи місце у тексті (сторінку) де на Вашу думку є помилка. Також опишіть у чому полягає ймовірна помилка. Ваш лист не залишиться непоміченим, помилка або буде виправлена, або Вам роз'яснять, чому це не помилка.
«Система підготовки учнів до ЄДІ.
Розбір проблемних завдань
з КІМів ЄДІ-2010»
(практикум)
1. При короткому замиканнівиводів акумулятора сила струму в ланцюзі дорівнює 12 А. При підключенні до виводів акумулятора електричної лампи електричним опором 5 Ом сила струму в ланцюзі дорівнює 2 А. За результатами цих експериментів визначте внутрішній опір акумулятора.
Дано: Рішення:
I к.з. = 12 А I к.з. = ε / r I = ε /( R+r)
R = 5 Ом ε = I до . з . ∙r ε = I (R + r)
I = 2 А I до . з . ∙r = I (R + r)
I до . з . ∙r = I∙R + I∙r
r -? I до . з . ∙r - I∙r = I∙R
r (I до . з . – I) = I∙R
r = IR /( I к.з. - I )
r = 2 А∙5 Ом/(12А - 2А) =1 Ом
Відповідь: 1 Ом
2. Знайти внутрішній опір та ЕРС джерела струму, якщо при силі струму 30 А потужність зовнішнього ланцюга дорівнює 180 Вт, а при силі струму 10 А ця потужність дорівнює 100 Вт.
Дано: Рішення:
Р 1 = 180 Вт Р 1 = I 1 2 R 1 Р 2 = I 2 2 R 2 R 1 ≠ R 2
I 1 = 30 А R 1 = Р 1 / I 1 2 R 2 = Р 2 / I 2 2
P 2 = 100 Вт ε = I 1 (R 1 + r) ε = I 2 (R 2 + r)
I 2 = 10 А ε = I 1 ( Р 1 / I 1 2 + r) ε = I 2 ( Р 2 / I 2 2 + r)
ε -? r -? I 1 ( Р 1 / I 1 2 + r) = I 2 ( Р 2 / I 2 2 + r)
Р 1 / I 1 + I 1 ∙ r = Р 2 / I 2 + I 2 ∙r
I 1 ∙ r – I 2 ∙ r = Р 2 / I 2 - Р 1 / I 1
r (I 1 - I 2 ) = Р 2 / I 2 - Р 1 / I 1
r (I 1 - I 2 ) = (I 1 P 2 -I 2 P 1 ) / I 1 I 2 r = (I 1 P 2 -I 2 P 1 ) / I 1 I 2 (I 1 - I 2 )
r = 0,2 Ом
ε = Р 1 / I 1 + I 1 ∙ r ε = 12 В
Відповідь: 12 В; 0,2 Ом
3. Батарея складається з 100 джерел струму з ЕРС, рівним 1 В та внутрішнім опором 0,1 Ом кожен. Джерела з'єднали групи по 5 штук послідовно, а ці групи з'єднали паралельно. Яка максимальна корисна потужність може виділятися у опорі навантаження цієї батареї?
Дано: Рішення:
ε = 1 В ε – ЕРС 1 елемента, 5ε – ЕРС однієї групи
r = 0,1 Ом та всієї батареї
n = 5 r – внутрішній опір елемента, 5 r – групи,
N = 100 5 r /20 = r /4 – внутрішній опір батареї.
Р -? Максимальна потужність Р m буде за умови
рівності внутрішнього та зовнішнього опорів
R = r /4.
Через навантажувальний опір йде струм
I = 5 ε / (R + r /4) = 5 ε / (r /4 + r /4) = 5 ε∙ 4/2 r = 10 ε / r
P m = I 2 R = 100 ε 2 / r 2 ∙ r /4 = 25 ε 2 / r
P m = 250 Вт
Відповідь : 250 Вт
1(10в-2007) Під водою знаходиться понтон прямокутної форми завдовжки 6 м та висотою 1м. відстань від поверхні води до нижньої поверхні понтона 2,5 м. Небо затягнуте суцільним хмарним покривом, що повністю розсіює сонячне світло. Глибина тіні під понтоном (відрахована від нижньої поверхні понтону) дорівнює 2,3 м. Визначте ширину понтона. Розсіювання світла водою знехтувати. Показник заломлення води щодо повітря прийняти рівним 4/3. a
Рішення: область тіні – це
окреслюють ті промені світла, γ
які до заломлення
поширювалися вздовж
поверхні води, а після γ
заломлення стосуються країв h
понтону. Згідно з малюнком,
глибину h тіні можна
визначити за формулою
h = де а
тоді Sin γ = tg γ = a= 2,3 · . Відповідь: 5,2м
2.(2в-2007) Під водою знаходиться понтон прямокутної форми завширшки 4 м завдовжки 6 м і заввишки 1м. Відстань від поверхні води до нижньої поверхні понтона 2,5 м. Небо затягнуте суцільним хмарним покривом, що повністю розсіює сонячне світло. Визначте глибину тіні під понтоном. (відраховуючи від нижньої поверхні понтона) Розсіювання світла водою знехтувати. Показник заломлення води щодо повітря прийняти рівним 4/3.
Рішення: область тіні – це а
піраміда, бічні грані якої
окреслюють ті промені світла, γ
які до заломлення
поширювалися вздовж
поверхні води, а після γ
заломлення стосуються країв h
понтону. Згідно з малюнком,
глибину h тіні можна
визначити за формулою
h = де а- Напівширина понтона. Звідси: а = h tgγ, Закон заломлення: , де α = 90 0
тоді Sin γ = tg γ = h = .
3.(1в-2007) На поверхні води плаває прямокутний надувний пліт довжиною 6м. Небо затягнуте суцільним хмарним покривом, що повністю розсіює сонячне світло. Глибина тіні під плотом дорівнює 2,3 м. Визначте ширину плоту. Глибиною занурення плоту та розсіюванням світла водою знехтувати. . Показник заломлення води щодо повітря прийняти рівним 4/3.
Рішення: область тіні – це а
піраміда, бічні грані якої
окреслюють ті промені світла, γ
які до заломлення γ
поширювалися вздовж
поверхні води, а після
заломлення стосуються країв
понтону. Згідно з малюнком,
глибину h тіні можна
визначити за формулою
h = де а- Напівширина понтона. Звідси: а = h tg γ, Закон заломлення: , де α = 90 0
тоді Sin γ = tg γ = a= 2,3 · . Відповідь: 5,2м
4.(в-5.2007) Рівностегновий прямокутний трикутник АВС розташований перед тонкою лінзою, що збирає, оптичною силою 2,5 дптр так, що його катет АС лежить на головній оптичній осі лінзи (рис) Вершина прямого кута С лежить далі від центру лінзи, ніж вершина остр кута А. Відстань від центру лінзи до точки С дорівнює подвоєному фокусному відстані лінзи. АС = 4см. Побудуйте зображення трикутника і знайдіть площу фігури, що вийшла.
Рішення: Δ АВС – рівнобедрений.
СА= а = 4 см
ВС= 4 см (оскільки трикутник рівнобедрений) Площа Δ А I В I С I S = C I B I · X.
C I B I = ВС = 4см. (Для ВС d = f = 2F, збільшення Г = 1)
Для перебування Х розглядаємо зображення т.а. Формула тонкої лінзи:
Тут = 0,25 дптр, d = 2F - a = 0,8 м - 0,04 м = 0,76 м = 76см.
F = 0,8445м. Х = f - 2F = 0,0445 м (за малюнком)
S = ½ 4 см · 4,45 см = 8,9 см 2 .
5.(в-12-2007) Рівностегновий прямокутний трикутник АВС розташований перед тонкою лінзою, що збирає, оптичною силою 2,5 дптр так, що його катет АС лежить на головній оптичній осі лінзи (рис) Вершина прямого кута С лежить ближче до центру лінзи, ніж вершина гострого кута А. Відстань від центру лінзи до точки С дорівнює подвоєному фокусному відстані лінзи. АС = 4см. Побудуйте зображення трикутника і знайдіть площу фігури, що вийшла. (рис) Відповідь: 7,3 см 2 .
6.((в-14-2007) Рівностегновий прямокутний трикутник АВС розташований перед тонкою лінзою, що збирає, оптичною силою 2,5 дптр так, що його катет АС лежить на головній оптичній осі лінзи (рис) Вершина прямого кута С лежить ближче до центру лінзи, ніж вершина гострого кута А. Відстань від центру лінзи до точки С дорівнює подвоєній фокусній відстані лінзи АС = 4 см. Побудуйте зображення трикутника і знайдіть площу фігури, що вийшла (рис) Відповідь: 9,9 см 2 .
2F a F F 2F
7.(в-11-2007) Рівностегновий прямокутний трикутник АВС розташований перед тонкою лінзою, що збирає, оптичною силою 2,5 дптр так, що його катет АС лежить на головній оптичній осі лінзи (рис) Вершина прямого кута С лежить далі від центру лінзи, ніж вершина гострого кута А. Відстань від центру лінзи до точки С дорівнює подвоєному фокусному відстані лінзи. АС = 4см. Побудуйте зображення трикутника і знайдіть площу фігури, що вийшла. (рис) Відповідь: 6,6 см 2 .
a 2F F y
8. (С4 -2004-5) На осі Ох в точці х 1 = 10 см знаходиться оптичний центр тонкої лінзи, що розсіює, з фокусною відстанню F 1 = -10см, а в точці х 2 = 25 см - тонкої збираючої лінзи. Основні оптичні осі обох лінз збігаються з віссю Ох. Світло від точкового джерела, розташованого в точці х = 0, пройшовши цю оптичну систему, поширюється паралельним пучком. Знайдіть фокусну відстань лінзи F 2 .
Рішення: d = X 1 = 10см F 1 = -10см,
Зображаємо перебіг променів. Зображення т.о виходить у т. про 1 з відривом d 1 від рассеивающей лінзи. Це точка і є фокус лінзи, що збирає, через умову паралельності пучка, що проходить через оптичну систему. Тоді формула тонкої лінзи для лінзи, що розсіює, має вигляд: де d 1 – відстань від лінзи до зображення. d 1 = F 2 = d 1 + (X 2 - X 1) = 20см.
9.(С6-2004-5)На осі Ох у точці х 1 = 10 см знаходиться оптичний центр тонкої лінзи, що розсіює, а в точці х 2 =30 см - тонкої збираючої лінзи з фокусною відстанню F 2 =25 см. Головні оптичні осі обох лінз збігаються з віссю Ох. Світло від точкового джерела, розташованого в точці х = 0, пройшовши цю оптичну систему, поширюється паралельним пучком. Знайдіть фокусну відстань розсіювальної лінзи F 1. Відповідь: 10 см.
10.На осі Ох у точці х 1 = 0 см знаходиться оптичний центр тонкої лінзи, що розсіює, з фокусною відстанню F 1 = -20 см, а в точці х 2 = 20 см - тонкої збираючої лінзи з фокусною відстанню F 2 =30 см. Основні оптичні осі обох лінз збігаються з віссю Ох. Світло від точкового джерела S, розташованого в точці х< 0, пройдя данную оптическую систему, распространяется параллельным пучком. Найдите координату Х точечного источника. .Ответ:
11. (В9-2005) На осі Ох у точці х 1 = 10 см знаходиться оптичний центр тонкої лінзи, що розсіює, з фокусною відстанню F 1 = - 10 cм, а в точці х 2 > X 1 - тонкої збираючої лінзи з фокусною відстанню F 2 =30 см.. Головні оптичні осі обох лінз збігаються з віссю Ох. Світло від точкового джерела, розташованого в точці х = 0, пройшовши цю оптичну систему, поширюється паралельним пучком. Знайдіть відстань між лінзами. Відповідь:
12. (В21-2005) Лінза, фокусна відстань якої 15 см, дає на екрані зображення предмета із п'ятикратним збільшенням. Екран підсунули до лінзи вздовж головної оптичної осі на 30 см. Потім при незмінному положенні лінзи пересунули предмет, щоб зображення стало різким. На скільки зрушили предмет щодо його первісного становища.
Дано: F = 15 см
Формула тонкої лінзи першого випадку: Г = 5. f = 5d.
Звідси: . f = 0,9 м; f 1 = f - X = 0,6м.
Формула лінзи для другого випадку: звідси d 1 =
у = d 1 - d = 0,2 м - 0,18 м = 0,02 м = 2 см.
13(20-2005) Лінза, фокусна відстань якої 15 см, дає на екрані зображення предмета із п'ятикратним збільшенням. Екран підсунули до лінзи вздовж головної оптичної осі на 30 см. Потім при незмінному положенні лінзи пересунули предмет, щоб зображення стало різким. Визначте збільшення у другому випадку. (Відповідь: Р 1 =3)
14.(18-2005) Лінза, фокусна відстань якої 15 см, дає на екрані зображення предмета із п'ятикратним збільшенням. Екран підсунули до лінзи вздовж її головної оптичної осі. Потім при незмінному положенні лінзи пересунули предмет, щоб зображення стало різким. У цьому випадку отримано зображення із трикратним збільшенням. На скільки зрушили екран щодо його первісного положения7 (Відповідь: х = 30 см)
15. (2002) Для "просвітлення оптики" на поверхню лінзи наносять тонку плівку з показником заломлення 1,25. Якою має бути мінімальна товщина плівки, щоб світло з довжиною хвилі 600 нм з повітря повністю проходило через плівку? (Показник заломлення плівки менший за показник заломлення скла лінзи).
Рішення: Просвітлення оптики ґрунтується на інтерференції. На поверхню оптичного скла наносять тонку плівку з показником заломлення n п, менше показника заломлення скла n ст. При правильному доборі товщини інтерференція відбитих від неї променів призводить до гасіння, а це означає, що світло повністю проходить через неї. Умова мінімуму: Δd = (2к+1) Різниця ходу відбитих від верхньої та нижньої поверхонь плівки хвиль дорівнює подвоєній товщині плівки, з одного боку. Δd = 2h. З іншого боку, різниця ходу дорівнює Δd = (умова мінімуму при к = 0). Довжина хвилі в плівці менше довжини хвилі 0 у вакуумі в n разів. λ = Звідси: Δd=λ/4n=120нм
16. Об'єктив камери має фокусну відстань 5 см, а розмір кадру 24х35мм. З якої відстані треба сфотографувати креслення розміром 480х600мм, щоб одержати максимальний розмір зображення? Яка частина площі кадру буде зайнята зображенням?
Рішення: зробити креслення.
Знайти збільшення: Г =
Формула лінзи:
Знаходимо співвідношення площ зображення та кадру: η =
Розмір кадру: 24х35. Розмір зображення знаходимо: 480:20=24, і 600:20=30 (оскільки максимальне зображення виходить зменшеним у 20 разів)
№21.(В-5-06рв) Лінза, фокусна відстань якої 12 см, дає на екрані зображення предмета з чотирикратним збільшенням. Екран пересунули вздовж головної оптичної осі лінзи. Потім при незмінному положенні лінзи пересунули предмет, щоб зображення знову стало різким. У цьому випадку отримано зображення із трикратним збільшенням. На скільки довелося пересунути предмет щодо його первісного становища? (Відповідь: 1 см)
22. (6-6рв). У темній кімнатіна столі стоїть неонова газорозрядна лампа, що випромінює вертикальну смужку червоного свічення. За завданням вчителя учень дивиться на лампу через скляну призму спектроскопа і чітко бачить три кольорові лінії6 червону, жовту, і зелену. Далі учень дивиться на лампу через дифракційну решітку, розташувавши штрихи ґрат вертикально. Що може побачити учень? Обґрунтуйте свої висновки.
(Відповідь: зкжзКзжкз)
№23. (7-6рв). У темній кімнаті на столі стоїть неонова газорозрядна лампа, що випромінює вертикальну смужку синього свічення. За завданням вчителя учень дивиться на лампу через скляну призму спектроскопа і чітко бачить три кольорові лінії: Одну зелену і дві сині. Далі учень дивиться на лампу через дифракційну решітку, розташувавши штрихи ґрат вертикально. Що може побачити учень? Обґрунтуйте свої висновки.
(Відповідь: сзссСссзс)
№24. (8-6рв). У темній кімнаті на столі стоїть неонова газорозрядна лампа, що випромінює вертикальну смужку червоного свічення. За завданням вчителя учень дивиться на лампу через скляну призму спектроскопа і чітко бачить вже три кольорові лінії6 червону, помаранчеву та блакитну. Далі учень дивиться на лампу через дифракційну решітку, розташувавши штрихи ґрат вертикально. Що може побачити учень? Обґрунтуйте свої висновки.
(Відповідь: гкогКгокг)
№25. (7-6рв). У темній кімнаті на столі стоїть неонова газорозрядна лампа, що випромінює вертикальну смужку синього свічення. За завданням вчителя учень дивиться на лампу через скляну призму спектроскопа та чітко бачить вже три кольорові лінії: дві сині та одну фіолетову. Далі учень дивиться на лампу через дифракційну решітку, розташувавши штрихи ґрат вертикально. Що може побачити учень? Обґрунтуйте свої висновки.
(Відповідь:фссфСфссф)
№26. (6-6рв). У темній кімнаті на столі стоїть неонова газорозрядна лампа, що випромінює вертикальну смужку червоного свічення. За завданням вчителя учень дивиться на лампу через скляну призму спектроскопа і чітко бачить вже три кольорові лінії, серед яких найяскравіші одна червона, одна жовта, одна блакитна. Далі учень дивиться на лампу через дифракційну решітку, розташувавши штрихи ґрат вертикально. Що може побачити учень? Обґрунтуйте свої висновки.
(Відповідь: гкжгКгжкг)
Між краями двох добре відшліфованих тонких плоских скляних пластинок вміщена тонка тяганина; Протилежні кінці пластин щільно притиснуті один до одного. (Див. рис). На верхню пластинку нормально до поверхні падає монохроматичний пучок світла довжиною 600 нм. Визначте кут α, який утворюють пластинки, якщо відстань між спостережуваними інтерференційними смугами дорівнює 0,6 мм. Вважати, що tg α ≈ α.
Дано: ? = 6нм. l = 0,6 мм.Рішення:
К=1 до=2
Умова максимуму: d = kλ. (1) h 1 h 2
Різниця ходу дорівнює: Δd = 2h. (2) α ≈ tgα. (3) α ≈ , (4) l
де Δh = різниця відстані між пластинами у місцях сусідніх максимумів, l – відстань між сусідніми максимумами, α – кут між пластинами.
k = 2). Тоді Δh = h 2 – h 1 = Останній вираз підставляємо в (4): α ≈ ,
28.(133-2004) Між краями двох добре відшліфованих
тонких плоских скляних пластинок вміщено
тонкий тяганина діаметром 0,075 мм; протилежні
Кінці пластин щільно притиснуті один до одного (див. малюнок). На верхню пластинку нормально до поверхні падає монохроматичний пучок світла довжиною хвилі 750 нм. Визначте довжину платівки х, якщо на ній спостерігаються інтерференційні смуги,
Відстань між якими дорівнює 0,6 мм. Х
Дано: D = 0,075 мм
λ = 750 нм. h 1 h 2
Знайти: х =?
Умова максимуму: d = kλ. (1)
Різниця ходу дорівнює: Δd = 2h. (2) З подоби трикутників: ;(3) де Δh = h 2 – h 1 – це різниця відстаней між пластинами у місцях сусідніх максимумів, l – це відстань між сусідніми максимумами, Х – довжина пластинки. З рівняння (3) виражаємо Х = (4);
З рівнянь (1) та (2) отримуємо: kλ. = 2h. звідси h 1 = (при k = 1), h 2 = (при
k = 2). Тоді Δh = h 2 – h 1 = Останній вираз підставляємо у (4): Х =
Відповідь: Х = 12 см.
29(131-2004) Між краями двох добре відшліфованих
тонких плоских скляних пластинок вміщена тонка тяганина діаметром 0,085 мм; протилежні кінці пластинок щільно притиснуті один до одного (див. рисунок). Відстань від тяганини до лінії зіткнення пластинок дорівнює 25 см. На верхню пластинку нормально до поверхні падає монохроматичний
пучок світла завдовжки хвилі 700 пм. Визначте кількість спостережуваних
інтерференційних смуг на 1 см довжини клину.
Дано: D= 0,085мм Рішення:
Х = 25 см. Умова максимуму: Δd = kλ. (1) Різниця ходу дорівнює: Δd = 2h. (2)
λ = 700 нм. З подоби трикутників: ;(3) де Δh = h 2 – h 1 – це
L = 1 см різниця відстаней між пластинами в місцях сусідніх максимумів,
Знайти: n =? l – це відстань між сусідніми максимумами,
Х – довжина платівки. З рівняння (3) виражаємо l = (4); Щоб знайти кількість максимумів на 1 см довжини з огляду на те, що Δh = h 2 – h 1 = отримуємо:
30(127-2004) Між краями двох добре відшліфованих 20 см
тонких плоских скляних пластинок вміщена тонка
тяганина діаметром 0,05 мм; протилежні кінці
пластинок щільно притиснуті один до одного (див. рисунок).
Відстань від тяганини до лінії зіткнення
пластинок дорівнює 20 см. На верхню платівку нормально
до її поверхні падає монохроматичний
пучок світла. Визначте довжину хвилі світла, якщо на
1 см довжини спостерігається 10 інтерференційних смуг. Відповідь: 500 нм.
31. (82-2007) Мильна плівка є тонким шаром води. на поверхні якої знаходяться молекули мила. що забезпечують механічну стійкість та не впливають на оптичні властивості плівки, Мильна плівка натягнута на квадратну рамку. Дві сторони рамки розташовані горизонтально. а дві інші – вертикально. Під дією сили тяжіння плівка набула форми клину (див. малюнок), потовщеного внизу, з кутом при вершині α = 2·10 -4 рад. При освітленні квадрата паралельним пучком світла лазера з довжиною хвилі 666 нм (у повітрі), що падає перпендикулярно плівці, частина снігу відбивається від неї, утворюючи на її поверхні інтерференційну картину, що складається з 20 горизонтальних смуг. Чому дорівнює висота рамки, якщо показник заломлення води дорівнює 4/3.?
Кут при вершині клину α = , де а- Сторона рамки. Звідси а =
32 (81-2008) Єдиний державний іспит 2006 Фізика, 11 клас.
Мильна плівка є тонким шаром води, на поверхні якої знаходяться молекули мила, що забезпечують механічну стійкість і не впливають на оптичні властивості плівки. Мильна плівка натягнута на квадратну рамку зі стороною а = 2,5 см. Дві сторони рамки розташовані горизонтально, а дві інші - вертикально. Під дією сили тяжіння плівка набула форми клину (див. малюнок), потовщеного внизу, з кутом при
вершині α = 2 · 10 -4 рад. При освітленні квадрата паралельним пучком світла лазера з довжиною хвилі 666 нм (у повітрі), що падає перпендикулярно плівці, частина світла відбивається від неї, утворюючи на її поверхні інтерференційну картину, що складається з 20 горизонтальних смуг. Чому дорівнює показник заломлення води?
Рішення: Умова утворення інтерференційної картини:
Δd = k; де λ I = (довжина хвилі у воді), k – число смуг, Δd – різниця ходу, в даному випадку різниця товщини плівки у нижній та верхній частиніплівки. Δd = k;
Кут при вершині клину α = , де а- Сторона рамки. n =
33. (79-2006) Мильна плівка є тонким шаром води, на
поверхні якої знаходяться молекули мила, що забезпечують механічну стійкість та не впливають на оптичні властивості плівки. Мильна плівка натягнута на квадратну рамку зі стороною, а = 2.5 см. Дві сторони рамки розташовані горизонтально, а дві інші вертикально. Під дією сили тяжіння плівка набула форми клину (див. малюнок), потовщеного внизу, з кутом при вершині α. При освітленні квадрата паралельним пучком світла лазера з довжиною хвилі 666 нм (у повітрі), що падає перпендикулярно плівці, частина світла відбивається від неї, утворюючи на її поверхні інтерференційну картину, що складається з 20 горизонтальних смуг. Чому дорівнює кут при вершині клину, якщо показник заломлення води n = 4/3? (відповідь: α ≈ 2·10 -4 рад.)
34.(80-2006) Мильна плівка є тонким шаром води, на поверхні якої знаходяться молекули мила, що забезпечують механічну стійкість і не впливають на оптичні властивості плівки. Мильна плівка натягнута на квадратну рамку зі стороною а= 2,5 см. Дві сторони рамки розташовані горизонтально, а дві інші - вертикально. Під дією сили тяжіння плівка набула форми клину (див. малюнок), потовщеного внизу, з кутом при вершині α = 2·10 -4 рад. При освітленні квадрата паралельним пучком світла лазера з довжиною хвилі 666 нм (у повітрі), що падає перпендикулярно плівці, частина світла відбивається від неї, утворюючи на її поверхні інтерференційну картину, що складається з горизонтальних смуг. Скільки смуг спостерігається на плівці, якщо показник заломлення води дорівнює 4/3. (Відповідь: 20)