Оптика_задачи.

§1 (Ст §15).  Законы отражения и преломления света.

 

№ 1. Найти графически при каких положениях глаза наблюдатель может видеть в зеркале конечных размеров изображение отрезка прямой, расположенного относительно зеркала так, как показано на рис. 15.

№2.  Определить графически, при каких положениях глаза наблюдатель сможет видеть в плоском зеркале конечных размеров

 одновременно изображение точки и отрезка прямой, расположенных относительно зеркала так, как показано на рис. 16.

 

№3. Предмет помещен на расстоянии 30 см. от плоского зеркала. Каким станет расстояние между предметом и изображением, если зеркало поместить в то место, где было изображение?

 

№4. Доказать, что для получения изображения человека во весь рост в плоском зеркале, высота зеркала должна быть не менее половины роста человека.

 

№5.  Плоское зеркало поворачивают на угол φ=27°.  На какой угол повернется отраженный от зеркала луч?

 

№6.Угол падения луча увеличился с 30° до  45°.  Как изменится угол между падающим и отраженным лучами?

 

№7.    По каким углом световой луч падает на плоскую поверхность стекла, если отраженный и преломленный луч образуют между собой прямой угол?

 

№8.  На стеклянную пластинку, показатель которой n=1,5, падает световой луч.  Найти угол падения луча, если угол между отраженным и преломленным лучами равен 90°.

 

№9. При переходе световых лучей из вакуума в стекло угол падения равен 50°. Найти угол преломления и скорость распространения света в стекле.  Показатель преломления стекла равен 1,6.

 

№10. Для алмаза предельный угол полного отражения равен 24,5°. Найти показатель преломления алмаза.

 

№11. Параллельный пучок света проходит через плоско-параллельную  стеклянную пластинку  (n=1,5), толщина которой       d = 1 см.  Угол падения    = 30°.  Определите величину смещения пучка,  т.е. расстояние между осями пучка до и после преломления.

 

№ 12. Луч света попадает на стеклянную пластинку с показателем преломления n=1,7, под углом , для которого sin α =0,8.  Вышедший из пластинки луч оказался смещенным относительно падающего луча на расстояние b=2 см.  Каковы толщина  h пластинки?

 

№13. На горизонтальном дне водоёма, имеющего глубину h=1, 2 лежит плоское зеркало.  Луч свет падает  на поверхность воды под углом = 30°.  На каком расстоянии    от места падения этот луч снова выйдет на поверхность воды после отражения от зеркала?  Показатель преломления воды n=1,33.

 

№14. На горизонтальном дне бассейна, имеющего глубину h = 2 м, лежит плоское зеркало.  Луч света, преломившись на поверхности воды, отражается от зеркала и выходит в воздух.  Расстояние от места падения луча до места выхода отраженного луча из воды

  = 1,5 м.  Найти угол падения луча .  Показатель преломления воды n = 1,33.

 

№ 15. Кажущаяся глубина водоёма 3 м.  Какова его истинная глубина?

 

№ 16. Человек посмотрел на дно водоёма сверху в вертикальном направлении и определил его кажущуюся глубину 0,9 м.  Чему равна действительная глубина водоёма?

 

№17. Шест, длинойвбит  вертикально в дно пруда так, что он целиком  находится под водой, определить длину тени от шеста на дне пруда, если луч солнца падает  на поверхность воды под углом 30°.

 

№ 18.  Столб вбит в дно реки  и  h1= 1 м столба возвышается над водой.  Найти длину тени столба на поверхности и  на дне  реки, если  высота солнца над горизонтом = 30°,  глубина реки h2 = 2 м, показатель преломления воды равен n=1,33.

 

№19.  В жидкости с показателем  преломления n = 1,8  помещён точечный   источник света.  На каком максимальном расстоянии h  надо поместить диск диаметром D = 2 см, чтобы свет не вышел из жидкости в воздух?

 

№20.  На поверхности воды плавает круглая непрозрачная пластинка. Под её центром, на глубине 1 м находится точечный источник света. Чему должен быть равен радиус пластинки, чтобы ни один луч не вышел из воды в воздух?  Показатель преломления воды n = 1,33.

 

 

 

 

§2 (§16 ст)    Тонкие линзы.

 

№1. Рассматривая предмет в собирающую линзу и располагая его на расстоянии 4 см от неё, получают мнимое изображение,  в 5 раз большее самого предмета.  Какова оптическая сила линзы?

№2. На каком расстоянии от линзы с фокусным расстоянием 12 см надо поставить предмет, чтобы его действительное изображение было втрое больше самого предмета?

 

№3. Тонкая собирающая линза дает изображение некоторого предмета на экране.  Высота изображения равна h1.  Не меняя расстояние между предметом и экраном, перемещают линзу и находят, что высота второго чёткого изображения равна h2 Определить высоту H самого предмета.

 

№. 4.  С помощью собирающей линзы получают уменьшенное действительное изображение предмета на экране. Размер предмета Х = 6 см, размер изображения  Y1 = 3 см.  Оставляя предмет и экран неподвижным, перемещают линзу в сторону предмета и получают на экране второе чёткое изображение предмета.  Определить его величину.

 

№5. На рис.17 изображен луч АВ, прош6едший через рассеивающую линзу.  Построить ход луча до линзы, если положение фокусов известно.

 

№6.  На рис. 18 дан ход луча АВС через тонкую отрицательную линзу. Определить построением фокусное расстояние линзы.

 

 

№7.  Найти построением положение фокусов линзы для луча, изображенного на рис. 19.

 

№8.  На рис. 20 изображен путь луча ВС после преломления в двояковыпуклой линзе с главным фокусом F  и оптической осью  ОО’.  Построить ход этого луча до преломления  в линзе.

 

№9.   Найти построением положение предмета, расположенного на фокусном расстоянии вогнутой линзы. Проверить расчётом.

 

№ 10.  Найти   длину изображения     стрелки, расположенной вдоль оптической оси вплотную к рассеивающей линзе, если длина    самой стрелки равна фокусному расстоянию линзы  F.

 

№ 11. На рис. 21 изображена светящаяся точка и её изображение, даваемое линзой, оптическая ось которой ОО’.  Найти положение линзы и её фокусов.

№ 12.  На заданной оптической оси линзы найти построением оптический центр линзы и её главные фокусы, если известно положение источника  S и  положение изображения S’.

 

№ 13. Дано положение оптической оси ОО’, ход луча АВ, падающего на линзу,  и преломленный  луч ВС (рис.23).  Найти построением главных фокусов линзы.

№ 14.  На рис. 24  S  —  точечный  источник света.  S’ — его изображение. Найти построением оптического цента линзы  и каждого из её фокусов в случаях, когда главной оптической осью линзы являются прямые 1-4.

№ 15.  Построить ход произвольного луча АВ, падающего на рассеивающую линзу.  Положение главной оптической оси линзы и её фокусов заданы (рис. 25).

№ 16. Светящая точка  S   расположена перед рассеивающей линзой. Построить ход произвольного луча SK, падающего на рассеивающую линзу.  Положение оптического центра О линзы и  ход луча SBC заданы (рис. 26).

 

№ 17. Построить  изображение отрезка АВ, параллельного главной оптической оси собирающей линзы (рис.27).

№18. На рис. 28 дан ход луча АВС через тонкую положительную линзу.  Построить ход произвольного луча DE.

№ 19. С  помощью линзы с фокусным расстоянием F  на экране получают уменьшенное и увеличенное изображение предмета, находящегося на расстоянии L от экрана.  Найти отношение  размеров  изображений  в обоих случаях.

 

№ 20.  Расстояние между источником света и экраном равно L . Линза,  помещённая между ними даёт четкое  изображение при  двух положениях, расстояние между которыми    .  Определить фокусное расстояние линзы.

 

№ 21. Расстояние между двумя точечными источниками света

=24 см.   Где между ними надо поместить собирающую линзу с фокусным расстоянием F= 9 см, чтобы изображения обоих источников получились в одной и той же точке?

 

№ 22. Световой луч, падающий на рассеивающую линзу с фокусным расстоянием F = 13,5 см, после преломления в ней пересекает главную оптическую ось линзы в точке, отстоящей от линзы на расстоянии f= 9 см. В какой точке  луч пересечет ось, если линзу убрать?

 

№ 23. На каком расстоянии надо поместить предмет от собирающей линзы, чтобы расстояние  от предмета до его действительного изображения было наименьшим?

 

№ 24. Изображение предмета на матовом стекле фотоаппарата при фотографировании с 15 м  получилось высотой 30 мм, а с расстояния 9 м — выстой 51 мм.  Найти фокусное расстояние объектива.

 

 

 

 

§3. Волновые и квантовые свойства света.

 

№1. Вода освещена красным светом, для которого  длина волны в воздухе 0,7 мкм.  Какой будет длина волны в воде?  Какой цвет видит человек, открывший глаза под водой?

№2. Длина световой волны в воде 435 нм.  Какова длина этой волны в воздухе?

 

№3.  Два когерентных источника S1  и  S2  расположены на расстоянии    друг от друга.   На расстоянии D >>    от источников помещен экран  (рис. 29).  Найти расстояние между соседними интерференционными полосами вблизи середины экрана (т. А). Длина волны света — λ.

№ 4. Расстояние между двумя когерентными источниками света (λ=0,5 мкм) равно 0,1 мм.  Расстояние между интерференционными максимумами в средней части интерференционной картины равно 1 см.  Определить расстояние от источников до экрана.

№ 5. Какой наибольший порядок спектра натрия (λ = 590нм) можно наблюдать при помощи дифракционной решетки, имеющей 500 штрихов на 1 мм при нормальном падении света на решетку?

 

№ 6. Какую наибольшую длину волны можно наблюдать в спектре  третьего порядка дифракционной решетки, имеющей 500 штрихов на 1 мм?

 

№7.  На дифракционную решетку, имеющую период d = 4• 10-4 см, нормально падает монохроматическая волна.  Оценить длину волны λ , если угол между спектрами второго и третьего порядка

α =2°30’.  Углы отклонения считать малыми.

 

№8. Дифракционная решетка содержит 100 штрихов на 1 мм длины.   Определить длину волны монохроматического света, падающего на решётку нормально, если угол между двумя спектрами первого порядка 8°.

 

№ 9. Определить, чему равен квант энергии, соответствующий длине световой волны 0,5 мкм.

 

№ 10.   При какой длине электромагнитной волны энергия фотона равна 2,8•10-19   Дж?

 

№ 11.   Найти длину волны λ  света, которым освещается поверхность металла, если фотоэлектроны имеют кинетическую энергию  Wк = 4,5 • 10-20 Дж, а работа выхода электрона из металла Авых = 7,5 • 10-19 Дж.

 

№12. На поверхность цезия падает световой поток. Наблюдается ли явление фотоэффекта, если частота света  5 •108 мГц?   Работа выхода электрона из цезия равна 3,04 •10-19  Дж.

 

№ 13. Красная граница фотоэффекта для железа и калия определяется соответственно длинами волн 262 и 620 нм.  Найти работу выхода электронов из этих металлов  и выразить её в электрон-вольтах.

 

№ 14.  Определить красную границу  фотоэффекта для цинка и максимальную скорость фотоэлектронов, вырываемых с его поверхности  электромагнитным излучением длиной волны 250 нм.

№ 15. Работа выхода электронов из молибдена 4,2 эВ.  Какова скорость электронов , вылетающих с поверхности молибдена при освещении его лучами длиной волны 200 нм?

 

№ 16. Какой длины электромагнитную волну  следует направить на поверхность цинка, чтобы скорость  электрона, вылетевшего из металла, была  8 105  м/с.  Работа выхода Аzn = 4,0 эВ

 

§4.

1.    Может ли велосипедист обогнать свою тень?   (25_41 Г)

2. Имеются собирающая и рассеивающая линзы. Каким образом, не измеряя фокусных  расстояний, можно сравнить оптические силы линз? (1543 Т)

3. Укажите, которые из линз, изображенные на рисунке 270 непригодны для получения действительных изображений? (1544 Т).

 

4. Линза дает на экране изображение пламени свечи. Изменится ли величин изображения на экране, если линзу заменить тонкой непрозрачной пластинкой с малым отверстием?  Сделайте соответствующий чертеж. (1545)

5. Какова роль экрана при наблюдении действительного изображения полученного с помощью линзы или зеркала? (1546)

6. Почему в тонкостенном стакане с водой, ложечка кажется увеличенной?

7. Как построить изображений светящейся точки, находящейся на главной оптической оси линзы?(т1548)

8. Пересекутся ли после прохождения линзы лучи исходящие из точки А? из точки В (рис. 271)?  Начертите ход лучей. (т1549)

 

9. Получится ли изображения предмета АВ (рис 272), если в линзе  места С и D непрозрачны?

 

10. Ка построить изображение предмета  АВ (рис. 273)?  (1551).

11. Как построить в линзе изображение отрезка, наклоненного к главной оптической оси под углом  45º?  (1552).

12. От светящихся букв, составляющих слово «СОН», получено действительное изображение с помощью двояковыпуклой линзы.  Нарисуйте это изображение.

13.  Как построить изображение предмета, если он значительно больше линзы?

 

(Ген)

14. Можно ли по характеристикам изображения, полученного с помощью линзы, определить, какая это линза — собирающая или рассеивающая. (г 28.14).

15. Светящаяся точка находится в фокусе линзы. Где находится изображение этой точки? (г. 28.15).

16. Постройте изображение стрелки в собирающей линзе (рис 166). Охарактеризуйте полученное изображение.

 

 

17. Постройте изображение стрелки в рассеивающей линзе (рис.167).  Охарактеризуйте полученное изображение.

 

18. Определите с помощью построения положение фокусов линзы. если задана главная оптическая ось и ход произвольного луча (рис. 173).  (г28.51).

 

19. Определите с помощью построения положение фокусов линзы, если задана  главная оптическая ось и ход произвольного  луча (рис. 174). (Г 28.52).

 

20. Линза, состоящая из двух сложенных вплотную одинаковых «половинок» дает на экране изображение светящейся точки (рис. 179). Как изменится изображение, если верхнюю «половинку» линзы переместить немного вверх, а промежуток между линзами закрыть полоской картона? (Г.28.64).

 

 

 

21. Устройство фотоаппарата очень напоминает устройство глаза, однако «наводка на резкость» в фотоаппарате и в глазу происходит по-разному.  В чем это различие? (31.1).




Ст.

РАЗМИНКА (Pi-Fi)

 

 

 

 

 

 

Ответы: http://physics-everywhere.phyzrf.ru/wp-admin/post.php?post=387&action=edit

 

 

Обновлено: 13.10.2021 — 02:18

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *