Подборка заданий к егэ оптика с решениями. Полное внутреннее отражение. Законы геометрической оптики

Видеокурс «Получи пятерку» включает все темы, необходимые для успешной сдачи ЕГЭ по математике на 60-65 баллов. Полностью все задачи 1-13 Профильного ЕГЭ по математике. Подходит также для сдачи Базового ЕГЭ по математике. Если вы хотите сдать ЕГЭ на 90-100 баллов, вам надо решать часть 1 за 30 минут и без ошибок!

Курс подготовки к ЕГЭ для 10-11 класса, а также для преподавателей. Все необходимое, чтобы решить часть 1 ЕГЭ по математике (первые 12 задач) и задачу 13 (тригонометрия). А это более 70 баллов на ЕГЭ, и без них не обойтись ни стобалльнику, ни гуманитарию.

Вся необходимая теория. Быстрые способы решения, ловушки и секреты ЕГЭ. Разобраны все актуальные задания части 1 из Банка заданий ФИПИ. Курс полностью соответствует требованиям ЕГЭ-2018.

Курс содержит 5 больших тем, по 2,5 часа каждая. Каждая тема дается с нуля, просто и понятно.

Сотни заданий ЕГЭ. Текстовые задачи и теория вероятностей. Простые и легко запоминаемые алгоритмы решения задач. Геометрия. Теория, справочный материал, разбор всех типов заданий ЕГЭ. Стереометрия. Хитрые приемы решения, полезные шпаргалки, развитие пространственного воображения. Тригонометрия с нуля - до задачи 13. Понимание вместо зубрежки. Наглядное объяснение сложных понятий. Алгебра. Корни, степени и логарифмы, функция и производная. База для решения сложных задач 2 части ЕГЭ.

Тренировочные задания ЕГЭ по теме «Геометрическая оптика».

Раздел №1 «Линзы»

1 часть (2 балла)

1) Стеклянную собирающую линзу (показатель преломления стекла 1,54) перенесли из воздуха (показатель преломления воздуха равен 1) в воду (показатель преломления воды равен 1,33). Как изменились при этом фокусное расстояние и оптическая сила линзы? Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответах могут повторяться.

1. увеличилась

2. уменьшилась

3. не изменилась

2) Стеклянную собирающую линзу (показатель преломления стекла 1,54) перенесли из воздуха (показатель преломления воздуха равен 1) в воду (показатель преломления воды равен 1,33). Выберите два верных утверждения о характере изменений, произошедших с линзой.

1. Линза из рассеивающей превратилась в собирающую.

2. Фокусное расстояние линзы уменьшилось, а оптическая сила увеличилась.

3. Линза из собирающей превратилась в рассеивающую.

4. Фокусное расстояние линзы увеличилось, а оптическая сила уменьшилась.

5.Линза осталась собирающей.

3) F перпендикулярно этой оси. Расстояние от линзы до нити равно 2 F

4) В опыте нить накала лампы расположена вблизи главной оптической оси тонкой линзы с фокусным расстоянием F перпендикулярно этой оси. Расстояние от линзы до нити равно 1,5 F . Сначала в опыте использовали рассеивающую линзу, а затем - собирающую. Установите соответствие между видом линзы и свойствами изображения.

5) Предмет расположен на двойном фокусном расстоянии от тонкой собирающей линзы, передвигают к тройному фокусу. Как изменятся при этом расстояние от линзы до изображения предмета и размер изображения? Для каждой величины определите характер изменения:

1. увеличилась

2. уменьшилась

3. не изменилась

Раздел №2 «Прямолинейное распространение света».

1 часть (1 балл)

1) Тень на экране от предмета, освещенного точечным источником света, имеет размеры в 3 раза большие, чем сам предмет. Расстояние от источника света до предмета равно 1м. Определите расстояние от предмета до экрана.

Ответ: _____ м

2) Маленькая лампочка освещает экран через непрозрачную перегородку с круглым отверстием радиусом 0,2 м. Расстояние от лампочки до экрана в 4 раза больше расстояния от лампочки до перегородки. Каков радиус освещенного пятна на экране?

Ответ: _____ м

Раздел№3 «Формула тонкой линзы. Увеличение линзы».

2 часть (1 балл)

1) Предмет расположен перпендикулярно главной оптической оси тонкой собирающей линзы с оптической силой 10 дптр. Расстояние от предмета до линзы равно 30 см. Определите расстояние от линзы до изображения предмета.

Ответ: _____ см

2) Предмет расположен на расстоянии d = 5 см от тонкой собирающей линзы с фокусным расстоянием F =4см. Определите увеличение предмета, даваемое линзой.

Ответ: _____ раз

3) Предмет расположен на горизонтальной главной оптической оси тонкой собирающей линзы. Оптическая сила линзы равна 5 дптр. Изображение предмета действительное увеличенное. Отношение высоты изображения предмета к высоте самого предмета равно 2. Найдите расстояние от изображения до предмета до линзы.

Ответ: _____ см

4) F =2м дает на экране изображение предмета, увеличенное в 4 раза. Каково расстояние от предмета до линзы?

Ответ: _____ м

5) Линза с фокусным расстоянием F =1м дает на экране изображение предмета, уменьшенное в 4 раза. Каково расстояние от предмета до линзы?

Ответ: _____ м

6) Предмет высотой 6см расположен на горизонтальной главной оптической оси тонкой собирающей линзы на расстоянии 30 см от ее оптического центра. Высота действительного изображения предмета равна 12см. Найдите фокусное расстояние линзы.

Ответ: _____ см

Ответы.

Задача

Ответ

45 или 54

15см

В 4 раза

60см

2,5м

20см

Световой пучок выходит из стекла в воздух (см. рисунок).

1) увеличивается;

2) уменьшается;

3) не изменяется.

Решение.

При переходе светового пучка из стекла в воздух частота электромагнитных колебаний в световой волне не изменяется, поскольку она не зависит от того, в какой среде распространяется волна. Так как стекло является оптически более плотной средой, чем воздух, при выходе из стекла скорость распространения световой волны увеличивается. В свою очередь, длина волны связана с частотой электромагнитных колебаний и скоростью распространения соотношением В виду неизменности частоты и увеличения скорости отсюда следует, что длина волны увеличивается.

Ответ: 311.

Ответ: 311

Световой пучок переходит из воздуха в стекло (см. рисунок).

Что происходит при этом с частотой электромагнитных колебаний в световой волне, скоростью их распространения, длиной волны?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1) увеличивается;

2) уменьшается;

3) не изменяется.

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Решение.

При переходе светового пучка из воздуха в стекло частота электромагнитных колебаний в световой волне не изменяется, поскольку она не зависит от того, в какой среде распространяется волна. Так как стекло является оптически более плотной средой, чем воздух, при переходе в стекло скорость распространения световой волны уменьшается. В свою очередь, длина волны связана с частотой электромагнитных колебаний и скоростью распространения соотношением В виду неизменности частоты и уменьшения скорости отсюда следует, что длина волны уменьшается.

Ответ: 322.

Ответ: 322

Предмет находится перед собирающей линзой между фокусным и двойным фокусным расстоянием. Как изменятся расстояние от линзы до его изображения, линейный размер изображения предмета и вид изображения (мнимое или действительное) при перемещении предмета на расстояние больше двойного фокусного ()?

A Б В

Решение.

Собирающая линза даёт действительное изображение предмета, если он удалён от линзы на расстояние, большее чем фокусное. Следовательно, при переносе предмета из положения между фокусным и двойным фокусным расстояниями на расстояние, большее двойного фокусного, вид изображения не изменится, он останется действительным (В — 3). Согласно формуле тонкой линзы, расстояние от предмета до линзы, расстояние от линзы до изображения и фокусное расстояние связаны соотношением Следовательно, в результате переноса расстояние от линзы до изображения уменьшится (А — 2).

Из рисунка видно, что линейные размеры предмета и изображения связаны с расстояниями от предмета и изображения до линзы соотношением Таким образом, при удалении предмета, линейный размер изображения будет уменьшаться (Б — 2).

Ответ: 223.

Ответ: 223

Небольшой предмет находится на главной оптической оси тонкой собирающей линзы, на двойном фокусном расстоянии от нее. Как изменятся при удалении предмета от линзы следующие три величины: размер изображения, его расстояние от линзы, оптическая сила линзы?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1) увеличится;

2) уменьшится;

3) не изменится.

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Решение.

В исходных условиях изображение предмета, даваемое линзой, - перевернутое, причем таких же размеров, что и оригинал. В соответствии с формулой тонкой линзы, чем дальше от линзы будет предмет при тех же исходных условиях, тем ближе к ней будет его изображение. Что же касается оптической силы линзы, то она, как и фокусное расстояние, является характеристикой линзы и не зависит от расположений предмета и его изображения.

Оптическая сила линзы (величина, обратная к фокусному расстоянию) является характеристикой самой линзы, поэтому при удалении предмета от линзы она никак не изменяется. Согласно формуле тонкой линзы расстояние от предмета до линзы, расстояние от изображения до линзы и фокусное расстояние связаны соотношением

Следовательно при удалении предмета от линзы изображение будет приближаться к линзе. Из рисунка видно, что линейные размеры предмета и изображения связаны с расстояниями от предмета и изображения до линзы соотношением Таким образом, при удалении предмета, размер изображения будет уменьшаться.

Ответ: 223.

Ответ: 223

Установите соответствие между оптическими приборами и разновидностями изображений, которые они дают. К каждой позиции первого столбца подберите нужную позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

A Б

Пояснение .

Выполняя это задание, полезно задать себе наводящий вопрос: какими лучами удобно воспользоваться для построения изображения в случае названных двух приборов? Ответ на него поможет решить два других вопроса:

1) изображение прямое или перевернутое?

2) оно действительное или мнимое?

Ответы на них очевидны - при условии, что вы представляете себе, что такое плоское зеркало и как устроен простейший фотоаппарат.

Решение.

Плоское зеркало даёт прямое мнимое изображение (А - 1). Объектив простейшего фотоаппарата представляет собой собирающую линзу, которая даёт действительное изображение на фотопластинке. При этом изображение получается перевернутым. Следовательно, правильный ответ среди перечисленных: Б - 2.

Ответ: 12.

Ответ: 12

Луч света падает на границу раздела «стекло - воздух». Как изменятся при увеличении показателя преломления стекла следующие три величины: длина волны света в стекле, угол преломления, угол полного внутреннего отражения?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1) увеличится;

2) уменьшится;

3) не изменится.

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Решение.

При переходе светового пучка из стекла в воздух частота электромагнитных колебаний в световой волне не изменяется, поскольку она не зависит от того, в какой среде распространяется волна. Длина волны связана с частотой электромагнитных колебаний и скоростью распространения соотношением При увеличении показателя преломления, скорость распространения световой волны в среде уменьшается, а значит, уменьшается и длина волны света в стекле.

Согласно закону преломления Снеллиуса, синусы углов падения и преломления при выходе света из стекла в воздух связаны с показателем преломления стекла соотношением Следовательно, при увеличении показателя преломления, угол преломления будет увеличиваться.

Наконец, угол полного внутреннего отражения определяется соотношением Таким образом, увеличение приведет к уменьшению угла полного внутреннего отражения.

Ответ: 212.

Ответ: 212

Установите соответствие между разновидностями тонкой линзы и результатами преломления в ней параллельных лучей. К каждой позиции первого столбца подберите нужную позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

РАЗНОВИДНОСТИ ТОНКОЙ ЛИНЗЫ РЕЗУЛЬТАТ ПРЕЛОМЛЕНИЯ ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ ЛУЧЕЙ

А) Собирающая

Б) Рассеивающая

1) Лучи, параллельные главной оптической оси линзы, пройдя через нее, пройдут затем через ее дальний фокус

2) Лучи, параллельные главной оптической оси линзы, пройдя через нее, пересекутся затем в ее ближнем фокусе

3) Лучи, параллельные главной оптической оси линзы, пройдя через нее, будут казаться расходящимися из ее ближнего фокуса

4) Лучи, параллельные главной оптической оси линзы, пройдя через нее, соберутся в ее дальнем фокусе
A Б

Решение.

Лучи, параллельные главной оптической оси собирающей линзы, пройдя через нее, пройдут затем через её дальний фокус (А - 1). Лучи, параллельные главной оптической оси рассеивающей линзы, пройдя через неё, будут казаться расходящимися из её фокуса (Б - 3).

Ответ: 13.

Ответ: 13

Алексей (Санкт-Петербург)

Не знаю, надо подумать, вроде звучит похоже. Вижу тут два варианта развития событий:

Я больше склонен ко второму варианту разрешения вопроса.

Валерий Григорьев 19.06.2016 06:42

А что такое вообще "ближний фокус" и "дальний фокус"? Фокус он один, нет?

Или это для запутывания?

Антон

У линзы два фокуса - с двух сторон от неё. Тот что со стороны падающего света - ближний, с другой стороны - дальний.

Пучок света переходит из воздуха в стекло. Частота световой волны скорость света в воздухе - с показатель преломления стекла относительно воздуха - n . Установите соответствие между физическими величинами и комбинациями других величин, по которым их можно рассчитать. К каждой позиции первого столбца подберите нужную позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ РАВНЫЕ ИМ КОМБИНАЦИИ ДРУГИХ ВЕЛИЧИН

А) Скорость света в стекле

Б) Длина волны света в стекле
A Б

Решение.

При переходе светового пучка из воздуха в стекло частота электромагнитных колебаний в световой волне не изменяется, поскольку она не зависит от того, в какой среде распространяется волна. Так как стекло является оптически более плотной средой, чем воздух, при переходе в стекло скорость распространения световой волны уменьшается и оказывается равной (А — 3). В свою очередь, длина волны связана с частотой электромагнитных колебаний и скоростью распространения соотношением Следовательно, длина волны света в стекле равна (Б — 4).

Ответ: 34.

Ответ: 34

На столе стоит сосуд с зеркальным дном и матовыми стенками. На дно пустого сосуда падает луч света На стенке сосуда при этом можно наблюдать «зайчик» - блик отражённого луча. В сосуд наливают некоторое количество воды. Как при этом изменяются следующие физические величины: угол падения луча на дно, высота точки нахождения «зайчика», расстояние от точки отражения луча от дна сосуда до стенки ? Отражением луча от поверхности жидкости пренебречь.

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

A Б В

Решение.

Вода является оптически более плотной средой, чем воздух. Поэтому угол преломления света при прохождении в воду меньше угла падения. Следовательно, луч «загибается» вниз. При этом точка отражения от дна, естественно, смещается налево, то есть расстояние от точки отражения луча от дна до стенки увеличивается (В - 1). Угол падения луча на дно уменьшается (А - 2). Наконец, высота точки нахождения «зайчика» увеличивается (Б - 1).

Ответ: 211.

Илья Остроушко (москва) 23.05.2013 22:29

Здравствуйте. Как я понял из условия задачи, нам необходимо определить изменение угла ПАДЕНИЯ луча НА ДНО. Он очевидно увеличивается, а вот угол С НОРМАЛЬЮ ко дно уменьшается.

Алексей

Добрый день!

Углом падения и называется угол между лучом и нормалью к поверхности

На столе стоит сосуд с зеркальным дном и матовыми стенками. На дно пустого сосуда падает луч света 1. На стенке сосуда при этом можно наблюдать «зайчик» - блик отраженного луча. В сосуд наливают некоторое количество воды. Как при этом изменяются следующие физические величины: угол падения луча на стенку расстояние от стенки до точки отражения луча от дна сосуда, угол отражения луча от зеркала? Отражением луча от поверхности жидкости пренебречь.

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

A Б В

Решение.

Вода является оптически более плотной средой, чем воздух. Поэтому угол преломления света при прохождении в воду меньше угла падения. Следовательно, луч "загибается" вниз. При этом точка отражения от дна, естественно, смещается налево, то есть расстояние от точки отражения луча от дна до стенки уменьшается (Б - 2). Угол отражения луча от дна равен углу преломления, он уменьшается (В - 2). Наконец, угол падения луча на стенку сосуда не изменяется (А - 3).

Ответ: 322.

Ответ: 322

OO" , проходящей через линию касания зеркал перпендикулярно к ней, помещён точечный источник света S . Точки S 1 , S 2 и S 3 - изображения источника в этих зеркалах при данном угле раствора. Угол раствора зеркал увеличивают до 120° (см. рисунок справа).

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1) увеличится;

2) уменьшится;

3) не изменится.

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Решение.

На рисунке показано какое количество изображений получится, если угол станет 120°. Изображений источника станет 2. Расстояние от источника до ближайшего к нему изображения увеличится.

Ответ: 21.

Ответ: 21

Источник: Тренировочная работа по физике 12.10.2016, вариант ФИ10103

На рисунке изображены два квадратных плоских зеркала, касающиеся друг друга краями (см. рис. слева). Угол раствора зеркал 90°. На линии OO" ,проходящей через линию касания зеркал перпендикулярно к ней, помещён точечный источник света S . Точки S 1 , S 2 и S 3 – изображения источника в этих зеркалах при данном угле раствора. Угол раствора зеркал уменьшают до 60° (см. рисунок справа).

Определите, как при этом изменятся следующие величины: количество изображений источника в зеркалах; расстояние от источника до ближайшего к нему изображения.

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1) увеличится;

2) уменьшится;

3) не изменится.

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Решение.

На рисунке показано какое количество изображений получится, если угол станет 60 о. Изображений источника станет 5. Расстояние от источника до ближайшего к нему изображения уменьшится.

Ответ: 12.

Ответ: 12

Источник: Тренировочная работа по физике 12.10.2016, вариант ФИ10104

Луч света 1 падает на поверхность горизонтального зеркала А под углом = 20 o (см. рисунок слева). Отражаясь от зеркала А, луч света попадает на следующие два зеркала – В и С. Сначала зеркала В и С расположены горизонтально. Затем их поворачивают: зеркало В на угол против часовой стрелки, а зеркало С устанавливают вертикально (как показано на рисунке справа).

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1) увеличилась

2) уменьшилась

3) не изменилась

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Решение.

Угол отражения от зеркала B станет равным значит, угол увеличился. Угол отражения от зеркала C станет по условию значит, угол увеличился.

Ответ: 11.

Ответ: 11

Источник: Тренировочная работа по физике 21.12.2016, вариант ФИ10203

Луч света 1 падает на поверхность горизонтального зеркала А под углом = 20° (см. рисунок слева). Отражаясь от зеркала А, луч света попадает на следующие два зеркала - В и С. Сначала зеркала В и С расположены горизонтально. Затем их поворачивают: зеркало В на угол по часовой стрелке (), а зеркало С устанавливают вертикально (как показано на рисунке справа).

Определите характер изменения угла отражения падающего луча 1 при отражении его от зеркал В и С.

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1) увеличилась

2) уменьшилась

3) не изменилась

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Решение.

До поворота углы отражения от зеркал были равны После поворота угол отражения от зеркала B станет равным значит, угол уменьшается. Угол отражения от зеркала C станет значит, угол увеличился.

Ответ: 21.

Ответ: 21

Источник: Тренировочная работа по физике 21.12.2016, вариант ФИ10204

Небольшой предмет расположен на главной оптической оси тонкой собирающей линзы между фокусным и двойным фокусным расстоянием от неё. Предмет начинают приближать к фокусу линзы. Как меняются при этом размер изображения и оптическая сила линзы?

Для каждой величины определите соответствующий характер её изменения:

1) увеличивается

2) уменьшается

3) не изменяется

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Решение.

Размер изображения при приближении предмета к фокусу собирающей линзы увеличивается.

3) Если уменьшить длину волны падающего света, то расстояние на экране между нулевым и первым дифракционными максимумами уменьшится.

4) Если заменить линзу на другую, с бóльшим фокусным расстоянием, и расположить экран так, чтобы расстояние от линзы до экрана по-прежнему было равно фокусному расстоянию линзы, то расстояние на экране между нулевым и первым дифракционными максимумами уменьшится.

5) Если заменить дифракционную решётку на другую, с бóльшим периодом, то угол, под которым наблюдается первый дифракционный максимум, увеличится.

Решение.

m . Пучок лучей после тонкой линзы, согласно правилам построения изображений в ней, собирается в точку в фокальной плоскости линзы.

d , после неё в порядке m получается параллельный пучок света, идущий под таким углом что Максимальный порядок порядок определяется соотношением:

Если увеличить длину волны падающего света, то максимальный порядок наблюдаемых дифракционных максимумов не увеличится. 2 - неверно.

Если уменьшить длину волны падающего света, то согласно основному уравнению это приведёт к уменьшению углов и, как следствие, расстояние между первым и нулевым максимумом на экране уменьшится. 3 - верно.

Согласно правилам построения лучей в собирающей линзе, линза с большим фокусным расстоянием увеличит расстояние между нулевым и первым максимумом. 4 - неверно.

Если заменить дифракционную решетку на решетку с большим периодом, то согласно основному уравнению это приведёт к уменьшению углов и, как следствие, мы будем наблюдать первый дифракционный максимум на экране под меньшим углом. 5 - неверно.

Ответ: 13.

Ответ: 13|31

Дифракционная решётка, имеющая 1000 штрихов на 1 мм своей длины, освещается параллельным пучком монохроматического света с длиной волны 420 нм. Свет падает перпендикулярно решётке. Вплотную к дифракционной решётке, сразу за ней, расположена тонкая собирающая линза. За решёткой на расстоянии, равном фокусному расстоянию линзы, параллельно решётке расположен экран, на котором наблюдается дифракционная картина. Выберите два верных утверждения.

1) Максимальный порядок наблюдаемых дифракционных максимумов равен 2.

2) Если увеличить длину волны падающего света, то максимальный порядок наблюдаемых дифракционных максимумов увеличится.

3) Если уменьшить длину волны падающего света, то расстояние на экране между нулевым и первым дифракционными максимумами увеличится.

4) Если заменить линзу на другую, с бóльшим фокусным расстоянием, и расположить экран так, чтобы расстояние от линзы до экрана по-прежнему было равно фокусному расстоянию линзы, то расстояние на экране между нулевым и первым дифракционными максимумами не изменится.

5) Если заменить дифракционную решётку на другую, с бóльшим периодом, то угол, под которым наблюдается со стороны экрана первый дифракционный максимум, уменьшится.

Решение.

Вначале построим ход параллельных лучей от источника, идущих через дифракционную решётку и линзу до экрана, где наблюдается спектр порядка m (для какой-то одной спектральной линии ртути с длиной волны ). Пучок лучей после тонкой линзы, согласно правилам построения изображений в ней, собирается в точку в фокальной плоскости линзы.

Согласно основному уравнению для углов отклонения света с длиной волны решёткой с периодом d после неё в порядке m получается параллельный пучок света, идущий под таким углом что Максимальный порядок порядок будет наблюдаться при :

Если увеличить длину волны падающего света, то максимальный порядок наблюдаемых дифракционных максимумов не изменится или уменьшится. 2 - неверно.

Если уменьшить длину волны падающего света, то это приведёт к уменьшению угла между нулевым и первым дифракционными максимумами и, как следствие, к уменьшению расстояния между нулевым и первым максимумом на экране. 3 - неверно.

Падает луч света под углом α 0 . В точке В луч света выходит обратно в воздух. Точки А и В смещены друг относительно друга вдоль пластинок на расстояние x . Среднюю пластинку заменяют на другую - такой же толщины, но с большим показателем преломления. Как в результате этого изменятся угол преломления света при переходе из второй пластинки в третью и расстояние x ?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1) увеличится;

2) уменьшится;

3) не изменится.

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Решение.

Согласно закону преломления Снеллиуса, синусы углов падения и преломления при выходе света из одной среды в другую связаны с показателями преломления соотношением

Запишем закон преломления при переходе из воздуха в первую пластинку

Накрест лежащие углы равны и тогда для границы между первой и второй пластинками справедливо

Для границы между второй и третьей пластинками справедливо

где - угол преломления света при переходе из второй пластинки в третью.

Соберем все уравнения вместе и получим

Отсюда видно, что угол преломления не зависит от показателя преломления второй пластинки и при её замене он не поменяется.

Расстояние складывается из трех отклонений первоначального луча в трех пластинках, его можно найти по формуле

Здесь уменьшается с ростом показателя преломления второй пластинки, а значит и расстояние также уменьшится.

Ответ: 32.

Свеча находится на расстоянии =3, 75 м от экрана. Между свечой и экраном помещают собирающую линзу, которая дает на экране четкое изображение свечи при двух положениях линзы. Найти фокусное расстояние линзы F, если расстояние между положениями линзы b =0, 75 м.

Объективы современных фотоаппаратов имеют переменное фокусное расстояние. При изменении фокусного расстояния «наводка на резкость» не сбивается. Условимся считать изображение на плёнке фотоаппарата резким, если вместо идеального изображения в виде точки на плёнке получается изображение пятна диаметром не более 0, 05 мм. Поэтому если объектив находится на фокусном расстоянии от плёнки, то резкими считаются не только бесконечно удалённые предметы, но и все предметы, находящиеся дальше некоторого расстояния d. Оказалось, что это расстояние равно 5 м, если фокусное расстояние объектива 50 мм. Как изменится это расстояние, если, не меняя «относительного отверстия» изменить фокусное расстояние объектива до 25 мм? («Относительное отверстие» – это отношение фокусного расстояния к диаметру входного отверстия объектива.) При расчётах считать объектив тонкой линзой. Сделайте рисунок, поясняющий образование пятна F D d b f

Решение. 1. Выразим расстояние d из формулы тонкой линзы: (1) 2. Из подобия треугольников следует: (2) где D – диаметр линзы, b – диаметр пятна на экране. 3. Решаем совместно (1) и (2) и получаем значение d: (3), 4. По условию задачи «относительное отверстие» с = F/D величина постоянна, значит они пропорциональны другу. С уменьшением фокусного расстояния, во столько же раз должен уменьшится диаметр линзы. Значит, при уменьшении в два раза фокусного расстояния в четыре раза уменьшается расстояние, с которого можно считать предмет бесконечно далеким.

Решение 1. Определить, на каком расстоянии от линзы находится мнимое изображение источника S`: , От зеркала – на расстоянии 7 см. 2. Однако свет отражается от зеркала и образует действительное изображение в точке S``. Отраженный луч симметричен, откуда, зная расстояние между зеркалом и линзой, можно найти, на каком расстоянии от линзы оно находится. Х = 8 – 7 = 1 см. Значит, от источника света его действительное изображение будет на расстоянии 8, 5 см.

Линза + плоское зеркало Плоское зеркало вплотную прижато к тонкой собирающей линзе с фокусным расстоянием F. Изображение предмета находится на расстоянии 2 F от линзы. С каким увеличением изображен предмет? Решение: Оптическая система имеет оптическую силу равную Do = D 1 + D 2 + Dз. Это обосновывается тем, что луч два раза преломляется и один раз отражается, Dз – оптическая сила плоского зеркала, которая равна 0. Значит, система имеет фокусное расстояние F/2. Отсюда можно определить расстояние от источника до линзы d = 2 F/3, и увеличение равно Г = 3.

1. На каком расстоянии друг от друга следует расположить две линзы: сначала рассеивающую с фокусным расстоянием 4 см, затем собирающую с фокусным расстоянием 9 см, чтобы пучок параллельных главной оптической оси лучей, пройдя обе линзы, оставался параллельным? 2. На каком расстоянии друг от друга следует расположить две линзы: сначала собирающую с фокусным расстоянием 30 см, затем рассеивающую с фокусным расстоянием 20 см, чтобы пучок параллельных главной оптической оси лучей, пройдя обе линзы, оставался параллельным? Линза + линза

Одна сторона толстой стеклянной пластины имеет ступенчатую поверхность, как показано на рисунке. На пластину, перпендикулярно ее поверхности, падает световой пучок, который после отражения от пластины собирается линзой. Длина падающей световой волны l. При каком наименьшем из указанных значений высоты ступеньки d интенсивность света в фокусе линзы будет минимальной?

1. Небольшой груз, подвешенный на нити длиной 2, 5 м, совершает гармонические колебания с амплитудой 0, 1 м. При помощи собирающей линзы с фокусным расстоянием 0, 2 м изображение колеблющегося груза проецируется на экран, расположенный на расстоянии 0, 5 м от линзы. Главная оптическая ось линзы перпендикулярна плоскости колебания маятника и плоскости экрана. Определить максимальную скорость изображения груза на экране. Обозначим максимальную скорость маятника υмакс = Aω и изображения υ`макс =A`ω. (1). 2) Связь между амплитудами можно определить по формуле тонкой линзы с использованием линейного поперечного увеличения: 3. Частота колебания маятника равна Отсюда А` = A(f - F)/F (2), 4) Подставим (2) в формулу (1) и определим искомую величину:

Боковая сторона прямоугольной трапеции АВСД примыкающей к ее прямым углам, расположена на главной оптической оси тонкой линзы. Линза создает действительное изображение трапеции в виде трапеции с теми же самыми углами. Если повернуть трапецию АВСД на 1800 вокруг стороны АВ, то линза создает изображение трапеции в виде прямоугольника. С каким увеличением отображается сторона АВ? В D А

В C 2 F D A 2 F F D` A` C` C`` В` 1. Построить изображение трапеции, соответствующее условию задачи «с теми же самыми углами» . Это значит, что сторона ВС до линзы и после линзы должны лежать на одной прямой. Это будет в том случае, если эта прямая проходит через двойной фокус. Второй луч выгоднее провести через фокус, Получается трапеция A`B`C`D`. 2. По условию задачи при повороте трапеции через АВ изображение получается в виде прямоугольника. Построим его. Луч, который проходит через фокус через новую точку С дает ее новое изображение на уровне B`. Только, если АВ расположена в середине отрезка возможно такое. 3. На основе формулы тонкой линзы, с учетом d = 2/3 F, получаем f = 3 F, Соответственно, увеличение стороны АВ равно Г = f/d = 2

Тонкая стеклянная бипризма с преломляющим углом 0, 05 рад, показателем преломления 1, 5 и шириной 20 см стоит вертикально в пучке параллельных световых лучей. Найдите расстояние от бипризмы до экрана, при котором ширина тени в центре экрана равна ширине бипризмы Положение экрана и изображения на нем

Слайд 2

Цель: повторение основных понятий, законов и формул ОПТИКИ в соответствии с кодификатором ЕГЭ.

Слайд 3

Волновые свойства света

В основу волновой теории положен принцип Гюйгенса: каждая точка, до которой доходит волна, становится центром вторичных волн, а огибающая этих волн дает положение волнового фронта в следующий момент времени. Свет – это электромагнитные волны

Слайд 4

Тот факт, что свет в одних опытах обнаруживает волновые свойства, а в других – корпускулярные, означает, что свет имеет сложную двойственную природу, которую принято характеризовать термином корпускулярно-волновой дуализм. Квантовые свойства света: излучение черного тела, фотоэффект, эффект Комптона Волновые свойства света: Интерференция, дифракция, поляризация света

Слайд 5

Интерференция света

Интерференция (от лат. inter - взаимно и ferio- ударяю) - явление наложения волн, вследствие которого наблюдается устойчивое во времени усиление или ослабление результирующих колебаний в различных точках пространства) Интерференционная картина - неизменная во времени картина усиления или ослабления воли в пространстве Кольца Ньютона в зеленом и красном свете. Распределение интенсивности в интерференционной картине.

Слайд 6

Когерентные волны - волны с одинаковой частотой, поляризацией и постоянной разностью фаз Время когерентности (длительность излучения кванта света)t = 10-8 с Графики интерференции когерентных волн при разном времени запаздывания:

Слайд 7

Условие максимума: максимальная результирующая интенсивность при интерференции когерентных колебаний в определенной точке пространства получается при их запаздывании друг относительно друга на время, кратное периоду этих колебаний: Условие минимума: Минимальная результирующая интенсивность при интерференции когерентных колебаний в определенной точке пространства получается при их запаздывании друг относительно друга на время, равное нечетному числу полупериодов этих колебаний: При одинаковом законе колебаний двух источников интерференционные максимумы наблюдаются в точках пространства, для которых геометрическая разность хода интерферирующих волн равна целому числу длин волн: При одинаковом законе колебаний двух источников интерференционные минимумы наблюдаются в тех точках пространства, для которых геометрическая разность хода интерферирующих воли равна нечетному числу полуволн

Слайд 8

Схема опыта Юнга R ym Когерентные источники можно получить с помощью: Зеркала Ллойда Бипризмы Френеля Тонких пленок).

Слайд 9

Примеры интерференции

  • Слайд 10

    Просветление оптики

    Просветление оптики - уменьшение отражения света от поверхности линзы в результате нанесения на нее специальной пленки Требуемая толщина покрытия Просветляющие плёнки уменьшают светорассеяние и отражение падающего света от поверхности оптического элемента, соответственно улучшая светопропускание системы и контраст оптического изображения.

    Слайд 11

    Дифракция света

    Дифракция - явление нарушения целостности фронта волны, вызванное резкими неоднородностями среды; Решить задачу дифракции - значит найти распределение интенсивности света на экране в зависимости от размеров и формы препятствий, вызывающих дифракцию; Условие для т-го дифракционного минимума Принцип Гюйгенса–Френеля а - размер щели, α- угол отклонения света от прямолинейного направления

    Слайд 12

    Дисперсия света

    Разложение света в спектр вследствие дисперсии при прохождении через призму (опыт Ньютона) Диспе́рсиясве́та(разложение света) - это явление зависимостиабсолютного показателя преломления вещества от длины волны (или частоты) света (частотная дисперсия), или, что то же самое, зависимость фазовой скорости света в веществе от длины волны (или частоты).

    Слайд 13

    Дифракционная решетка

    Решетки представляют собой периодические структуры, выгравированные специальной делительной машиной на поверхности стеклянной или металлической пластинки; Дифракционная решетка предпочтительнее в спектральных экспериментах, чем применение щели из-за слабой видимости дифракционной картины и значительной ширины дифракционных максимумов на одной щели Условие главных максимумов при дифракции света на решетке: главные максимумы будут наблюдаться под углом α, определяемым условием: m = 0, 1, 2, … Увеличение числа щелей приводит к увеличению яркости дифракционной картины

    Слайд 14

    Интенсивность света в главном дифракционном максимуме пропорциональнаквадрату полного числа щелей дифракционной решетки где I0 - интенсивность света, излучаемого одной щелью Разрешающая способность дифракционной решетки Период решётки Дифракция света на решетке Очень большая отражательная дифракционная решётка d = 1 / N мм

    Слайд 15

    Рассмотрим задачи:

    ЕГЭ 2001-2010 (Демо, КИМ) ГИА-9 2008-2010 (Демо)

    Слайд 16

    ГИА 2008 г. 26 Дима рассматривает красные розы через зеленое стекло. Какого цвета будут казаться ему розы? Объясните наблюдаемое явление. Дайте развернутое, логически связанное обоснование.

    Черными, т.к. зеленое стекло не пропускает лучи красного цвета

    Слайд 17

    (ГИА 2009 г.) 13.После прохождения оптического прибора, закрытого на рисунке ширмой, ход лучей 1 и 2 изменился на 1′ и 2′. За ширмой находится

    плоское зеркало плоскопараллельная стеклянная рассеивающая собирающая линза

    Слайд 18

    ГИА 2009 г. 26 Каким пятном (темным или светлым) кажется водителю ночью в свете фар его автомобиля лужа на неосвещенной дороге? Ответ поясните.

    1. Лужа кажется темным пятном на фоне более светлой дороги. 2. И лужу, и дорогу освещают только фары автомобиля. От гладкой поверхности воды свет отражается зеркально, то есть вперед, и не попадает в глаза водителю. Поэтому лужа будет казаться темным пятном. От шероховатой поверхности дороги свет рассеивается и частично попадает в глаза водителю.

    Слайд 19

    (ЕГЭ 2002 г., Демо) А21. Если осветить красным светом лазерной указки два близких отверстия S1 и S2 , проколотые тонкой иглой в фольге, то за ней на экране наблюдаются два пятна. По мере удаления экрана Э они увеличиваются в размере, пятна начинают перекрываться и возникает чередование красных и темных полос. Что будет наблюдаться в точке А, если S1A= S2A? Фольга Ф расположенаперпендикулярнолазерномупучку.

    середина красной полосы середина темной полосы переход от темной к красной полосе нельзя дать однозначный ответ

    Слайд 20

    (ЕГЭ 2002 г., Демо) А33. На рисунке дан ход лучей, полученный при исследовании прохождения луча через плоскопараллельную пластину. Показатель преломления материала пластины на основе этих данных равен

    0,67 1,33 1,5 2,0

    Слайд 21

    2002 г. А21 (КИМ). Разложение белого света в спектр при прохождении через призму обусловлено

    1)преломлением света 2)отражением света 3)поляризацией света 4)дисперсией света

    Слайд 22

    (ЕГЭ 2003 г., КИМ) А21. Объектив фотоаппарата является собирающей линзой. При фотографировании предмета он дает на пленке изображение

    действительное прямое мнимое прямое действительное перевернутое мнимое перевернутое

    Слайд 23

    (ЕГЭ 2003 г. демо) А29. Линзу, изготовленную из двух тонких сферических стекол одинакового радиуса, между которыми находится воздух (воздушная линза), опустили в воду (см. рис.). Как действует эта линза?

    (ЕГЭ 2008 г., ДЕМО) А24. Синус предельного угла полного внутреннего отражения на границе стекло – воздух равен 8/13. Какова скорость света в стекле?

    4,88·108 м/с 2,35·108 м/с 1,85·108 м/с 3,82·108 м/с

    Слайд 27

    Используемая литература

    Берков, А.В. и др. Самое полное издание типовых вариантов реальных заданий ЕГЭ 2010, Физика [Текст]: учебное пособие для выпускников. ср. учеб. заведений / А.В. Берков, В.А. Грибов. – ООО "Издательство Астрель", 2009. – 160 с. Геометрическая оптика. Образовательный сайт /http://geomoptics.narod.ru/Index.htm Дисперсия света. Словари и энциклопедии на Академике / http://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/15536 Касьянов, В.А. Физика, 11 класс [Текст]: учебник для общеобразовательных школ / В.А. Касьянов. – ООО "Дрофа", 2004. – 116 с. КЛАСС!ная физика для любознательных. ПЛОСКОЕ ЗЕРКАЛО / http://class-fizika.narod.ru/8_38serk.htm Мякишев, Г.Я. и др. Физика. 11 класс [Текст]: учебник для общеобразовательных школ / учебник для общеобразовательных школ Г.Я. Мякишев, Б.Б. Буховцев. –" Просвещение ", 2009. – 166 с. Открытая физика [текст, рисунки]/ http://www.physics.ru Подготовка к ЕГЭ /http://egephizika Пособие по физике «Геометрическая оптика» / http://optika8.narod.ru/7.Ploskoe_zerkalo.htm Просветление оптики. Материал из Википедии - свободной энциклопедии / http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D1%80%D0%BE%D1%81%D0%B2%D0%B5%D1%82%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5_%D0%BE%D0%BF%D1%82%D0%B8%D0%BA%D0%B8 Федеральный институт педагогических измерений. Контрольные измерительные материалы (КИМ) Физика //[Электронный ресурс]// http://fipi.ru/view/sections/92/docs/

    Посмотреть все слайды

    • Похожие статьи