Закони геометричної оптики Світло – електромагнітні хвилі, які сприймає око людини. Джерело світла



Скачати 301.24 Kb.
Сторінка3/3
Дата конвертації30.04.2016
Розмір301.24 Kb.
1   2   3
Приклад 14. Людина іде із селища А в селище В. При цьому першу частину шляху вона рухається по лісу зі швидкістю u, а другу – по болоту зі швидкістю v. Як повинна рухатись людина, щоб подолати відстань із селища А в селище В за мінімальний час.
Розв'язання (дивись приклад 12)






Приклад 14. Визначте розмір поверхні Землі, де одночасно спостерігається сонячне затемнення (повне або часткове). Радіус Сонця 7×105 км, радіус Місяця 1700 км, відстань від Землі до Сонця 1,5×108 км, від Землі до Місяця – 3,8×105 км.
Розв'язання 1

Місяць відкидує півтінь. Так як вершина півтіні (точка А) знаходиться набагато ближче до Місяця і Землі, ніж до Сонця, можна вважати, що кут α практично співпадає з малим кутом , де rС– радіус Сонця, RС –відстань від Землі до Сонця, β – це кут, під яким ми бачимо сонячний диск із Землі. На рисунку а поверхня Землі розглядається як «площина», нормальна до осі конуса півтіні (так як вважається, що Сонце в зеніті та область півтіні захоплює невелику частку поверхні Землі). Тоді діаметр області півтіні , де rМ – радіус Мысяця, RМ –відстань від Землі до Мысяця (це ще не настільки багато, щоб при оціночному розрахунку враховувати кривизну Землі). Якщо, як звичайно, Сонце в момент затемнення не в зеніті, то «площина» поверхні Землі утворює з віссю конуса кут, відмінний від прямого. Через це область півтіні подовжиться, але її максимальна ширина і в цьому випдку приблизно 7000 км.


Розв'язання 2
Скористаємось тим фактом, що розміри Сонця та Місяця, що бачимо із Землі, практично співпадають, тому вершина В конуса повної тіні Місяця (заштриховано на рисунку б) знаходиться поблизу поверхні Землі. На рисунку б зображен випадок, коли Сонце знаходиться в зениті. Вважаючи промені 1 та 2, 3 та 4 практично паралельними через велику віддаленість Сонця, отримуємо: . Тоді ширина АС півтіні приблизно дорівнює подвоєномудіаметру Місяця, тобто .

Графічні задачі


  1. Побудувати зображення предмета АВ у збиральній лінзі (дивись рисунок).


Побудова здійснена на рисунку.




  1. Дано положення головної оптичної осі ОО' лінзи, точкового джерела А та його зображення А' у лінзі (дивись рисунок). Побудувати зображення предмета ВС. Збиральна чи розсіювальна це лінза?


Побудова зрозуміла з рисунка.






  1. Дано: А – предмет, А' – його зображення (дивись рисунок). Знайти положення лінзи та її фокусів.

Побудова зрозуміла з рисунка.






  1. Дано положення точок А і В та їх зображень А' і В' (дивись рисунок), отриманих за допомогою лінзи. Знайти побудовою положення лінзи та її фокусну відстань.

Побудова зрозуміла з рисунка. Перетин прямих АВ і А'В' визначає оптичний центр О лінзи.





Графічні задачі.

(Для розв’язування використовуйте теоретичну частину збірника)




  1. Визначте побудовою положення лінзи та її фокусів.












  1. Визначте побудовою положення фокусів лінзи.










  1. Побудуйте хід променів та визначте положення зображення предмета АВ.





  1. Як треба розмістити лінзи, щоб промені після проходження крізь них залишились паралельними?




  1. Скільки зображень предмета А (див. рисунок) дають дзеркала, розташовані під кутом 60°? Під кутом 90°? Де знаходяться ці зображення?




  1. Як отримать дійсне зображення предмета за допомогою розсіювальної лінзи?

  2. Визначте, яка з показаних на рисунку точок є зображення точки А у дзеркалі ВС?



Розрахункові задачі.


  1. Лампа розташована на відстані 90 см від стіни. Між лампою та стіною на відстані 60 см від лампи поміщають збиральну лінзу діаметром 6 см з фокусною відстанню 30 см. Площина лінзи паралельна стіні, лампа розташована на головній оптичній осі лінзи. Яка картина спостерігається. на стіні? Накресліть та опишіть її.

  2. Фокусна відстань збиральної лінзи дорівнює 20 см. Ліворуч від лінзи поблизу від її головної оптичної осі світить лампа. Відстань між лампою та лінзою дорівнює 40 см. Праворуч від лінзи на відстані 50 см від неї розташоване плоске дзеркало, перпендикулярне до головної оптичної осі лінзи. Скільки зображень лампи утворює така оптична система? Дайте характеристику кожного зображення.

  3. Відстань між лампою та стіною дорівнює 75 см. Збиральна лінза, головна оптична вісь якої перпендикулярна до стіни, дає на стіні зображення лампи. Якщо перемістити лінзу, можна отримати на стіні друге зображення лампи, висота якого в 4 рази більша, ніж висота першого зображення. Визначте оптичну силу лінзи.

  4. Відстань між лампою та стіною дорівнює 2,4 м. Збиральна лінза, головна оптична вісь якої перпендикулярна до стіни, дає на стіні зображення лампи. Якщо перемістити лінзу на 1,2 м, вона теж дає на стіні зображення лампи. Визначте фокусну відстань лінзи.

  5. У ясну погоду, опівдні, коли сонце стоїть у зеніті, з палуби судна запустили повітряну кулю радіусом 5 м. Визначте висоту (у метрах) центру повітряної кулі над водою, починаючи з якої куля не відкидає тіні на спокійну поверхню океану. Радіус Сонця 750 000 км, відстань між Землею та Сонцем 150 млн км.

  6. Фокусна відстань тонкої збиральної лінзи дорівнює 12 см. Лінза дає дійсне зображення предмета, збільшене у 2 рази. Визначте відстань між предметом і лінзою (у сантиметрах).

  7. Висота зображення предмета при фотографуванні з відстані d1 дорівнює Н1, а при фотографуванні з відстані d2Н2. Визначте оптичну силу об'єктива.

  8. Екран міститься на відстані l від свічки. Пересуваючи між свічкою та екраном збиральну лінзу, можна отримати на екрані два чіткі зображення полум’я. Визначте фокусну відстань лінзи, якщо відстань між двома положеннями лінзи дорівнює а.

  9. З трьох щільно складених лінз утворили плоскопаралельну пластинку (див. рис). Оптичні сили першої та другої лінзи відповідно дорівнюють 2 дптр та -5 дптр. Визначте оптичну силу третьої лінзи.

  10. Збиральна лінза вставлена в круглий отвір у непрозорій ширмі і розміщена посередині між точковим джерелом світла та екраном, відстань між якими 30 см. Освітлений круг на екрані має удвічі менший діаметр, ніж діаметр лінзи. Визначте оптичну силу лінзи.

  11. Визначте мінімальну відстань між предметом та його дійсним зображенням, якщо оптична сила лінзи дорівнює 4 дптр.

  12. Дійсне зображення предмета на екрані удвічі більше за сам предмет. Відстань від предмета до лінзи на 10 см більша за фокусну відстань лінзи. На якій відстані від лінзи міститься екран?

  13. Циліндричний пучок променів, що має радіус 5 см, падає на збиральну лінзу паралельно до її ГОВ. Після проходження лінзи пучок утворює на екрані, що міститься між лінзою і фокусом, круг, радіус якого 3 см. Круг якого радіуса утвориться на цьому ж екрані, якщо збиральну лінзу замінити розсіювальною з тією самою фокусною відстанню?

  14. Маленькій кульці, що лежить на поверхні горизонтально розміщеної збиральної лінзи, надали швидкості, напрямленої вертикально вгору. Оптична сила лінзи дорівнює 5 дптр. За якої мінімальної швидкості кульки в лінзі може утворитись її дійсне зображення ?

  15. Уздовж оптичної осі горизонтально розміщеної збиральної лінзи з точки, яка міститься у подвійному фокусі лінзи, починає вільно падати тіло. Упродовж якого проміжку часу зображення тіла буде дійсним? Оптична сила лінзи дорівнює 0,8 дптр.

  16. На розсіювальну лінзу падає збіжний пучок променів. Після заломлення в лінзі він збирається в точку, що лежить на ГОВ на відстані 20 см від лінзи. Якщо лінзу забрати, то точка перетину променів зміститься на 10 см ближче до місця, де перебувала лінза. Визначте фокусну відстань лінзи.

  17. Людина, зріст якої 1,75 м, що стоїть поблизу ліхтаря, відкидає тінь завдовжки 1,5 м. Ліхтар підвішений на висоті 5 м. Якою стане довжина тіні, якщо людина відійде від ліхтаря на 1 м?

  18. Перша і друга палиці завдовжки відповідно 1 м і 2 м розміщені вертикально поблизу ліхтаря, що висить на висоті 4 м. Перша палиця розташована на відстані 2 м, а друга – на відстані 0,5 м від основи ліхтаря. У скільки разів відрізняються довжини тіней, що відкидають палиці?

  19. Діаметр джерела світла дорівнює 10 см, а відстань від джерела до екрана – 1 м. На якій найменшій відстані від джерела потрібно розмістити тенісний м’яч, діаметр якого 5 см, щоб на екрані утворювалася лише його півтінь? Пряма, що проходить через центри джерела і м'яча, перпендикулярна до площини екрана.

  20. Сонячні промені, що пройшли через круглий отвір у листку на верхівці дерева, утворили на землі круглий сонячний зайчик, діаметр якого 10 см. Оцініть висоту дерева, якщо кутовий діаметр диску Сонця дорівнює 9,3×10-3 рад. Площина листка горизонтальна.

  21. Плоске дзеркало обертається з кутовою швидкістю 0,1 с-1 навколо осі, що лежить у площині дзеркала і перпендикулярна до променя, який падає на дзеркало. Визначте кутову швидкість відбитого від дзеркала променя.

  22. Два плоскі дзеркала утворюють гострий двогранний кут. На одне із дзеркал падає промінь світла, що лежить у площині, перпендикулярній до ребра кута. Як зміниться кут між падаючим променем і відбитим від іншого дзеркала променем, при повороті дзеркал на невеликий кут навколо ребра двогранного кута?

  23. Посередині між двома плоскими паралельними дзеркалами є точкове джерело світла. Перші два уявні зображення джерела зближаються зі швидкістю 4 см/с. З якими однаковими швидкостями відносно землі рухаються назустріч одне одному два дзеркала, залишаючись паралельними одне одному?



Література


  1. Всеукраїнські олімпіади з фізики. За редакцією Б. Кремінського. – Львів: Євросвіт. 2006

  2. Всеукраїнські олімпіади з фізики. За редакцією Б. Кремінського. – Львів: Євросвіт. 2003

  3. Збірник задач республіканських фізичних олімпіад. – Київ: Вища школа. 1971

  4. Збірник задач республіканських фізичних олімпіад. – Київ: Вища школа. 1976

  5. И.Ш. Слободецкий, В.А. Орлов. Всесоюзные олимпиады по физике. – Москва: Просвещение. 1982

  6. С.У. Гончаренко. Олімпіади з фізики. – Харків: Основа. 2008

  7. С.У. Гончаренко. Є.В. Коршак. Фізика. Олімпіадні задачі. – Тернопіль: Навчальна книга. 1999

  8. С.У. Гончаренко. Є.В. Коршак. Готуємось до фізичних олімпіад. – Київ. 1995

  9. В.И. Лукашик. Физическая олимпиада. – Москва: Просвещение. 1987

  10. А.М. Качинский, А.А. Бытев. Б.А. Кимбар. Сборник подготовительных задач к олимпиадам по физике. – Минск: Народная асвета. 1965

  11. А.И. Рыбалка, И.Н. Кибец. И.О. Шкляревский. 2002 задачи по физике для выпускников и абитуриентов. – Харьков: Фолио. 2003

  12. Л.Е. Генденштейн. І.М. Гельфгат, Л.А. Кирик. Задачі з фізики 8. – Харків: Гімназія. 2004

  13. И.М. Гельфгат, Л.Э. Генденштейн. Л.А. Кирик. 1001 задача по физике с решениями. – Харьков. 1995

  14. Н. Струж, В. Мацюк, С. Остап’юк.Фізика. – Тернопіль. 2013






1   2   3


База даних захищена авторським правом ©shag.com.ua 2016
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка