Задачи по теме Оптические явления 8 класс

3. Оптические явления.

Задача 1. Как в солнечный день можно определить высоту дерева?

Решение.

Шаг 1. Работа над текстом задачи. Перевод условия задачи в представления.

Проведем световой луч. Введем обозначения:

Н - высота дерева, L - длина тени дерева.

Чтобы определить высоту дерева, можно измерить длину тени дерева L.

Шаг 2. Система определений, раскрывающих физические понятия познавательной ситуации:

Закон прямолинейного распространения света - в однородной прозрачной среде свет распространяется прямолинейно;

световой луч - это прямая, вдоль которой распространяется свет (условно лучом называют узкий пучок света).

Шаг 3. Реконструкция текста: последовательность учебно-поисковых действий, открывающих смысловую часть задачи.

1. Рассмотрим прямоугольный треугольник АВС, катеты которого АВ=Н и АС= L.

2. Сначала можно определить длину тени шеста , высота которого h=DK известна.

3. Треугольники АВС и DKC подобны. Из подобия следует соотношение:

.

Из него находим высоту дерева

Ответ:

Задача 3. Угол падения света на горизонтальное плоское зеркало равен . Чему будет равен угол отражения света, если повернуть зеркало на так, как показано на рисунке?

Решение.

Шаг 1. Система определений, раскрывающих физические понятия познавательной ситуации:

Закон отражения света. Угол отражения равен углу падения. Падающий луч, отраженный луч и перпендикуляр, восстановленный в точке падения к отражающей поверхности, лежат в одной плоскости.

Шаг 2. Реконструкция текста: последовательность учебно-поисковых действий, открывающих смысловую часть задачи.

1. Представим ситуацию, когда зеркало расположено горизонтально.

Обозначим: АО - падающий луч, ОВ - отраженный луч, О - точка падения луча, ОС - перпендикуляр, восстановленный в точку падения. По закону отражения угол падения равен углу отражения: .

2. Если повернуть зеркало на , то положение перпендикуляра к поверхности зеркала изменится. Он повернется на угол

3. При повороте зеркала угол падения увеличится на , т.е.

По закону отражения света (рис 4), следовательно

Ответ:

Задача 4. Определите с помощью построения положение фокусов линзы, если задана главная оптическая ось и ход произвольного луча.

Решение.Шаг 1. Работа над текстом задачи. Перевод условия задачи в представления.

Выделим на рисунке линзу, главную оптическую ось и оптический центр О линзы.

Шаг 2. Система определений, раскрывающих физические понятия познавательной ситуации:

Линза - это оптически прозрачное однородное тело, ограниченное с двух сторон двумя сферическими (или одной сферической и одной плоской) поверхностями;

главная оптическая ось - прямая, проходящая через центры сферических поверхностей, ограничивающих линзу; фокус линзы - точка, в которой собираются лучи, идущие параллельно главной оптической оси линзы; оптический центр линзы - точка, находящаяся на пересечении линзы с ее главной оптической осью;

побочная оптическая ось - всякая прямая, проходящая через оптический центр и отличная от главной оси; фокальная плоскость - плоскость, проходящая через фокус перпендикулярно главной оптической оси (параллельно плоскости линзы); побочный фокус - точка, в которой побочная оптическая ось пересекает фокальную плоскость.

Шаг 3. Реконструкция текста: последовательность учебно-поисковых действий, открывающих смысловую часть задачи.

1. Проведем побочную ось параллельно направлению луча. Луч, идущий параллельно побочной оси после преломления линзой проходит через побочный фокус , лежащий на побочной оси.

2. Через побочный фокус проведем фокальную плоскость перпендикулярно главной оптической оси линзы.

3. Точка пересечения фокальной плоскости и главной оптической оси - главный фокус линзы.

4. У собирающей линзы два главных фокуса, по одному с каждой стороны, на одинаковом расстоянии от центра линзы.

Задача 6. Какова высота Н изображения человека на пленке, если рост человека h=1,8 м, а съемку производят с расстояния d=3 м? считайте объектив можно рассматривать как одну собирающую линзу с фокусным расстоянием F=50 мм.

Решение.Шаг 1. Работа над текстом задачи. Перевод условия задачи в представления.

Представим человека, находящегося перед объективом (собирающей линзой) фотоаппарата на расстоянии .

Шаг 2. Система определений, раскрывающих физические понятия познавательной ситуации:

Линза - это оптически прозрачное однородное тело, ограниченное с двух сторон двумя сферическими (или одной сферической и одной плоской) поверхностями;Формула тонкой линзы связывает между; собой три величины: расстояние от предмета до линзы d, расстояние от линзы до изображения f и фокусное расстояние линзы F:

Линейное увеличение линзы - физическая величина, равная отношению высоты изображения Н к высоте предмета h.

Шаг 3. Реконструкция текста: последовательность учебно-поисковых действий, открывающих смысловую часть задачи.

1. Обозначим высоту предмета h=АВ. Из точки В проведем два луча: 1) луч, идущий параллельно главной оси, преломляясь проходит через фокус; 2) луч, падающий в оптический центр линзы не преломляется.

2. Лучи, идущие из точки В, пересекаются в точке . Обозначим высоту полученного изображения .

Шаг 4. Математическая модель решения.

Дано:

Рассмотрим подобные треугольники и . Из подобия треугольников и следует, что

. Воспользуемся формулой тонкой линзы

Следовательно, высота изображения

Ответ:

74