Презентация по физике на тему Решение задач по теме Оптика

Решение задач ЕНТ по теме «Оптика» Учитель физики СОШ № 5 г.Павлодара Хренова Ольга Юрьевна

Благодаря этой рекламе сайт может продолжать свое существование, спасибо за просмотр.

Некоторые соотношения для оптических приборов Формула плоского зеркала d = -f d – расстояние от предмета до зеркала, f- расстояние от зеркала до изображения Формулы сферического зеркала F- фокусное расстояние, r- радиус кривизны, Н- размер изображения, h- размер предмета Формула для плоскопараллельной пластины x- смещение луча, Н- толщина пластины,α- угол падения, i- угол преломления Формула лупы d0=25 см - расстояние наилучшего видения Формула микроскопа F2- фокусное расстояние окуляра

Задача. В аквариум налита вода, в воду погружен источник света. Цифрами обозначены световые пучки. На рисунке изображены световые явления

Задача. Человек приближается к плоскому зеркалу ( удаляется от плоского зеркала) со скоростью 2 м/с. Скорость, с которой он приближается к зеркалу, 2) приближается к изображению ( удаляется от зеркала, от изображения), равна Решение: Изображение в плоском зеркале симметрично самому предмету, поэтому изображение приближается или удаляется с той же скоростью, что и предмет Значит, 1) скорость, с которой приближается к зеркалу 2 м/с, 2) скорость, с которой приближается к изображению 4 м/с, 3) удаляется от зеркала со скоростью 2 м/с, 4) удаляется от изображения со скоростью 4 м/с.

Задача. Правильное изображение предмета MN в плоском зеркале на рисунке Для плоского зеркала Изображение мнимое, прямое, того же размера, на том же расстоянии, что и предмет. Значит, рисунок 1

Задача. Чтобы увидеть четкое изображение глаза ( зрение нормальное) зеркальце следует отнести от глаза на минимальное расстояние, равное Решение: Расстояние нормального зрения 25 см. Расстояние от предмета до зеркала равно расстоянию от зеркала до изображения, значит расстояние нужно взять 25см / 2=12,5 см Задача. Два точечных источника света находятся на расстоянии 20 см от плоского зеркала каждый. Расстояние между источниками 30 см, тогда расстояние между первым источником и изображением второго источника равно Решение: Расстояние от предмета до зеркала равно расстоянию от зеркала до изображения, тогда расстояние от предмета до изображения равно 20+20 = 40 см. из чертежа видно, расстояние, которое нужно найти- это гипотенуза прямоугольного треугольника с катетами 30 см и 40 см. по теореме Пифагора ( или из египетского треугольника) гипотенуза равна 50 см

Задача Два зеркала расположены под углом 60° друг к другу. Число изображений источника света, расположенного в пространстве между зеркалами, равно Решение: Согласно формуле По условию задачи α= 60°, тогда n=5

Задача. На рисунке представлен опыт по преломлению света. Показатель преломления вещества равен Решение: Из рисунка видим, что угол между падающим лучом и перпендикуляром к поверхности равен 70° ( угол падения), угол между преломленным лучом и перпендикуляром к поверхности равен 40° ( угол преломления), тогда

Задача. Свет падает из вакуума в прозрачную среду. Угол падения равен 60°. Угол преломления 45°. Скорость распространения света в этой среде равна ( с = 3·108м/с ) Решение: По закону преломления света Из этого выражения находим скорость в среде

Задача. Световые волны в некоторой жидкости имеют длину 600 нм и частоту 4·1014Гц. Абсолютный показатель преломления этой жидкости равен ( с = 3·108м/с ) Решение: Абсолютный показатель преломления показывает, во сколько раз меняется скорость света при переходе из вакуума в данную среду Длина волны Тогда

Задача. Поверхность воды освещена желтым светом, у которого длина волны равна 0,58 мкм. Человек , открыв глаза под водой, увидит … цвет, у которого длина волны … Решение: Цвет определяется частотой. Частота при переходе света из одной среды в другую не меняется, значит, цвет останется желтым. Длина волны скорость при переходе из воздуха в воду уменьшается, значит, длина волны уменьшится

Задача. В некотором спектральном диапазоне угол преломления лучей на границе воздух- стекло падает с увеличением частоты излучения. Ход лучей для трех основных цветов при падении белого света из воздуха на границу раздела показан на рисунке ( цифрам соответствуют цвета) Решение: Красный цвет преломляется слабее всех цветов, фиолетовый сильнее всех, поэтому: 1-синий, 2- зеленый, 3- красный

Задача. Два когерентных источника колеблются в одинаковых фазах с частотой 400 Гц. Скорость распространения колебаний в среде 1 км/с. Максимальное усиление колебаний будет наблюдаться при наименьшей разности хода, равной Решение: Условие максимума интерференции: Наименьшей разность хода будет для k = 1 Значит

Задача. Два когерентных источника посылают когерентные волны в одинаковых фазах. Периоды колебаний равны 0,2 с, скорость распространения волн в среде равна 800 м/с. Разность хода, при которой буде наблюдаться полное ослабление колебаний, равна Решение: Условие минимума интерференции: Посчитаем значение полуволны Тогда,

Задача На дифракционную решетку с периодом 3 мкм падает монохроматический свет с длиной волны 600нм. При этом наибольший порядок дифракционного максимума равен … Решение: По условию максимума для дифракционной решетки Наибольший порядок дифракционного максимума будет для sinφ = 1, тогда, Может быть задача по определению числа спектров, получаемых в данной дифракционной решетке: 1+2k = 1+2·5 = 11 ( 1- центральный, неокрашенный, 2k- боковые, окрашенные)

Задача. Длина волны света, второй максимум которого отклоняется на угол 30° при прохождении через дифракционную решетку с периодом (1/500) мм, равна Решение: Для дифракционной решетки По условию задачи k = 2 ( максимум второго порядка)

Задача. Первый дифракционный максимум для света с длиной волны 0,5 мкм наблюдается под углом 30° к нормали. На 1 мм в дифракционной решетке содержится штрихов Решение: Число штрихов на решетке связано с периодом решетки Для дифракционной решетки Значит, 1000 штрихов на 1 мм

Задача. При освещении решетки светом с длиной волны 486 нм дифракционное изображение первого порядка получено на расстоянии 2,43 см от центрального. Если расстояние от решетки до экрана 1 м, то период решетки равен Решение: Для дифракционной решетки Обозначим расстояние от центрального спектра до заданного b, а расстояние от решетки до экрана а, тогда b = 2,43 см и а = 1 м=100 см. Известно, что для малых углов sinα ≈ tgα = b/а, тогда Задача. На дифракционную решетку, имеющую 200 штрихов на 1 мм, надает нормально свет с длиной волны 500 нм. Расстояние от решетки до экрана 1 м. Расстояние от центрального до первого максимума равно

Задача. Укажите, каким будет изображение, если предмет находится от линзы на расстоянии Решение: Для собирающей линзы 1) между линзой и фокусом, т.е. d<,F Изображение мнимое, прямое, увеличенное 2) предмет находится в фокусе, т.е. d=F Изображения нет 3) между фокусом и двойным фокусом, т.е. F<,d<,2F Изображение действительное, перевернутое, увеличенное 4) предмет находится в двойном фокусе, т.е. d=2F Изображение действительное, перевернутое, того же размера 5) за двойным фокусом, т.е. d>,2F Изображение действительное, перевернутое, уменьшенное Для рассеивающей линзы На любом расстоянии от линзы изображение мнимое, прямое, уменьшенное Для плоского зеркала Изображение мнимое, прямое, того же размера, на том же расстоянии, что и предмет

Задача. Фокусное расстояние двояковыпуклой линзы 40 см. чтобы изображение предмета получилось в натуральную величину, его надо поместить от линзы на расстоянии, равном Решение: Чтобы предмет получить в натуральную величину можно воспользоваться формулой тонкой линзы, а можно вспомнить, что для этого предмет нужно поместить в двойном фокусе, т.е. на расстоянии 80 см.

Задача. При съемке автомобиля длиной 4 м, пленка фотоаппарата располагалась от объектива на расстоянии 60 см. Длина негативного изображения получилась 32 см. Расстояние, с которого снимали автомобиль, равняется Решение: Линейное увеличение Аналогичная задача. ( решить самостоятельно) Размер изображения предмета, с действительной высотой 3 м, на сетчатке глаза равен 1 мм. Если f = 1,5 см, то расстояние от предмета до наблюдателя

Задача. Чтобы получить пятикратное увеличение, необходимо лабораторную линзу ( F= 13 см), предмет и экран расположить на расстоянии Решение: Нужно найти расстояния от предмета до линзы d и от линзы до экрана f По формуле тонкой линзы Ответ: d = 15,6 см, f = 78 см

Задача. При фотографировании с расстояния 200 м высота дерева на негативе оказалась равной 5 мм. Если фокусное расстояние объектива 50 мм, то действительная высота дерева Решение: По условию задачи Линейное увеличение По формуле тонкой линзы определим f Значит,

Задача Предмет высотой 2 м находится на расстоянии 3 м от тонкой линзы с фокусным расстоянием 1 м. Высота изображения будет Решение: Высоту изображения определим через линейное увеличение По формуле тонкой линзы найдем расстояние от линзы до изображения Тогда

Задача. Фокусное расстояние объектива проекционного фонаря 20 см. Если экран удален от объектива на расстояние 10 м , то проекционный фонарь дает увеличение в Решение: Линейное увеличение Определяем расстояние от предмета до объектива по формуле тонкой линзы Фонарь дает увеличение в 50 раз Задача. ( в 4534 в 23) Рисунок в документе имеет высоту 10 см, а на экране 1 м. Если расстояние от объектива до экрана 4 м, то фокусное расстояние объектива

Задача. Расстояние между свечой и стеной 1 м. Чтобы на стене получилось ее резкое изображение, линзу с фокусным расстоянием 9 см нужно поместить от свечи на расстоянии, равном Решение: По условию задачи (будем работать в сантиметрах) По формуле тонкой линзы Необходимо найти расстояние от линзы до предмета d, поэтому выразим через него f: Решим квадратное уравнение Дискриминант Находим корни В ответах предлагают 90 см

Задача. Предмет находится на расстоянии 20 см от собирающей линзы с оптической силой 4 дптр. Расстояние от изображения до предмета равно Решение: Расстояние от изображения до предмета f+d По формуле тонкой линзы определим расстояние от линзы до изображения f Это значит, что изображение мнимое и находится с той же стороны от линзы, что и предмет Значит, f+d=|-1+0,2|=0,8м

Задача. Длина волны λ кванта с энергией E, равной средней кинетической энергии атома гелия при температуре 100°С, равна … Решение: Гелий- это инертный газ, т.е.одноатомный газ Для одноатомного идеального газа Энергия кванта Значит

Задача. Наибольшая длина волны света, при которой еще может наблюдаться фотоэффект для калия, равна 450 нм. Найдите скорость электронов, выбитых из калия светом с длиной волны 300 нм ( h = 6,63·10-34Дж·с, с = 3·108м/с, mе = 9,1·10-31кг) Решение: λ = 300 нм = 3·10-7м, λmax = 450 нм= 4,5·10-7м По уравнению Эйнштейна для фотоэффекта Работа выхода связана с красной границей фотоэффекта соотношением Тогда

Задача. Красная граница фотоэффекта для вольфрама равна 275 нм. Найдите значение запирающего напряжения, если вольфрам освещается светом с длиной волны 175 нм ( h = 6,63·10-34Дж·с, с = 3·108м/с, е = 1,6·10-19Кл) Решение: По уравнению Эйнштейна для фотоэффекта Мы знаем, что работа электрического поля равна изменению кинетической энергии. До фотоэффекта скорость электронов вне вещества равна 0, поэтому Значит,

Задача На металлическую пластину с работой выхода А= 2 эВ падает излучение, имеющее три частоты разной интенсивности ( смотри рисунок). Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов равна Решение: По уравнению Эйнштейна для фотоэффекта Работа выхода для данного вещества величина постоянная, зависит только от минимальной частоты, поэтому максимальная кинетическая энергия зависит от частоты падающего света: чем больше частота, тем больше кинетическая энергия. Выберем на графике максимальную частоту: Значит,