21. Решение задач по теме «Оптика»

Задача 1

На рисунке 1 представлена плоскопараллельная пластина и указан ход луча через эту пластину. Определите показатель преломления пластины. Варианты ответа: 1. 0,67; 2. 1,33; 3. 1,5; 4. 2,0.

Решение

Показатель преломления равен:

,

где– угол падения,– угол преломления (см. рис. 2).

Для определения синусов данных углов рассмотрим два прямоугольных треугольника (выделенных красным цветом на рисунке 2).

Из первого треугольника:

 ,

где– катет, противолежащий углу;– гипотенуза.

Из второго треугольника:

,

где– катет, противолежащий углу;– гипотенуза.

Согласно теореме Пифагора:

• гипотенуза первого треугольника:

,

где– катет, прилежащий углу.

• гипотенуза второго треугольника:

,

где– катет, прилежащий углу.

На рисунке 2 видно, что:

Следовательно:

Таким образом, показатель преломления равен:

Ответ: 3..

Задача 2

На экране с помощью тонкой линзы, фокусное расстояние которой равно 36,5 см, получено изображение предмета с десятикратным увеличением. Необходимо найти расстояние от линзы до изображения.

Дано:– увеличение;– фокусное расстояние линзы

Найти:– расстояние от линзы до изображения

Решение

Формула тонкой линзы:

,

где d – расстояние от линзы до предмета.

Увеличение линзы определяется по формуле:

Выразим из этой формулы расстояние от линзы до предмета и подставим полученное значение в формулу тонкой линзы:

Отсюда расстояние от линзы до изображения равно:

Подставим в данное выражение известные значения:

Ответ:.

Задача 3

Сколько раз длина волны света укладывается в пленке, толщина которой составляет? Показатель преломления пленки – 1,8; длина волны в вакууме – 720 нм. Волна падает на пленку перпендикулярно ее плоскости.

Дано:– длина волны в вакууме;– показатель преломления пленки;– толщина пленки

Найти:– число длин волн

Решение

На толщине пленки d укладывается число длин волн:

,

где– длина волны в пленке.

Как известно, длина волны в веществе (пленке) равна:

,

где– показатель преломления вещества,– длина волны в вакууме.

Следовательно:

Подставим в данное выражение известные значения:

Ответ:. 

Список литературы

1. Физика. 11 класс: Учебник для общеобразоват. учреждений и шк. с углубл. изучением физики: профильный уровень / А. Т. Глазунов, О. Ф. Кабардин, А. Н. Малинин и др. Под ред. А. А. Пинского, О. Ф. Кабардина. Рос. акад. наук, Рос. акад. образования. – М.: Просвещение, 2009.

2. Касьянов В. А. Физика. 11 кл.: Учеб. для общеобразоват. учреждений. – М.: Дрофа, 2005.

3. Мякишев Г. Я. Физика: Учеб. для 11 кл. общеобразоват. учреждений. – М.: Просвещение, 2010.

4. В. А. Орлов. Тематические тесты по физике. 11 класс. – М.: Вербум, 2000.

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

1. Интернет-портал «Class-fizika.narod.ru» (Источник)

2. Интернет-портал «Afportal.kulichki.net» (Источник)

Домашнее задание

1. Упражнение 9 (1, 2, 7) стр. 195; упражнение 10 (1) стр. 223 – Мякишев Г. Я. Физика: Учеб. для 11 кл. общеобразоват. учреждений. – М.: Просвещение, 2010. (Источник)

2. Под каким углом (в градусах) падает луч света на стеклянную пластинку с показателем преломления, равным, если преломленный луч оказался перпендикулярным отраженному?

3. На экране с помощью тонкой линзы получено изображение предмета с пятикратным увеличением. Экран передвинули на 30 см вдоль главной оптической оси линзы. Затем при неизменном положении линзы передвинули предмет, чтобы изображение снова стало резким. В этом случае получилось изображение с трехкратным увеличением. На сколько пришлось передвинуть предмет относительно его первоначального положения?

4. Лампа находится на расстоянии 2 м от экрана. На каком расстоянии от лампы нужно поставить собирающую линзу с фокусным расстоянием 0,4 м, для того чтобы получить на экране увеличенное изображение лампы?