ЕГЭ
КАРТОЧКИ
ТЕСТЫ
ОБРАЧАТ
Главная
Курсы
Куратор
Подписка
15. Электродинамика: Оптика и волновая оптика
Небольшой предмет расположен на главной оптической оси тонкой собирающей линзы между фокусным $( F )$ и двойным фокусным $( 2F )$ расстоянием от нее. Предмет начинают приближать к фокусу линзы.
Как меняется при этом размер изображения?
$1)$ Увеличится
$2)$ Уменьшится
$3)$ Не изменится
Формула увеличения линзы:
$$ \Gamma = \frac{h’}{h} = \frac{f}{d- f} $$ где $h$ — высота предмета, $h’$ — высота изображения, $f$ — фокусное расстояние, $d$ — расстояние от предмета до линзы.
При приближении предмета к фокусу $(d \rightarrow f)$ знаменатель $( d- f ) $ уменьшается, следовательно, увеличение $\Gamma$ возрастает. Поэтому размер изображения $h’$ увеличивается.
20
Небольшой предмет расположен на главной оптической оси тонкой собирающей линзы между фокусным $( F )$ и двойным фокусным $( 2F )$ расстоянием от нее. Предмет начинают приближать к фокусу линзы.
Как меняется при этом оптическая сила линзы?
$1)$ Увеличится
$2)$ Уменьшится
$3)$ Не изменится
Оптическая сила определяется формулой:
$$ D = \frac{1}{f} $$ где $f$ — фокусное расстояние, которое является постоянной характеристикой линзы и не зависит от положения предмета. Следовательно, оптическая сила не изменяется.
20
Небольшой предмет расположен на главной оптической оси тонкой собирающей линзы между фокусным $( F )$ и двойным фокусным $( 2F )$ расстояниями от нее. Предмет начинают удалять от линзы.
Как меняется при этом расстояние от линзы до изображения?
$1)$ Увеличится
$2)$ Уменьшится
$3)$ Не изменится
Используем формулу тонкой линзы:
$$ \frac{1}{d} + \frac{1}{f} = \frac{1}{F} $$ где $d$ — расстояние от предмета до линзы, $f$ — расстояние от линзы до изображения, $F$ — фокусное расстояние линзы.
По условию предмет удаляют от линзы ($d$ увеличивается), а $F$ остается постоянным. Из формулы следует, что при увеличении $d$ величина $\frac{1}{d}$ уменьшается, поэтому $\frac{1}{f}$ увеличивается, а значит, $f$ уменьшается.
20
Небольшой предмет расположен на главной оптической оси тонкой собирающей линзы между фокусным $( F )$ и двойным фокусным $( 2F )$ расстояниями от нее. Предмет начинают удалять от линзы.
Как меняется при этом расстояние от линзы до изображения и оптическая сила линзы?
$1)$ Увеличится
$2)$ Уменьшится
$3)$ Не изменится
Оптическая сила определяется как:
$$ D = \frac{1}{F} $$ где $F$ — фокусное расстояние, которое является постоянной характеристикой линзы. Поскольку $F$ не изменяется, то и $D$ не изменяется.
20
Дифракционную решетку поместили в прозрачный сосуд. Ее освещают параллельным пучком монохроматического света, который нормально падает на поверхность решетки через боковую стенку сосуда. В сосуд наливают воду.
Как при этом изменится длина световой волны, падающей на решетку?
$1)$ Увеличится
$2)$ Уменьшится
$3)$ Не изменится
При переходе света из воздуха в воду:
Скорость света уменьшается: $v = \frac{c}{n},$ где $n = 1.33$ — показатель преломления воды.
Частота света $\nu$ остается постоянной.
Длина волны изменяется по формуле: $$\lambda = \frac{v}{\nu} = \frac{c}{n\nu} = \frac{\lambda_0}{n}$$Таким образом, длина волны в воде уменьшается.
20
Дифракционную решетку поместили в прозрачный сосуд. Ее освещают параллельным пучком монохроматического света, который нормально падает на поверхность решетки через боковую стенку сосуда. В сосуд наливают воду.
Как при этом изменится угол между падающим лучом и направлением на первый дифракционный максимум?
$1)$ Увеличится
$2)$ Уменьшится
$3)$ Не изменится
При переходе света из воздуха в воду:
Скорость света уменьшается: $v = \frac{c}{n},$ где $n = 1.33$ — показатель преломления воды.
Частота света $\nu$ остается постоянной.
Длина волны изменяется по формуле: $$\lambda = \frac{v}{\nu} = \frac{c}{n\nu} = \frac{\lambda_0}{n}$$Таким образом, длина волны в воде уменьшается.
Условие дифракционного максимума:
$$d\sin\varphi = k\lambda$$ Для первого максимума $( k=1 )$:
$$\sin\varphi = \frac{\lambda}{d}$$
Поскольку длина волны $\lambda$ уменьшается, то $\sin\varphi$ также уменьшается, а значит и сам угол $\varphi$ уменьшается.
20
В прозрачном сосуде с водой находится дифракционная решетка. Решетка освещается перпендикулярно падающим лучом лазерной указки через боковую стенку сосуда.
Как изменится при удалении воды из сосуда частота световой волны, падающей на решетку?
$1)$ Увеличится
$2)$ Уменьшится
$3)$ Не изменится
Частота световой волны определяется источником излучения и не зависит от среды распространения.
$$ \nu = \text{const} $$ При удалении воды частота не изменится.
20
В прозрачном сосуде с водой находится дифракционная решетка. Решетка освещается перпендикулярно падающим лучом лазерной указки через боковую стенку сосуда.
Как изменится при удалении воды из сосуда угол между нормалью к решетке и направлением на первый дифракционный максимум?
$1)$ Увеличится
$2)$ Уменьшится
$3)$ Не изменится
Условие дифракционного максимума:
$$ d\sin\varphi = k\lambda $$ где:
$d$ — период решетки,
$\varphi$ — угол дифракции,
$\lambda$ — длина волны в среде.
При переходе из воды $(n=1.33 )$ в воздух $( n=1 )$:
Длина волны увеличивается: $\lambda_{\text{возд}} = n\lambda_{\text{вод}}$
Из формулы дифракции: $\sin\varphi = \frac{\lambda}{d}$ увеличивается
Следовательно, угол $\varphi$ увеличивается.
20
Плоская световая волна переходит из воздуха в глицерин.
Как изменится период электромагнитных колебаний при этом переходе?
$1)$ Увеличится
$2)$ Уменьшится
$3)$ Не изменится
Период колебаний определяется источником излучения и не зависит от среды распространения.
Формула: $$ T = \frac{1}{\nu} = \text{const} $$
20
Плоская световая волна переходит из воздуха в глицерин.
Как изменится период электромагнитных колебаний и длина волны при этом переходе?
$1)$ Увеличится
$2)$ Уменьшится
$3)$ Не изменится
Длина волны связана со скоростью распространения в среде:
$$ \lambda = \frac{v}{\nu} = \frac{c}{n\nu} $$ Показатель преломления глицерина больше воздуха.
Следовательно, длина волны уменьшается.
20
Плоская световая волна переходит из глицерина в воздух.
Как изменится скорость распространения волны при этом переходе?
$1)$ Увеличится
$2)$ Уменьшится
$3)$ Не изменится
Скорость света в среде: $$ v = \frac{c}{n} $$Показатель преломления воздуха $(n≈1)$ меньше глицерина $(n≈1.47).$
При переходе в менее плотную среду скорость увеличивается.
20
Плоская световая волна переходит из глицерина в воздух.
Как изменится длина волны при этом переходе?
$1)$ Увеличится
$2)$ Уменьшится
$3)$ Не изменится
Скорость света в среде: $$ v = \frac{c}{n} $$Показатель преломления воздуха $(n≈1)$ меньше глицерина $(n≈1.47).$
При переходе в менее плотную среду скорость увеличивается.
Связь длины волны со скоростью: $$ \lambda = \frac{v}{\nu} $$Частота $ν$ остается постоянной.
Поскольку скорость увеличивается, длина волны увеличивается.
20