Физика ИжГТУ 9 разделов (раздел6)

Разделы:

Физика. Оптика. Геометрическая оптика.

1. Точка S' является изображением источника света S в сферическом зеркале, оптическая ось которого N1N2 (см. рис.). Найти построением положение центра зеркала и его фокуса.

 2. Водолаз видит солнце под углом β = 60° к поверхности воды. Какова настоящая угловая высота солнца над горизонтом?

3. На рисунке показан ход луча 1 при отражении от вогнутого зеркала. Как определить направление луча 2 после отражения от зеркала?

4. Водолаз видит солнце в направлении, составляющем угол α = 20° с вертикалью. Определить, на какой угол изменилось для водолаза направление на солнце, когда он вышел из воды.

 5. На рисунке показано положение оптической оси N1N2 сферического зеркала, расположение источника и его изображения. Найти построением положение центра зеркала, его фокуса и полюса для случаев: а)А – источник, В – изображение; б) В – источник, А – изображение. 

 6. Столб вбит в дно реки, так что часть столба высотой h = 1 м возвышается над водой. Найти длину тени столба на поверхности воды и на дне реки, если высота солнца над горизонтом α = 30°, а глубина реки H = 2 м.

7. Палка с изломом посередине погружена в пруд (см. рис.) так, что наблюдателю, находящемуся на берегу и смотрящему вдоль надводной части, она кажется прямой, составляющей угол α = 30° с горизонтом. Какой угол излома γ имеет палка?

8. На поверхности водоема глубиной Н = 2 м находится круглый плот, радиус которого R = 8 м. Определить радиус полной тени от плота на дне водоема при освещении воды рассеянным светом.

9. Угол падения луча на поверхность водоема α = 60°. Определить, под каким углом к горизонту нужно установить зеркало на дне водоема, чтобы отраженный луч вышел из воды вертикально вверх.

10. Какова истинная глубина ручья, если при определении на глаз по вертикальному направлению глубина его кажется равной h = 60 см?

11. Пловец, нырнувший в бассейн, смотрит из-под воды на лампу на потолке, находящуюся на расстоянии h = 4 м от поверхности воды. Каково кажущееся расстояние от поверхности воды до лампы?

12. Построить изображение точечного источника в тонкой линзе для случаев, изображенных на рисунке.

13. Светящуюся точку, находящуюся в среде с показателем преломления n1 рассматривают из среды с показателем преломления n2. Каково будет кажущееся расстояние h точки от границы раздела сред, если точка находится от этой границы на расстоянии h*? Угол падения луча на границу раздела считать малым.

14. Определить графически и аналитически положение источника света, если известно положение его изображения (см. рис.): a) S'O = 15 см, F = 10 см; б) S'O = 40 см, F = 20 см; в) S'O = 8 см, F = 10 см. Источник света – слева от линзы. Какое это изображение?

15. На высоте h от поверхности воды расположен точечный источник света. Где будет находиться изображение этого источника, даваемое плоским зеркальным дном сосуда, если толщина слоя воды d. Показатель преломления воды n.

16. Точечный источник света помещен в фокусе собирающей линзы с фокусным расстоянием F = 12 см. За линзой на расстоянии b = 24 см от нее расположен плоский экран, на котором видно светлое пятно. В какую сторону и на какое расстояние надо переместить вдоль главной оптической оси источник, чтобы радиус светлого пятна на экране увеличился в n = 2 раза?

17. На оси тонкой собирающей линзы радиусом R, на расстоянии d от линзы, находится источник света, резкое изображение которого получается на экране за линзой. Каков будет радиус пятна r на экране, если источник: а) отодвинуть от линзы на расстояние Δd; б) придвинуть к линзе на расстояние Δd? Фокусное расстояние линзы F (d–Δd>F).

18. Определить графически и аналитически положение фокусов линзы, если известны положения оптического центра О, источника S и его изображения S' (cм. рис.): a) OS = 5 см, OS' = 15 см; б) OS = 20 см, OS' = 10 см; в) OS = 20 см, OS' = 5 см. Какая линза использована в каждом случае? Охарактеризовать каждое изображение.

19. Водолаз ростом h = 1,7 м стоит на горизонтальном дне водоема, глубина которого Н = 10 м. На каком минимальном расстоянии от водолаза находятся те части дна, которые он может увидеть отраженными от поверхности воды?

20. На рисунке показаны: ОО' – главная оптическая ось линзы. S и S' – светящаяся точка и ее изображение соответственно. Найти построением положение линзы и ее фокусов. Построение пояснить. Какая это линза? Изображение действительное или мнимое?

 21. Для наблюдения за морскими животными в днище судна сделан иллюминатор, диаметр которого d = 40 см много больше толщины стекла. Определить площадь обзора дна из этого иллюминатора, если расстояние от него до дна h = 5 м. Показатель преломления воды n = 1,4.

22. На рисунке изображен ход светового луча после прохождения линзы. Найти построением ход луча до линзы. Положение фокусов известно.

23. Узкий луч света падает на горизонтальную водную поверхность под углом α. Под каким минимальным углом β к поверхности воды нужно установить в воде зеркало, чтобы лучи, отразившись от него, не могли бы выйти из воды в воздух? Показатель преломления воды n.

24. На рисунке показан ход светового луча 1 до и после линзы. Найти построением положение фокусов линзы и ход светового луча 2.

 25. Экран расположен на расстоянии L = 21 см от отверстия, в которое вставлена линза радиусом r = 5 см. На линзу падает сходящийся пучок лучей, в результате чего на экране образуется светлое пятно радиусом R = 3 см. Оказалось, что если линзу убрать, радиус пятна не изменится. Найти фокусное расстояние линзы.

26. На рисунке показано, как линза LL' преломляет падающие на нее световые лучи. Зная, что AS = 40 см и AS' = 60 см, найти фокусное расстояние линзы. Какая это линза? ОО' – главная оптическая ось линзы.

 27. Определить фокусное расстояние двояковыпуклой тонкой линзы, изготовленной из стекла. Радиусы кривизны поверхностей линзы R1 = 20 см и R2 = 30 см.

 28. Четыре точечных источника расположены в вершинах ромба ABCD, как показано на рисунке. Центр ромба находится на главной оптической оси линзы ОО' на расстоянии 2F от тонкой собирающей линзы; две противоположные вершины – на главной оптической оси на расстоянии а и (–а) от точки 2F. Построить изображение ромба. Найти отношение площадей четырехугольников A'B'C'D' и ABCD, где А', В', С', D' — изображения источников А, В, С, D. F = 5 см, а = 3 см. 

29. Прямоугольный равнобедренный треугольник расположен, как показано на рисунке (основание проходит через точку F/2 и перпендикулярно главной оптической оси линзы ОО', вершина – в фокусе линзы). Построить изображение треугольника. Найти отношение площадей S'/S, где S' – площадь изображения треугольника.

 30. Построить изображение отрезка АВ в собирающей линзе с фокусным расстоянием F, расположенного параллельно главной оптической оси линзы ОО' на расстоянии h от нее (см. рис.). Определить тангенс угла наклона изображения А'В' к оси ОО' и отношение длины изображения к длине отрезка, если АВ = h = F/2. 
 

/tdnbsp;см, найти фокусное расстояние линзы. Какая это линза? ОО

Автор страницы: admin