Задание 10

Расчёт физической величины: электромагнитные явления · 55 заданий

Задание №10
№10Лёгкое
Луч света переходит из стекла в воздух, преломляясь на границе раздела двух сред. Какое из направлений 1 – 4 соответствует преломлённому лучу?
Преломление света
Задание №10
№10Лёгкое
На рисунке изображены четыре предмета: 1, 2, 3 и 4. Изображение какого предмета в тонкой собирающей линзе с фокусным расстоянием F будет увеличенным,…
Линзы
Задание №10
№10Лёгкое
На рисунке изображён ход луча, падающего на тонкую собирающую линзу с фокусным расстоянием F. Какая из линий – 1, 2, 3 или 4 – соответствует ходу прош…
Линзы
Задание №10
№10Лёгкое
На рисунке изображён ход луча, падающего на тонкую собирающую линзу сфокусным расстоянием F. Какая из линий – 1, 2, 3 или 4 – соответствует ходу проше…
Линзы
Задание №10
№10Сложное
Высота Солнца над горизонтом (см. рисунок) равна 55°. Луч падает на плоское зеркало, лежащее на горизонтальной поверхности. Чему равен угол отражения…
Отражение света
Задание №10
№10Сложное
Предмет находится на расстоянии l = 20 см от собирающей линзы (см. рисунок). При этом изображение предмета действительное и равное по высоте предмету.…
Линзы
Задание №10
№10Среднее
Предмет находится на расстоянии l = 20 см от собирающей линзы (см. рисунок). При этом изображение предмета действительное и равное по высоте предмету.…
Линзы
Задание №10
№10Лёгкое
На рисунке изображены четыре предмета: 1, 2, 3 и 4. Изображение какого предмета в тонкой собирающей линзе с фокусным расстоянием F будет уменьшенным,…
Линзы
Задание №10
№10Сложное
Луч света падает на плоское зеркало. Угол между падающим и отражённым лучами равен 150°. Чему равен угол между отражённым лучом и зеркалом?
Отражение света
Задание №10
№10Среднее
На рисунке изображён ход луча, падающего на тонкую собирающую линзу сфокусным расстоянием F. Какая из линий – 1, 2, 3 или 4 – соответствует ходу проше…
Линзы
Задание №10
№10Сложное
Высота Солнца над горизонтом (см. рисунок) равна 50°. Каков угол падения луча на плоское зеркало, расположенное под некоторым углом к горизонту вточке…
Отражение света
Задание №10
№10Среднее
Луч света, распространяясь в воздухе, падает на плоскопараллельную стеклянную пластину. Какое из построений 1–4 соответствует ходу светового луча чере…
Преломление света

Задание №10 — ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ

Свеча длиной 10 см находится на расстоянии 12 см от собирающей линзы сфокусным расстоянием 6 см. Определите размер изображения свечи.

Правильный ответ

Пояснение

Решение.

Для решения задачи воспользуемся формулой тонкой линзы и понятием линейного увеличения линзы.

Дано:
$h = 10 \text{ см}$ — высота предмета (длина свечи);
$d = 12 \text{ см}$ — расстояние от предмета до линзы;
$F = 6 \text{ см}$ — фокусное расстояние собирающей линзы.
Найти:
$H$ — размер (высота) изображения.

Математическая модель и вычисления:

1. Запишем формулу тонкой линзы для собирающей линзы, дающей действительное изображение:
$\frac{1}{F} = \frac{1}{d} + \frac{1}{f}$ ,
где $f$ — расстояние от линзы до изображения.

2. Выразим из этой формулы величину $\frac{1}{f}$ :
$\frac{1}{f} = \frac{1}{F} - \frac{1}{d}$ .
Приведем к общему знаменателю:
$\frac{1}{f} = \frac{d - F}{F \cdot d}$ .
Отсюда расстояние до изображения равно:
$f = \frac{F \cdot d}{d - F}$ .

3. Подставим числовые значения:
$f = \frac{6 \text{ см} \cdot 12 \text{ см}}{12 \text{ см} - 6 \text{ см}} = \frac{72}{6} = 12 \text{ см}$ .

4. Линейное увеличение линзы $\Gamma$ (гамма) определяется как отношение высоты изображения к высоте предмета или как отношение расстояния до изображения к расстоянию до предмета:
$\Gamma = \frac{H}{h} = \frac{f}{d}$ .

5. Из этой пропорции выразим высоту изображения $H$ :
$H = h \cdot \frac{f}{d}$ .

6. Подставим значения в рабочую формулу:
$H = 10 \text{ см} \cdot \frac{12 \text{ см}}{12 \text{ см}} = 10 \cdot 1 = 10 \text{ см}$ .

Заметим, что так как $d = 2F$ (предмет находится в двойном фокусе), линза дает действительное, перевернутое изображение того же размера, что и сам предмет.

Ответ: 10 см

Источник: ФИПИ