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

В собирающей линзе с фокусным расстоянием 7 см изображение A¹ предмета A действительное и равное по высоте предмету (см. рисунок). На каком расстоянии от линзы находится предмет A?

Правильный ответ

Пояснение

Решение.

Для решения задачи проанализируем условие и свойства собирающей линзы.

Дано:
$F = 7$ см — фокусное расстояние линзы;
$H = h$ — высота изображения равна высоте предмета (линейное увеличение $\Gamma = 1$ ).
Найти: $d$ — расстояние от предмета до линзы.

Физическое обоснование и расчет:
1. Линейное увеличение линзы $\Gamma$ определяется как отношение высоты изображения $H$ к высоте предмета $h$ :
$\Gamma = \frac{H}{h}$ .
По условию $H = h$ , следовательно, $\Gamma = 1$ .

2. Также линейное увеличение связано с расстоянием от предмета до линзы ( $d$ ) и расстоянием от линзы до изображения ( $f$ ) формулой:
$\Gamma = \frac{f}{d}$ .
Так как $\Gamma = 1$ , получаем, что $\frac{f}{d} = 1$ , то есть $f = d$ . Это означает, что изображение находится на таком же расстоянии от линзы, что и предмет.

3. Воспользуемся формулой тонкой линзы:
$\frac{1}{F} = \frac{1}{d} + \frac{1}{f}$ .
Поскольку изображение действительное, перед $\frac{1}{f}$ стоит знак «плюс». Подставим в формулу условие $f = d$ :
$\frac{1}{F} = \frac{1}{d} + \frac{1}{d}$ ;
$\frac{1}{F} = \frac{2}{d}$ .

4. Выразим искомое расстояние $d$ :
$d = 2F$ .
Это известный частный случай: изображение в собирающей линзе получается равным самому предмету только тогда, когда предмет находится в двойном фокусе линзы.

5. Подставим числовое значение фокусного расстояния:
$d = 2 \cdot 7 \text{ см} = 14 \text{ см}$ .

Ответ: 14 см

Источник: ФИПИ