Решение задач по теме «Формула тонкой линзы»

Вариант 1

A1. Внешний фотоэффект — это явление

1) почернения фотоэмульсии под действием света
2) вылета электронов с поверхности вещества под действием света
3) свечения некоторых веществ в темноте
4) излучения нагретого твердого тела

А2. Какой заряд имеет свет с частотой 4,5 · 10¹⁵ Гц?

1) 0 Кл
2) 1,6 · 10^-19 Кл
3) 3,2 · 10^-19 Кл
4) 4,5 · 10¹⁵ Кл

А3. Излучение лазера — это

1) тепловое излучение
2) вынужденное излучение
3) спонтанное (самопроизвольное) излучение
4) люминесценция

А4. Изотоп ксенона ¹¹²₅₄Хе после спонтанного α-распада превратился в изотоп

1) ¹⁰⁸₅₂Te
2) ¹¹⁰₅₀Sn
3) ¹¹²₅₅Cs
4) ¹¹³₅₄Xe

А5. Какая из строчек таблицы правильно отражает структуру ядра ⁴⁸₂₀Ca?

	p — число протонов	n — число нейтронов
1)	48	68
2)	48	20
3)	20	48
4)	20	28

B1. Сколько квантов содержится в 1 Дж излучения с длиной волны 0,5 мкм?

В2. Ядро атома претерпевает спонтанный α-распад. Как изменяются перечисленные ниже характеристики атомного ядра при таком распаде? К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите выбранные цифры под соответствующими буквами.

ВЕЛИЧИНЫ

А) масса ядра
Б) заряд ядра
В) число протонов в ядре

ХАРАКТЕР ИЗМЕНЕНИЯ

1) не изменяется
2) увеличивается
3) уменьшается

C1. При какой температуре газа средняя энергия теплового движения атомов одноатомного газа будет равна энергии электронов, выбиваемых из металлической пластинки с работой выхода А _вых = 2 эВ при облучении монохроматическим светом с длиной волны 300 нм? Учтите: 1 эВ = 1,6 · 10^-19 Дж.

Вариант 2

A1. В своих опытах Столетов измерял максимальную силу тока (ток насыщения) при освещении электрода ультрафиолетовым светом. Сила тока насыщения при увеличении интенсивности источника света и неизменной его частоте будет

1) увеличиваться
2) уменьшаться
3) неизменной
4) сначала увеличиваться, затем уменьшаться

А2. Де Бройль выдвинул гипотезу, что частицы вещества (например, электрон) обладают волновыми свойствами. Эта гипотеза впоследствии была

1) опровергнута путем теоретических рассуждений
2) опровергнута экспериментально
3) подтверждена в экспериментах по дифракции электронов
4) подтверждена в экспериментах по выбиванию электронов из металлов при освещении

А3. Выберите верное утверждение.

А. Излучение лазера является спонтанным
Б. Излучение лазера является индуцированным

1) только А
2) только Б
3) и А, и Б
4) ни А, ни Б

А4. Ядро ²¹⁴₈₃Bi испытывает β-распад, при этом образуется элемент Х. Этот элемент можно обозначить как

1) ²¹⁴₈₂ X
2) ²¹⁴₈₄ X
3) ²¹³₈₃ X
4) ²¹⁰₈₄ X

А5. На рисунке изображены схемы четырёх атомов. Черными точками обозначены электроны. Атому ¹⁶₈O соответствует схема

B1. Источник света мощностью 100 Вт испускает 5 · 10²⁰ фотонов за 1 с. Найдите среднюю длину волны излучения.

В2. Ядро атома претерпевает спонтанный β-распад. Как изменяются перечисленные ниже характеристики атомного ядра при таком распаде? К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите выбранные цифры под соответствующими буквами.

ВЕЛИЧИНЫ

А) масса ядра
Б) заряд ядра
В) число протонов в ядре

ХАРАКТЕР ИЗМЕНЕНИЯ

1) не изменяется
2) увеличивается
3) уменьшается

C1. В вакууме находятся два покрытых кальцием электрода, к которым подключен конденсатор емкостью С = 8 нФ. При длительном освещении катода светом с частотой ν = 10¹⁵ Гц фототок, возникающий вначале, прекращается. Работа выхода электронов из кальция А _вых = 4,4 · 10^-19 Дж. Какой заряд Q при этом оказывается на обкладках конденсатора? Заряд электрона 1,6 · 10^-19 Кл.

 

Приложение 8 класс

https://interneturok.ru/lesson/physics/8-klass/bsvetovye-yavleniyab/izobrazheniya-davaemye-linzoy - повторить.

https://www.youtube.com/watch?v=R-uNKmsj9lQ – записать конспект изображений (схем) с полным пояснением.

Решение задач по теме «Формула тонкой линзы»

На данном уроке будет рассмотрена тема «Формула тонкой линзы». Этот урок является своеобразным заключением и обобщением всех знаний, полученных в разделе геометрической оптики. В ходе занятия учащимся придётся решить несколько задач, используя формулу тонкой линзы, формулу увеличения и формулу для вычисления оптической силы линзы.

Задача 1

Представлена тонкая линза, у которой указана главная оптическая ось, и указано, что в плоскости, проходящей через двойной фокус, располагается светящаяся точка. Необходимо определить, какая из четырех точек на чертеже соответствует правильному изображению этого предмета, то есть светящейся точке.

Задача может быть решена несколькими способами, рассмотрим два из них.

Рис. 1. Задача 1

На рис. 1 изображена собирающая линза с оптическим центом (0), фокусы (), линза разнофокусная и точки двойного фокуса (). Светящаяся точка () лежит в плоскости, расположенной в двойном фокусе. Необходимо показать, какая из четырех точек соответствует построению изображения или изображению этой точки на схеме.

Решение задачи начнем с вопроса построения изображения.

Светящаяся точка () располагается на двойном расстоянии от линзы, то есть это расстояние равно двойному фокусу, его можно построить следующим образом: взять линию, которая соответствует лучу, движущемуся параллельно главной оптической оси, преломленный луч пройдет через фокус (), а второй луч пройдет через оптический центр (0). Пересечение окажется на расстоянии двойного фокуса () от линзы, это не что иное, как изображение, и оно соответствует точке 2. Правильный ответ: 2.

Одновременно с этим можно воспользоваться формулой тонкой линзы и вместо подставить , ведь точка лежит на расстоянии двойного фокуса, при преобразовании получим, что изображение тоже получается в точке, удаленной на двойном фокусе, ответ будет соответствовать 2 (рис. 2).

Рис. 2. Задача 1, решение (Источник)

; ;

Ответ: 2.

Задачу можно было бы решить и с помощью таблицы, которую мы рассматривали ранее, там указано, что если предмет находится на расстоянии двойного фокуса, то изображение тоже получится на расстоянии двойного фокуса, то есть, помня таблицу, ответ можно было бы получить сразу.

Задача 2

Предмет высотой 3 сантиметра находится на расстоянии 40 сантиметров от собирающей тонкой линзы. Определить высоту изображения, если известно, что оптическая сила линзы составляет 4 диоптрии.

Записываем условие задачи и, поскольку величины указаны в разных системах отсчета, переводим их в единую систему и запишем уравнения, необходимые для решения задачи:

Мы использовали формулу тонкой линзы для собирающей линзы с положительным фокусом, формулу увеличения () через величину изображения и высоту самого предмета, а также через расстояние от линзы до изображения и от линзы до самого предмета. Вспомнив, что оптическая сила () – это и есть обратное значение фокусного расстояния, можем переписать уравнение тонкой линзы. Из формулы увеличения запишем высоту изображения. Далее запишем выражение для расстояния от линзы до изображения из преобразования формулы тонкой линзы и запишем формулу, по которой можно вычислить расстояние до изображения (. Подставив значение в формулу высоты изображения, мы получим необходимый результат , то есть высота изображения получилась больше, чем высота самого предмета. Следовательно, изображение действительное и увеличение больше единицы.

Заключение

Геометрическая оптика остается очень важной темой в физике, все задачи решаются исключительно на понимании вопросов построении изображения в линзах и, конечно, знании необходимых уравнений.

Домашнее задание

1. Какой формулой определяется оптическая сила тонкой линзы?
2. Какая связь между оптической силой и фокусным расстоянием?
3. Запишите формулу тонкой собирающей линзы.

 

Лабораторную работу оформляем как олимпиадную работу, т.е. берем два двойных листа в КЛЕТОЧКУ. На первом (титульном) подписываем как тетради. А на втором (НЕ НА ОБРАТНОЙ СТОРОНЕ ПЕРВОГО ДВОЙНОГО ЛИСТА), записываете число ПРОПИСЬЮ и т.д..

Двадцать первое апреля

Лабораторная работа №11

Внимательно ознакомьтесь с материалом, оформите Цель, Оборудование, Ход работы (Начертить схемы с кратким описанием и табл), Вывод.

В ходе лабораторной работы вы на практике научитесь получать различные изображения при помощи собирающей линзы. Получите навыки определения фокусного расстояния линзы, а также сможете проанализировать изображения, даваемые линзой.