Тема №7730 Ответы к задачам по физике Ильин (Часть 6)
Поиск задачи:

Рассмотрим тему Ответы к задачам по физике Ильин (Часть 6) из предмета Физика и все вопросы которые связанны с ней. Из представленного текста вы познакомитесь с Ответы к задачам по физике Ильин (Часть 6), узнаете ключевые особенности и основные понятия.

Уважаемые посетители сайта, если вы не согласны с той информацией которая представлена на данной странице или считаете ее не правильной, не стоит попросту тратить свое время на написание негативных высказываний, вы можете помочь друг другу, для этого присылайте в комментарии свое "правильное" решение и мы его скорее всего опубликуем.

5.1. Уличный фонарь висит на высоте H = 4 м. Какой длины тень x
отбросит палка высотой h = 1 м, если ее установить вертикально на
расстоянии l = 6 м от основания столба, на котором укреплен фонарь? 
180
5.2. Человек, рост которого h = 1,7 м, идет со скоростью  = 1 м/с в
направлении к уличному фонарю. В некоторый момент времени дли-
на тени человека была равна l1 = 1,8 м, а через t = 2 с, l2 = 1,3 м. На
какой высоте H висит фонарь?
5.3. Точечный источник света находится над непрозрачным шаром на
расстоянии h1= 1 м от его центра. Расстояние от центра шара до гори-
зонтальной плоскости h2 = 0,8 м. Определить радиус шара R, если диа-
метр тени шара на плоскости d = 2,7 м. Источник света и центр шара
расположены на одной вертикали.
5.4. Источник света в виде светящегося диска радиусом R = 0,3 м под-
вешен на высоте H = 5 м над полом. Под ним на высоте h = 1 м от по-
ла держат непрозрачный диск радиусом r = 0,1 м. Определить радиус
полной тени R1 и радиус полутени R2. Плоскости дисков параллельны
поверхности пола, а центры дисков расположены на одной вертикали.
5.5. Человек, стоящий перед плоским зеркалом, висящем на стене,
отошел от него на расстояние l = 1 м. На сколько изменится расстоя-
ние между человеком и его изображением?
5.6. У окна с двойными рамами стоит горящая свеча. В окне видны
два ее изображения. На какое расстояние х удалены друг от друга эти
изображения, если расстояние между стеклами рам l = 10 см?
5.7. Увидит ли человек свое изображение в ситуации, показанной на
рис. 5.4.
 Зеркало
Человек
Рис Рис. 5.4 .5.4
181
5.8. Человек смотрит на себя в параллельное ему зеркало, верхний
край которого расположен на уровне его темени. Какова должна быть
минимальная высота l зеркала, чтобы человек видел себя во весь рост,
равный L = 180 см?
5.9. Плоское зеркало со столом образует двугранный угол  = 30о
.
На столе, на расстоянии l = 20 см от ребра двугранного угла лежит
маленький предмет. Определить расстояние x между предметом и его
изображением.
5.10. Луч света падает на систему из двух взаимно перпендикулярных
зеркал в плоскости, перпендикулярной ребру двугранного угла, образо-
ванного зеркалами. Угол падения луча на первое зеркало  = 25. От-
ражаясь от первого зеркала, луч падает на второе. Определить угол от-
ражения луча от второго зеркала .
5.11. Два плоских зеркала образуют двугран-
ный угол  = 60. Произвольно выбранный луч
света, лежащий в плоскости, перпендикулярной
плоскостям зеркал, падает на них и поочередно
отражается (рис. 5.5). Определить угол  между
направлениями падающего луча 1 и отраженного
луча 2.
5.12. На одном берегу пруда стоит человек, рост которого h = 1,7 м. На
другом берегу на столбе высотой Н = 5,1 м висит фонарь. Определить
расстояние l от столба до точки, в которой отраженные от поверхности
воды лучи попадают в глаз наблюдателя. Ширина пруда S = 30 м.
5.13. Высота Солнца над горизонтом составляет угол  = 50. Каким
должен быть угол падения  солнечных лучей на плоское зеркало,
чтобы отраженные от него лучи пошли вертикально вверх?
5.14. Под каким углом  к горизонту следует расположить плоское
зеркало, чтобы осветить дно вертикального колодца отраженными от
зеркала солнечными лучами? Солнечные лучи составляют с поверхно-
стью Земли угол  = 30.

 


 
1 2
Рис. 5.5
182
5.15. Луч, направленный горизонтально, падает на вертикальный экран.
Когда на пути луча поместили небольшое зеркало, то светлое пятно на
экране сместилось вверх на расстояние, равное расстоянию от зеркала
до экрана. Найти угол падения  луча на зеркало.
5.16. Плоское зеркало вращается вокруг горизонтальной оси, лежа-
щей в плоскости зеркала. Луч света падает на зеркало под углом  к
нормали к плоскости зеркала. Падающий луч и нормаль находятся в
плоскости, перпендикулярной оси вращения. На какой угол  повер-
нется отраженный луч, если зеркало повернется на угол  ?
5.17. Плоское зеркало равномерно вращается вокруг оси, лежащей в плоско-
сти зеркала. Вокруг той же оси, в ту же сторону что и зеркало, вращается не-
который предмет. Угловая скорость вращения предмета вдвое больше скоро-
сти вращения зеркала. Как движется изображение предмета в зеркале?
5.18. Каков показатель преломления n среды, если на пути длиной S =
2,4 мм, проходимого лучом монохроматического света с частотой коле-
баний  = 51014 Гц, укладывается N = 6000 длин волн ?
5.19. Определите относительный показатель преломления n стекла
относительно воды, если абсолютный показатель преломления стекла
nс = 1,5, а воды nв = 1,34.
5.20. Как относятся показатели преломления двух жидкостей ( 2 1 n / n )
со слоями толщиной d1 = 1,2 см и d2 = 1 см, если время распростране-
ния луча в них одинаково?
5.21. Луч света переходит из воздуха в стекло, показатель преломле-
ния которого n = 1,5. Угол падения луча составляет  = 60. Найти
угол преломления  .
5.22. Луч света переходит из среды, показатель преломления которой
n  3 в воздух. Определить угол падения  , если угол преломления
в два раза больше угла падения.
5.23. Луч света переходит из воздуха в воду, показатель преломления
которой n = 1,33. Определить угол преломления луча  , если угол ме-
жду преломленным и отраженным лучами равен 90. 
183
5.24. Солнечный луч падает на окно с двойными стеклами под углом  =
60о к поверхности. Считая показатель преломления стекла n = 1,5, рассчи-
тать угол преломления луча в первом ( 1  ) и втором ( 2  ) стекле. С чем
связана неточность в определении угла преломления?
5.25. Часть столба, вбитого в реку, возвышается над водой h1 = 1,5 м.
Определить длину тени столба на поверхности 1
l и на дне реки 2l ,
если высота солнца над горизонтом  = 40о
, а глубина реки h2 = 3 м.
Показатель преломления воды n = 1,33.
5.26. На дне ручья лежит камешек. Мальчик хочет в него попасть
палкой. Прицеливаясь, мальчик держит палку в воздухе под углом
 = 45 к поверхности воды. На каком расстоянии l от камешка палка
воткнется в дно ручья, если его глубина h = 32 см? Показатель пре-
ломления воды n = 1,33.
5.27. Банка лежит в воде (показатель преломления n = 1,33) на глуби-
не H = 1 м. Будем смотреть на нее сверху по вертикали. На какой глу-
бине h мы увидим банку?
5.28. Пучок параллельных лучей света шириной b = 10 см из стеклян-
ной пластины выходит в воздух через ее плоскую грань. Определить
ширину пучка d в воздухе, если угол падения лучей на границу стек-
ло – воздух  = 30о
, а показатель преломления стекла n = 1,5.
5.29. Луч света попадает на стеклянную пластинку с параллельными
гранями толщиной d = 5 см и показателем преломления n = 1,5. Опре-
делить величину смещения h луча, вышедшего из пластины. Угол па-
дения  = 30о
.
5.30. Найти преломляющий угол  призмы из стекла с показателем
преломления n = 1,6, если луч, падающий нормально на одну из ее
граней, выходит вдоль другой.
5.31. Синус и косинус преломляющего угла трехгранной призмы соответ-
ственно равны 0,81 и 0,59. Определить предельное значение синуса угла
падения  луча на одну из граней призмы, при котором луч не выходит
во внешнюю среду. Показатель преломления материала призмы n  2 . 
184
*5.32. На вершину стеклянного полуша-
ра радиуса R падает узкий пучок света от
точечного источника S, расположенного
на расстоянии l от поверхности полуша-
ра (рис. 5.6). Определить показатель пре-
ломления n стекла, если из полушара вы-
ходит параллельный пучок света.
5.33. Предельный угол полного внутреннего отражения светового лу-
ча в некоторой среде равен  п = 30о
. Определите показатель прелом-
ления n данной среды.
5.34. Лучи света выходят из жидкости в воздух. Угол полного внут-
реннего отражения этих лучей равен  п = 45о
. Определите скорость
распространения света  в этой жидкости.
5.35. На дне озера, имеющего глубину H = 4 м, находится точечный
источник света. Найти минимальный радиус r пенопластового диска,
плавающего на поверхности воды над источником, чтобы при аэро-
съемках нельзя было обнаружить этот источник света. Показатель
преломления воды n = 1,33.
*5.36. На шар радиусом R, изготовленный из материала с меньшим
показателем преломления n2, чем показатель преломления n1 окру-
жающей среды, падает пучок параллельных лучей. Определить ради-
ус светового пучка r, который может проникнуть в шар.
5.37. Построить изображение предмета в собирающей линзе (рис. 5.7). Что
произойдет, если половину линзы закрыть непроницаемым экраном?
5.38. Построить изображение точки S (рис. 5.8).


S


Рис. 5.6
 S
 F F F F *
Рис.5.5 Рис. 5.7 Рис. 5.8 
185


 0


5.39. Построить изображение предмета в рассеивающей линзе (рис.
5.9).
5.40. На главной оптической оси линзы между фокусом и линзой рас-
положена светящаяся точка S. Расположение главных фокусов линзы
задано. Определить построением положение изображения S этой
точки, если линза: а) собирающая; б) рассеивающая.
5.41. На линзу падает световой луч АВ, не параллельный главной оп-
тической оси. Положение главных фокусов задано. Определить по-
строением ход луча после линзы, если линза: а) собирающая; б) рас-
сеивающая.
5.42. Построить изображение предмета (рис. 5.10).
5.43. Построить ход верхнего луча после его прохождения через со-
бирающую линзу. Известен ход нижнего луча в этой линзе (рис. 5.11).

Рис. 5.11
 F F
Рис.5.7
 F F
Рис.5.8 Рис. 5.9 Рис. 5.10
186
5.44. Светящаяся точка А расположена перед рассеивающей линзой
(рис. 5.12), положение оптического центра О которой известно. Из-
вестен ход одного из лучей АВС. Построить ход второго луча АД.

5.45. Определить построением положение главных фокусов соби-
рающей (рис. 5.13, а) и рассеивающей (рис. 5.13, б) линз.
5.46. Постройте изображение треуголь-
ника АВС в собирающей линзе (рис.
5.14).
 C
В A

F F


Рис. 5.14

0
А
В
С
Д
а) б)
Рис. 5.13
Рис. 5.12
187
5.47. Постройте изображение предмета
АВ в собирающей линзе (рис. 5.15).
5.48. Из стекла с показателем преломления n = 1,6 изготовили двоя-
ковыпуклую линзу с одинаковыми радиусами кривизны обеих по-
верхностей. Оптическая сила линзы D = 2 дптр. Найти радиусы кри-
визны поверхностей R.
5.49. Найти фокусное расстояние F1 стеклянной линзы с оптической
силой на воздухе D, если она погружена в воду. Показатель прелом-
ления стекла и воды соответственно nс и nв.
5.50. На каком расстоянии d от собирающей линзы надо поместить
предмет, чтобы его изображение было в два раза меньше (k = 2) пред-
мета? Фокусное расстояние линзы F = 40 см.
5.51. Определить, какого размера h получится на экране изображение
предмета высотой Н = 15 мм, если его поместить от линзы на рас-
стоянии в k = 1,75 раза большем, чем фокусное расстояние собираю-
щей линзы.
5.52. Расстояние от предмета до собирающей линзы в пять раз (k = 5)
больше фокусного расстояния линзы. Во сколько раз (m) изображение
меньше предмета?
5.53. На каком расстоянии d от тонкой линзы с фокусным расстояни-
ем F = 30 см следует поместить предмет, чтобы его изображение бы-
ло мнимым и увеличенным в три (k = 3) раза?
5.54. Светящийся предмет находится на расстоянии l = 2 м от экрана.
На каком расстоянии d от предмета надо поставить собирающую лин-
зу с фокусным расстоянием F = 37,5 см, чтобы на экране получить
увеличенное изображение предмета?

В А

F F


Рис. 5.15 
188
5.55. Светящаяся точка находится на главной оптической оси соби-
рающей линзы на расстоянии d = 30 см от линзы. Световой луч, исхо-
дящий из точки под углом  = 30 к главной оптической оси, после
прохождения линзы пересекает главную оптическую ось под углом  =
45. Найти фокусное расстояние F линзы. Под каким углом 1 луч, ис-
ходящий из точки под углом 1 = 45 к главной оптической оси, пере-
секает главную оптическую ось после прохождения им линзы?
*5.56. На каком расстоянии d от собирающий линзы надо поместить
предмет, чтобы расстояние между предметом и его действительным
изображением было минимальным? Фокусное расстояние линзы F.
5.57. Предмет расположен в фокальной плоскости рассеивающей лин-
зы. Во сколько раз k линза уменьшает размеры предмета?
5.58. На каком расстоянии f от рассеивающей линзы получится изо-
бражение предмета, если он находится на расстоянии, равном трем
(k = 3) фокусным расстояниям линзы F = 20 см?
5.59. Мнимое изображение предмета, даваемое тонкой линзой с фо-
кусным расстоянием F = 16 см, в четыре раза (k = 4) меньше предме-
та. Найти расстояние l между предметом и его изображением.
5.60. На сколько необходимо изменить расстояние между объективом
фотоаппарата и фотопластинкой при переходе от съемки очень уда-
ленных предметов к съемкам объекта, расположенного на расстоянии
d от объектива? Главное фокусное расстояние объектива F.
5.61. Фотоаппарат, имеющий объектив с главным фокусным расстоя-
нием F = 5 см, заряжен фотопленкой с размером кадра 3х4 см2
. Требу-
ется фотографировать чертеж, имеющий размер 30х30 см2
. На каком
расстоянии d от объектива следует поместить чертеж? Найти линейное
уменьшение чертежа на фотопленке.
5.62. Определить увеличение диапозитива k с помощью проекцион-
ного фонаря с фокусным расстоянием объектива F, если экран уда-
лен от объектива на расстояние f. 
189
5.63. Расстояние от предмета до экрана l = 105 см. Тонкая линза, по-
мещенная между ними, дает на экране увеличенное изображение
предмета. Если линзу переместить на х = 32 см, то на экране появляет-
ся уменьшенное изображение. Найти фокусное расстояние F линзы.
5.64. Расстояние от предмета до собирающей линзы и от линзы до
изображения одинаковы и равны d1 = f1 = 0,5 м. Во сколько раз уве-
личится изображение, если предмет поместить на расстоянии d2 =
0,23 м от линзы?
5.65. С помощью тонкой линзы получается увеличенное в два раза (Г1 =
2) действительное изображение плоского предмета. Если предмет сме-
стить на а = 1 см в сторону линзы, то изображение будет увеличенным
в три раза (Г2 = 3). Чему равно фокусное расстояние F линзы?
5.66. Предмет поочередно помещают в точки А и В, находящиеся на
главной оптической оси собирающей линзы, и получают два дейст-
вительных изображения с увеличениями Г1 = 5 и Г2 = 3 соответствен-
но. Найти расстояние S между изображениями, если расстояние меж-
ду точками А и В l = 4 см.
5.67. Тонкий стержень, имеющий длину l = 4 см, лежит на главной оп-
тической оси собирающей линзы таким образом, что его середина на-
ходится на расстоянии d = 18 см от линзы. Чему равна длина S изобра-
жения стержня в линзе? Фокусное расстояние линзы F = 12 см.
*5.68. На рассеивающую линзу падает сходящийся пучок лучей. По-
сле прохождения через линзу лучи пересекаются в точке, лежащей на
главной оптической оси на расстоянии а = 15 см от линзы. Если лин-
зу убрать, то точка пересечения лучей приблизится на l = 5 см к лин-
зе. Определить оптическую силу линзы D.
*5.69. Цилиндрический пучок лучей падает на рассеивающую линзу
параллельно главной оптической оси, имея диаметр d = 5 см. Пройдя
через линзу, пучок дает на экране пятно диаметром d1 = 7 см. Каков
будет диаметр светлого пятна d2, если рассеивающую линзу заменить
собирающей с тем же фокусным расстоянием? 
190
5.70. Предмет движется по дуге окружности со скоростью  = 0,04
м/с вокруг оси собирающей линзы в плоскости, перпендикулярной
оси и отстоящей от линзы на расстояние d = 60 см. С какой скоро-
стью 1 движется изображение предмета, если фокусное расстояние
линзы F = 50 см? Размерами предмета пренебречь.
5.71. Небольшому шарику, находящемуся на поверхности горизон-
тально расположенной тонкой собирающей линзы с оптической силой
D = 0,5 дптр, сообщают вертикальную начальную скорость 0 = 10 м/с.
Сколько времени t будет присутствовать мнимое изображение шарика
в линзе? Принять ускорение свободного падения равным 10 м/с
2
.
*5.72. Небольшая линза с фокусным расстоянием F подвешена в точке
О на нитях так, что плоскость линзы горизонтальна и расстояние от
точки подвеса до центра линзы равно h (h>F). Подвес отклоняют до
горизонтального положения и отпускают. С какой скоростью 1 и ус-
корением а движется изображение точки О в линзе в момент, когда
линза проходит нижнее положение?
5.73. Найти оптическую силу очков D, ликвидирующих недостаток
глаз дальнозоркого человека с расстоянием наилучшего зрения l = 1
м (расстояние наилучшего зрения нормального глаза d = 0,25 м).
*5.74. Предмет находится на расстоянии d1 от собирающей линзы.
Вплотную к линзе приложили другую (насадочную) линзу с оптиче-
ской силой D. Каким будет новое расстояние d2 от линзы до предмета,
чтобы положение изображения не изменилось?
*5.75. Две тонкие одинаковые собирающие линзы с общей главной
оптической осью и фокусным расстоянием F = 20 см расположены на
расстоянии а = 75 см друг от друга. Предмет находится на расстоянии
d = 30 см от первой линзы. Найти линейное увеличение Г системы.
*5.76. Оптическая система состоит из собирающей линзы с фокусным
расстоянием F = 30 см и плоского зеркала, находящегося на расстоя-
нии l = 20 см за линзой. Предмет находится на расстоянии d = 10 см
191
перед линзой. Определите расстояние S между предметом и изобра-
жением, даваемым этой системой.
5.77. При контактном способе печатания фотографии лампа распола-
гается на расстоянии r1 от снимка, а экспозиция длится время t1. Най-
ти время экспозиции t2, если заменить лампу с силой света I1 на дру-
гую с уменьшенной силой света I2 и поместить ее на более близкое
расстояние r2 от снимка.
5.78. В некоторую точку пространства приходят когерентные лучи с
оптической разностью хода  = 2 мкм. Определите, усилится или ос-
лабится свет в этой точке, если в нее приходят: а) красные лучи с
длиной волны 1 = 760 нм; б) фиолетовые лучи с длиной волны 2 =
400 нм.
5.79. Рассчитайте минимальную толщину пленки h (показатель пре-
ломления п = 1,3), покрывающей плоскопараллельную пластину из
стекла с целью устранения отражения зеленого света с длиной волны
 = 520 нм (просветление оптики). Свет падает перпендикулярно по-
верхности стекла.
*5.80. На прозрачную плоcкoпapaллeльную тонкую пластинку тол-
щиной d под углом  к нормали к поверхности пластины падает пло-
ская световая волна с длиной .Получите условие максимума при ин-
терференции лучей, отразившихся от верхней и нижней поверхности
пластины (лучи сходятся после прохождения через собирающую лин-
зу). Показатель преломления равен п.
5.81. Найти число штрихов N, приходящихся на единицу длины ди-
фракционной решетки, если линия ртути с длиной волны  в спектре
первого порядка наблюдается под углом .
5.82. Найти длину волны  света, падающего на дифракционную ре-
шетку с периодом d = 6 мкм, если угол между двумя максимумами
первого порядка  = 10. 
192
5.83. При помощи дифракционной решетки с периодом d = 0,02 мм на
экране получен первый (k = 1) дифракционный максимум на расстоянии
l = 3,6 см от центрального максимума и на расстоянии L = 1,8 м от ре-
шетки. Определить длину световой волны .
5.84. Определить наибольший порядок k спектра для линии излучения с
 = 600 нм, если постоянная дифракционной решетки d = 2 мкм.
*5.85. На дифракционную решетку с периодом d = 0,01 мм падает пер-
пендикулярно ей свет с длиной волны  = 0,5 мкм. Сколько дифракци-
онных максимумов интенсивности N наблюдается на экране шириной
а = 72 см, находящемся от решетки на расстоянии l = 1 м? Экран имеет
форму узкого прямоугольника, центр которого расположен на продол-
жении светового луча, а плоскость параллельна плоскости решетки.
5.86. Найдите энергию Е и импульс р фотона, если соответствующая
ему длина волны равна  = 3,2 нм.
5.87. Найдите абсолютный показатель преломления среды n, в которой
свет с энергией фотона Е = 4,4·10-19 Дж имеет длину волны  = 300 нм.
5.88. Энергия фотона равна кинетической энергии электрона, имев-
шего начальную скорость 0 = 106 м/с и ускоренного разностью по-
тенциалов U = 4 В. Найти длину волны фотона .
5.89. Лазер мощностью Р = 10 Вт испускает n = 1020 фотонов в секун-
ду. Определить длину волны излучения .
5.90. Сколько фотонов N в минуту (t = 1 мин) падает на сетчатку глаза
человека, если глаз воспринимает свет длиной волны  = 0,5 мкм при
мощности светового потока Р = 2·10-17 Вт?
5.91. Мощность точечного источника монохроматического света на
длине волны  = 500 нм составляет Р = 10 Вт. На каком максималь-
ном расстоянии S этот источник заметил бы человек, если поглоще-
нием и рассеянием света в среде пренебречь? Глаз реагирует на све-
193
товой поток, соответствующий излучению n = 60 фотонов в секунду.
Радиус зрачка r = 2,5 мм.
5.92. Определить наибольшую длину волны света, при которой может
происходить фотоэффект для цезия. Работа выхода электронов из це-
зия А = 2 эВ.
5.93. Определить работу выхода А электронов из катода фотоэлемен-
та, если известно, что кинетическая энергия фотоэлектронов Е =
5·10-19Дж, а энергия кванта света, вырвавшего фотоэлектрон, на 50%
больше работы выхода электронов из катода.
5.94. При какой разности потенциалов U между электродами в фото-
элементе прекратится электрический ток электронов, если катод ос-
вещается излучением с длиной волны  = 0,4 мкм? Работа выхода
электронов из катода А = 3,2·10-19 Дж. Определить полярность при-
ложенной к электродам разности потенциалов.
5.95. Электроны, вырываемые с поверхности металла излучением,
частота которого 1 = 2·1015 Гц, полностью задерживаются электри-
ческим полем при разности потенциалов U1 = 7 В. Какой разностью
потенциалов U2 задерживаются электроны, вырываемые излучением с
частотой 2 = 4·1015 Гц?
5.96. Плоская алюминиевая пластина освещается ультрафиолетовым
светом с длиной волны  = 100 нм. На какое максимальное расстояние
dmax от поверхности пластины сможет удалиться появляющийся при
фотоэффекте электрон, если вне пластины существует задерживающее
электрическое поле с напряженностью Е = 8 В/см? Красная граница
фотоэффекта для алюминия соответствует длине волны 0 = 330 нм.
5.97. Кванты света вырывают с поверхности металла, имеющего ра-
боту выхода А = 3,05 эВ, электроны, которые описывают в однород-
ном магнитном поле с индукцией В = 3·10–3 Тл окружности с макси-
мальным радиусом R = 2 мм. Определить длину волны излучения  ,
используемого для получения фотоэффекта. 

Ответы к задачам по физике Ильин from zoner

Категория: Физика | Добавил: Админ (19.08.2016)
Просмотров: | Теги: Ильин | Рейтинг: 0.0/0


Другие задачи:
Всего комментариев: 0
avatar