Тема №5710 Ответы к задачам по физике Степанова (Часть 8)
Поиск задачи:

Рассмотрим тему Ответы к задачам по физике Степанова (Часть 8) из предмета Физика и все вопросы которые связанны с ней. Из представленного текста вы познакомитесь с Ответы к задачам по физике Степанова (Часть 8), 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.

Ответы в самом низу встроенного документа

59. ПРЕЛОМЛЕНИЕ СВЕТА. ЗАКОН ПРЕЛОМЛЕНИЯ. v
ПОЛНОЕ ОТРАЖЕНИЕ
1414. Если посмотреть на окружающие тела через теп-
лый воздух, поднимающийся от костра» то они кажутся дро-
жащими. Почему?
1415. В каком случае угол падения луча на плоскопа-
,раллельную пластину и угол; преломления этого луча рав­
ны друг другу?
1416. Луч с!*ета падает из воздуха в стекло и из стекла
в воздух (рис. 221). Изобразите дальнейший ход этого луча,
1417. В жаркий летний день на разогретом асфальте
шоссе водители часто видят «лужи воды». Однако, подъез­
жая к «луже», обнаруживают, что ее вовсе нет. Объясните
явление.
1418. Два наблюдателя одновременно определяют на
глаз высоту Солнца над горизонтом. Один из них находится
на берегу рекА, другой — под водой. Для какого из них
Солнце будет казаться выше?
1419. Може-г ли произойти полное отражение света при
переходе из воды в стекло?
1420. Во сколько раз скорость распространения света
в алмазе меньше, чем в сахаре?
1421. Определите показатель преломления скипидара
и скорость распространения света в скипидаре, если изве­
стно, что при угле падения 45° угол преломления равен 30°.
1422. Скорость распространения света в первой среде
225 000 км/с, а во второй — 200 000 км/с. Луч света падает
на поверхность раздела этих сред под углом 30° и перехо­
дит во вторую среду. Определите угол преломления луча.
1423. В таблице приведены результаты измерений, про­
веденных Птолемеем. В этой таблице а — угол падения
светового луча на поверхность воды, (3 — угол преломления
этого луча в воде. Проверьте, удовлетворяют ли проведен-
т
вые измерения закону,предомлевия света Снеллиуса. Чему
равен по этим измерениям показатель преломления воды?
Таблица 3
• Угол' падения,
а
Угол преломления,
Р
f Угол оадевия,
а
Угол преломления,
Р
10° 7°45' 50° 35° 0'
20° 15° 30/
ур
О
о
40° 30'
30е 22°30'
Г**
о
о
45°30'
40° 29°0' 80° 50°0'
1424. Скорость распространения света в некоторой жид­
кости равна 240 000 км/с. На поверхность этой жидкости из
воздуха падает луч света под углом 25°. Определите угол
преломления луча.
1425. Луч света падает на поверхность раздела двух
прозрачных сред под углом 35° и преломляется под углом
25°. Чему равен угол преломления, если луч падает на эту
границу раздела под углом 50°?
1426. Луч света переходит из глицерина в воду. Опреде­
лите угол преломления луча, если угол падения равен 30°
1427. Луч света при переходе из льда в воздух падает
на поверхность льда под углом 15°. По какому направле­
нию пойдет этот луч в воздухе?
1428. Определите угол падения луча в воздухе на по­
верхность воды, если угол между преломленным и отражен­
ным от поверхности воды лучами равен 90°.
1429. Определите угол преломления луча при переходе
из воздуха в этиловый спирт, если угол между падающим
и преломленным лучами равен 1 2 0 °.
1430. Луч света падает на границу раздела двух сред
под углом 30°. Показатель преломления первой среды
2,4. Определите показатель преломления второй среды, ес­
ли известно, что отраженный от границы раздела луч
и преломленный перпендикулярны друг другу.
1431. Водолаз определил угол преломления солнечных
лучей в воде. Он оказался равным 32°. На какой высоте
над горизонтом находится Солнце?
1432. Точечный источник света находится в воздухе над
поверхностью воды. Для наблюдателя, находящегося под
водой точно под источником света, расстояние от поверхно^
сти воды до источника света равно 2,5 м. Определите ис­
тинное расстояние от исто^ник^ света до поверхности воды.
к
1433. Наблюдатель находится в воде на глубине
40 см. Он видит, что над ним висит лампа, расстояние до
которой, по его наблюдениям, равно 2,4 м. Определите ис­
тинное расстояние от поверхности воды до лампы.
1434. С подводной лодки в погруженном состоянии
определили скорость самолета, пролетающего над лодкой.
Во сколько раз кажущаяся скорость самолета отличается
от истинной?
1435. На дне стеклянной ванночки лежит плоское зер­
кало, поверх которого налит слой воды толщиной 20 см. В
воздухе на высоте 30 см от поверхности воды висит лампа.
На каком расстоянии от поверхности зеркала смотрящий
в воду наблюдатель будет видеть изображение лампы
в зеркале?
1436. На дне ручья лежит камешек. Мальчик хочет в не­
го попасть палкой. Прицеливаясь, мальчик держит палку
в воздухе под углом 45°. На каком расстоянии от камешка
палка воткнется в дно ручья, если его глубина 32 см?
1437. Палка длиной 21 с изломом посредине погружена
в пруд так, что наблюдателю, находящемуся на берегу
и смотрящему приблизительно вдоль палки, она кажется
прямой, составляющей угол а с горизонтом. Какой угол из­
лома имеет палка? Показатель преломления воды .
1438. В дно пруда вертикально вбит шест высотой
1,25 м. Определите длину тени на дне пруда, если солнеч­
ные лучи падают на поверхность воды под углом 38°,
а шест целиком находится под водой.
1439. В дно водоема глубиной 1,5 м вбита свая, которая
выступает над поверхностью воды на 30 см. Найдите длину
тени от сваи на дне водоема, если угол падения солнечных
лучей равен 45°.
1440. На поверхности озера находится круглый плот,
радиус которого равен 8 м. Глубина озера 2 м. Определите
радиус полной тени от плота на дне озера при освещении
4
воды рассеянным светом. Показатель преломления воды —.
1441. На горизонтальном дне водоема глубиной 1,2 м
лежит плоское зеркало. На каком расстоянии от места
вхождения лучей в воду этот луч снова выйдет на поверх­
ность воды после отражения от зеркала? Угол падения лу-
4
ча равен 30°, показатель преломления воды —.
1442. Прямоугольная стеклянная пластинка толщиной
4 см имеет показатель преломления 1,6. На ее поверхность
падает луч света под углом 55°. Определите, на сколько
183
сместится луч после выхода из пластинки в воздух.
1443. Луч света падает под углом 30° на плоскопарал­
лельную стеклянную пластинку и выходит из нее парал­
лельно первоначальному лучу. Показатель преломления
стекла равен 1,5. Какова толщина пластинки, если расстоя­
ние между лучами равно 1,94 см?
144%. Узкий параллельный пучок света падает на плос­
копараллельную стеклянную пластинку под углом а, синус
которого равен 0,8. Вышедший из пластинки пучок оказал­
ся смещенным относительно продолжения падающего пуч­
ка на расстояние 2 см. Какова толщина пластинки, если по­
казатель преломления стекла равен 1,7?
1445. Имеются две плоскопараллельные пластинки тол­
щиной 16 и 24 мм, сложенные вплотную. Первая сделана из
кронгласа с показателем преломления 1,5, а вторая — из
флинтгласа с показателем преломления 1,8. На по­
верхность одной из них падает луч света под углом 48°.
Определите, на сколько сместится этот луч после выхода из
пластинок в воздух. Зависит ли полученный результат от
того, в какой последовательности свет проходит пластинки?
1446. В сосуд налиты две несмешивающиеся жидкости
с показателями преломления 1,3 и 1,5. Сверху находится
жидкость с меньшим показателем преломления. Толщина
ее слоя равна 3 см. Толщина слоя второй жидкости
5 см. На каком расстоянии от поверхности жидкости будет
казаться дно сосуда, если смотреть на него через обе жид­
кости сверху?
1447. На плоскопараллельную стеклянную пластинку
толщиной 1 см падает луч света под углом 60°. Показатель
преломления стекла равен 1,73. Часть света отражается,
а часть, преломляясь, проходит в стекло, отражается от
нижней поверхности пластинки и, преломляясь вторично,
выходит в воздух параллельно первому отраженному лучу.
Найдите расстояние между отраженными лучами.
1448. Плоскопараллельная пластинка толщиной 5 см
посеребрена с нижней стороны. Луч падает на верхнюю по­
верхность пластинки под углом 30°, частично отражается,
а часть света проходит в пластинку, отражается от нижней
ее поверхности и, преломляясь вторично, выходит в воздух
параллельно первому отраженному лучу. Определите пока­
затель преломления материала пластинки, если расстояние
между двумя отраженными лучами 2,5 см.
1449. Для определения показателя преломления про­
зрачной плоскопараллельной пластинки применяют следу­
ющий способ. На обеих сторонах (поверхностях) пластинки
L 189
наносят метки (например, черточки). Сначала устанавлива­
ют тубус микроскопа так, чтобы хорошо была видна верх­
няя метка, а затем передвигают тубус так, чтобы получи­
лось отчетливое изображение нижней метки. Отмечают
смещение тубуса. Определите показатель преломления
стекла пластинки, если смещение тубуса равно 3 мм, а тол­
щина пластинки 4,5 мм.
1450. Луч света падает на стопку плоских прозрачных
пластин одинаковой толщины, показатель преломления
каждой из которых в k раз меньше, чем у вышележащей.
При каком наименьшем угле падения луч не пройдет через
стопку? Показатель преломления верхней пластины равен
я, число пластин равно N,
1451. Главное сечение призмы — равнобедренный пря­
моугольный треугольник. Меньшие грани призмы посереб­
рены. Докажите, что луч света, направленный на большую
грань под произвольным углом, выходит из призмы парал­
лельно падающему, Где может найти применение такая
призма?
1452. Монохроматический луч падает нормально на бо­
ковую поверхность призмы, преломляющий угол которой
равен 40°. Показатель преломления материала призмы для
этого луча равен 1,5, Найдите угол отклонения луча, выхо­
дящего из призмы, от первоначального направления.
1453. Луч света входит в стеклянную призму под углом
зх/ 6 и выходит из призмы в воздух под углом я/3, причем,
пройдя призму, отклоняется от первоначального направ­
ления на угол я/4. Найдите преломляющий угол приз­
мы.
1454. Луч белого света падает на боковую поверхность
равнобедренной призмы под таким углом, что красный луч
выходит из нее перпендикулярно ко второй грани. Найдите
углы отклонения бк и 6ф красного и фиолетового лучей от
первоначального направления, если преломляющий угол
призмы равен 45°. Показатели преломления материала
призмы для красного и фиолетового лучей равны соответст­
венно пк = 1,37 и = 1,42.
1455. Через клин с малым углом а при вершине прохо­
дит луч света (рис, 2 2 2 ), который падает: а) под малым уг­
лом у; б) перпендикулярно к передней поверхности клина,
Докажите, что угол отклонения луча света от первоначаль­
ного направления приблизительно равен (п — 1 )а, где п —
показатель преломления клина,
1456. Из плексигласа изготовлен конус с углом при вер­
шине 2а. На основание конуса падает пучок света (парад-
190
лельный). Опишите поведение светового пучка в конусе.
Показатель преломления плексигласа 1,5.
1457. Показатель преломления стекла равен 1,52, Най­
дите предельный угол полного отражения для поверхностей
раздела: а) стекло — воздух, б) вода — воздух, в) стекло —
вода.
1458. Показатели преломления некоторого сорта стекла
для красного и фиолетового лучей равны соответственно
пк =1,51 и Пф = 3,53. Найдите предельные углы полного от­
ражения для этих лучей при падении их на поверхность
раздела стекло — воздух.
1459. Луч света выходит из скипидара в воздух. Пре­
дельный угол полного отражения для этого луча равен
42°23'. Найдите скорость распространения света в скипи­
даре.
1460. На стакан, наполненный доверху водой, положили
стеклянную пластинку. Под каким углом должен падать на
пластинку луч света, чтобы от поверхности раздела вода —
стекло произошло полное отражение? Показатель прелом­
ления стекла 1,5.
1461. Угол между стенками и дном стеклянного трапе­
цеидального сосуда равен 45° (рис. 223). Сосуд заполнен
водой. Виден ли жук на дне этого сосуда, если на него
смотреть через боковые стенки?
1462. Световой луч падает на стеклянную пластинку
квадратного сечения (рис. 224). Каким должен быть пока­
затель преломления стекла, если полное отражение света
происходит у вертикальной стенки?
1463. На дно сосуда, наполненного водой до высоты
10 см, помещен точечный источник света. На поверхности
воды плавает круглая непрозрачная пластинка так, что ее
центр находится над источником света. Какой наименьший
радиус должна иметь эта пластинка, чтобы ни один луч не
мог выйти на поверхность воды?
191
1464. В цистерне с сероуглеродом
на глубине 26 см под поверхностью во­
ды расположен точечный источник
света. Вычислите площадь круга на
поверхности жидкости, в пределах ко­
торого возможен выход лучей в воздух.
Показатель преломления сероуглерода
равен 1,64.
1465. В жидкости с показателем
преломления 1,8 помещен точечный ис­
точник света. На каком наибольшем
расстоянии Н над источником надо по­
местить диск диаметром 2 см, чтобы свет не вышел из жид­
кости в воздух?
1466. Где видит наблюдатель рыбку, находящуюся
в диаметрально противоположной от него точке шарообраз­
ного аквариума? Радиус аквариума R, показатель прелом­
ления воды 4/ 3.
1467. На капельку воды сферической формы под углом
а падает луч света. Найдите угол отклонения луча от перво­
начального направления в случае однократного отражения
от внутренней поверхности капли.
1468. На капельку сферической формы падает парал­
лельный пучок лучей, а) Вычислите значения углов 0 от­
клонения лучей от первоначального направления для раз­
личных углов падения: 0°, 20°, 50°, 55°, 60°, 65°, 70°.
б) Постройте график зависимости 0 от а и по графику
найдите приближенное значение угла наименьшего откло­
нения 0 rnin.
в) Определите, вблизи каких значений угла 0 лучи, вы­
шедшие из капли, идут приблизительно параллельно.
60. линзы
1469. Всегда ли двояковыпуклая линза собирающая,
а двояковогнутая — рассеивающая?
1470. Как в солнечный день можно определить фокусное
расстояние собирающей линзы, имея только линейку?
1471. С помощью линзы (какой?) на экране получено
изображение пламени свечи. Изменится ли и как это изоб­
ражение, если половину линзы закрыть непрозрачным эк­
раном?
1472. Оптическая сила линзы + 4 дптр. Найдите ее фо­
кусное расстояние. Какая это линза — собирающая или
рассеивающая?
192
roo roo
«) • 5
• 5'
в)
• 5 roo
• s
f
6)
г)
• 5
• S
S'
roo
• S r
Рис. 225
1473. Оптическая сила линзы —2,5 дптр. Вычислите ее
фокусное расстояние. Какая это линза — собирающая или
рассеивающая?
1474. На рисунке 225 даны: положение главной оптиче­
ской оси линзы, источник света S и его изображение S'
в линз^. Найдите построением положение оптического цент­
ра линзы и ее фокусов. Определите тип линзы.
1475. В каком ящике находится собирающая линза,
а в каком — рассеивающая (рис. 226)? Найдите построени­
ем положение оптического центра линз.
1470. На рисунке 227, а, б дан ход произвольного луча:
а) в собирающей линзе; б) в рассеивающей линзе и положе­
ние ее главной оптической оси. О — оптический центр лин-
Рис. 228
зы. Найдите построением положение фокусов
линзы.
1477. На лист с печатным текстом попала
капля прозрачного клея. Почему буквы, види­
мые через каплю, кажутся больше соседних?
1478. Из стекла двух сортов выполнена
слоистая линза, изображенная на рисунке
228. Какое изображение даст эта линза в слу­
чае точечного источника, расположенного на
главной оптической оси? Отражением света на
границе слоев пренебречь.
1479. Формула тонкой линзы в форме Гаусса имеет вид:
1 + 1 = 1 .
d ^ / F
Другой вид формулы линзы, принадлежащей Ньютону,
имеет вид:
х • х! = F \
где х — расстояние от источника до переднего фокуса, xf —
расстояние от второго фокуса до изображения, F — фокус­
ное расстояние линзы. Покажите, что если одна формула
справедлива, то и другая тоже.
S480. Оптическая сила тонкой линзы 5 дптр. Предмет
поместили на расстоянии 60 см от линзы. Где и какое изоб­
ражение этого предмета получится?
1481. Предмет помещен на расстоянии 25 см от перед­
него фокуса собирающей линзы. Изображение предмета
получается на расстоянии 36 см за задним фокусом. Опре­
делите фокусное расстояние линзы.
1482. Расстояние между стеной и свечой 2 м. Когда
между ними поместили собирающую линзу на расстоянии
40 см от свечи, то на стене получилось четкое изображение
пламени. Определите главное фокусное расстояние линзы.
Какое изображение получилось на экране?
1483. Главное фокусное расстояние рассеивающей лин­
зы равно 12 см. Изображение предмета находится на рас­
стоянии 9 см от линзы. Чему равно расстояние от предмета
до линзы?
1484. Предмет расположен на расстоянии 40 см от лин­
зы с оптической силой 2 дптр. Как изменится расстояние до
изображения предмета, если его придвинуть к линзе на
15 см?
1485. Светящийся предмет находится на расстоянии
12,5 м от линзы, а его действительное изображение — на
194
расстоянии 85 см от нее. Где получится изображение, если
предмет придвинуть к линзе на 2,5 м?
1486. Расстояние между предметом и экраном 120 см.
Где нужно поместить собирающую линзу с фокусным рас­
стоянием 25 см, чтобы на экране получилось четкое
изображение предмета?
1487. Расстояние между электрической лампочкой и эк­
раном I м. При каких положениях собирающей линзы с фо­
кусным расстоянием 2 1 см изображение нити лампочки бу­
дет отчетливым? Можно ли получить четкое изображение,
если фокусное расстояние другой линзы 26 см?
1488. Главное фокусное расстояние двояковыпуклой
линзы 50 см. Предмет высотой 1,2 см помещен на расстоя­
нии 60 см от линзы. Где и какой высоты изображение полу­
чится?
1489. Определите главное фокусное расстояние рассеи­
вающей линзы, если известно, что изображение предмета,
помещенного перед ней на расстоянии 50 см, получилось
уменьшенным в 5 раз,
1490. Мнимое изображение предмета, получаемое с по­
мощью линзы, в 4,5 раза больше самого предмета. Чему
равна оптическая сила линзы, если предмет находится от
нее на расстоянии 3,8 см?
149S. Р асстояния от предмета до линзы и от линзы до
действительного изображения предмета одинаковы и равны
60 см. Во сколько раз увеличится изображение, если пред­
мет поместить на 2 0 см ближе к линзе?
1492. Высота пламени свечи 5 см. Линза дает на экране
изображение этого пламени высотой 15 см. Не трогая лин­
зы, свечу отодвигают на 1,5 см дальше от линзы и, передви­
нув экран, вновь получают четкое изображение пламени
высотой 10 см. Определите главное фокусное расстояние
линзы.
1493. Источник света находится на расстоянии 1,5 м от
экрана, на котором с помощью собирающей линзы получа­
ют увеличенное изображение источника. Затем экран ото­
двигают еще на 3 м и снова получают увеличенное изобра­
жение источника. Чему равны фокусное расстояние линзы
и размеры источника, если размер изображения в первом
случае 18 мм, а во втором 96 мм?
1494. От предмета высотой 3 см получили с помощью
линзы действительное изображение высотой 18 см. Когда
предмет передвинули на 6 см, то получили мнимое изобра­
жение высотой 9 см. Определите фокусное расстояние и оп­
тическую силу линзы.
7* 195
Рис. 229 Рис. 230
1495. Предмет высотой 16 см находится на расстоянии
80 см от линзы с оптической силой —2,5 дптр. Во сколько
раз изменится высота изображения, если предмет передви­
нуть к линзе на 40 см?
1496. Расстояние между двумя точечными источниками
света равно 24 см. Где между ними надо поместить собира­
ющую линзу с фокусным расстоянием 9 см, чтобы изобра­
жения обоих источников получились в одной точке?
1497. Пучок сходящихся лучей пересекается в точке
А (рис. 229). Если на пути пучка поместить собирающую лин­
зу на расстоянии 40 см от точки Л, то лучи пересекаются
в точке Аг на расстоянии 30 см от линзы. Определите глав­
ное фокусное расстояние линзы.
1498. Пучок сходящихся лучей падает на линзу с опти­
ческой силой 2,5 дптр. После прохождения линзы эти лучи
собираются на расстоянии 2 0 см от оптического центра
линзы на ее главной оптической оси. Где будут сходиться
эти лучи, если линзу убрать?
1499. Пучок сходящихся лучей собирается в точке
А (рис. 230). Если на пути этих лучей поместить рассеиваю­
щую линзу на расстоянии 30 см от точки Л, то лучи пересе­
кутся в точке А/ на расстоянии 60 см от линзы. Определите
главное фокусное расстояние линзы.
1500. Пучок сходящихся лучей падает на линзу с опти­
ческой силой —2 дптр. После линзы эти лучи идут расходя­
щимся пучком так, что их продолжения сходятся на рассто­
янии 150 см от линзы на ее главной оптической оси по дру­
гую сторону линзы. Определите, где соберутся эти лучи,
если линзу убрать.
1501. Предмет в виде отрезка длиной I расположен
вдоль главной оптической оси тонкой собирающей линзы
с фокусным расстоянием F. Середина отрезка расположена
на расстоянии а от линзы, и линза дает действительное
196
изображение всех точек предмета, Определите продольное
увеличение предмета.
1502. Точечный источник света находится на расстоянии
30 см от тонкой линзы, оптическая сила которой 5 дптр. На
какое расстояние сместится изображение источника, если
между линзой и источником поместить толстую стеклянную
плоскопараллельную пластинку толщиной 15 см и показа­
телем преломления 1,5?
1503. Найдите фокусное расстояние двояковыпуклой
линзы с радиусами кривизны 30 см, изготовленной из стек­
ла с показателем преломления 1,6. Чему равна оптическая
сила этой линзы?
1504. Одна поверхность линзы плоская, другая — сфе­
рическая. Оптическая сила линзы 1 дптр. Линза изготовле­
на из стекла с показателем преломления >1,6. Определите
радиус сферической поверхности линзы.
1505. Фокусное расстояние стеклянной собирающей
линзы с показателем преломления 1,6 равно 25 см. Опреде­
лите фокусное расстояние этой линзы в воде. Показатель
преломления воды 1,33.
1506. Тонкая стеклянная линза имеет оптическую силу
5 дптр. Когда эту линзу погружают в жидкость с показате­
лем преломления п, она действует как рассеивающая с фо­
кусным расстоянием 100 см. Определите показатель пре­
ломления жидкости, если показатель преломления матери­
ала линзы равен 1,5.
1507. Фокусное расстояние линзы, находящейся в возду­
хе, равно 10 см. Фокусное расстояние той же линзы в неко­
торой жидкости равно 55 см. Чему равен показатель пре­
ломления стекла, если показатель преломления жидкости
равен 1,44?
1508. Из стекла с показателем преломления 1,61 изгото­
вили двояковыпуклую линзу с одинаковыми радиусами
кривизны обеих поверхностей. Оптическая сила линзы в во­
де равна 1,6 дптр. Найдите радиусы кривизны поверхно­
стей линзы.
61. ОПТИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ. ГЛАЗ
1509. Два фонаря одинаковой яркости находятся на раз­
ных расстояниях от наблюдателя, а) Будут ли они казаться
наблюдателю одинаково яркими? б) Будут ли их изображе­
ния на фотографиях одинаково яркими, если фонари сфото­
графировать на разных кадрах так, чтобы изображения
были в фокусе?
197
1510. Желая получить снимок зебры, фотограф снял бе­
лого осла, надев на объектив фотоаппарата стекло с темны­
ми полосками. Что получилось на снимке?
1511. Один и тот же объект фотографируют с небольшо­
го расстояния фотоаппаратами, имеющими одинаковую све­
тосилу, но разные фокусные расстояния. Одинаковы ли
должны быть выдержки?
1512. Близорук или дальнозорок человек, нормально ви­
дящий в воде?
1513. Два человека— дальнозоркий и близорукий—
рассматривают один и тот же предмет при помощи лупы
поочередно. Кто из них располагает предмет ближе к лупе,
если расстояние от лупы до глаза у обоих одинаково?
1514. Рисунок на диапозитиве имеет высоту 2 см, а на
экране —80 см. Определите оптическую силу объектива, ес­
ли расстояние от объектива до диапозитива равно 20,5 см.
1515. Главное фокусное расстояние объектива проекци­
онного фонаря 15 см. Диапозитив находится на расстоянии
15,6 см от объектива. Какое линейное увеличение дает фо­
нарь?
1516. Определите оптическую силу объектива проекци­
онного фонаря, если он дает 25-кратное увеличение, ког­
да диапозитив помещен на расстояние 20,8 см от объек­
тива.
1517. Объектив проекционного аппарата имеет оптиче­
скую силу 5,4 дптр. Экран расположен на расстоянии
4 м от объектива. Определите размеры экрана, на котором
должно уместиться изображение диапозитива размером
6 X 9 см .
1518. Изображение предмета на матовом стекле фото­
аппарата с расстояния 15 м получилось высотой 30 мм,
а с расстояния 9 м — высотой 51 мм. Найдите фокусное
расстояние объектива.
1519. Изображение предмета на матовом стекле фото­
аппарата при съемке с расстояния 8,5 м получилось высо­
той 13,5 мм, а с расстояния 2 м — высотой 60 мм. Найдите
фокусное расстояние объектива фотоаппарата.
1520. Поверхность Земли фотографируют со спутника,
запущенного на высоту 100 км. Объектив фотокамеры име­
ет фокусное расстояние 10 см. Минимальный размер види­
мых деталей на пленке (разрешающая способность пленки)
10“ 2 мм. Определите: а) минимальные размеры предметов
на Земле, которые будут видны на пленке; б) время экспо­
зиции, при котором орбитальное движение спутника не
влияет на качество изображения. ,
198
S52L Требуется сфотографировать конькобежца, пробе­
гающего мимо фотоаппарата со скоростью 10 м/с. Опреде­
лите максимально допустимую экспозицию при условии,
что размытость изображения не должна превышать
0,2 мм. Главное фокусное расстояние объектива фотоаппа­
рата 10 см, расстояние до конькобежца 5 ы. В момент фото­
графирования оптическая ось объектива фотоаппарата пер­
пендикулярна траектории движения конькобежца.
1522. Какое время может быть открыт затвор фотоаппа­
рата при съемке прыжка в воду с вышки? Фотографирует­
ся момент погружения в воду. Высота вышки 5 м. Фото­
граф стоит в лодке на расстоянии 10 м от места погруже­
ния прыгуна. Объектив фотоаппарата имеет фокусное рас­
стояние 10 см. На негативе допустимо размытие изображе­
ния 0,5 мм.
1523. На каком расстоянии от лупы, главное фокусное
расстояние которой равно 8 см, должен находиться рас­
сматриваемый объект, чтобы его увеличенное изображение
получилось на расстоянии наилучшего зрения?
1524. Мальчик, сняв очки, читает книгу, держа ее на
расстоянии 16 см от глаз. Какой оптической силы у него
очки?
1525. Максимальное расстояние, на котором близору­
кий человек достаточно хорошо различает мелкие детали
без чрезмерного утомления глаз, равно 15 см. Какой опти­
ческой силы очки должен носить такой человек, чтобы ему
было удобно читать?
1526. На каком максимальном расстоянии близорукий
человек может читать без очков мелкий шрифт, если обыч­
но он пользуется очками с оптической силой —4 дптр?
1527. Определите главное фокусное расстояние и опти­
ческую силу очков для человека, у которого расстояние
наилучшего зрения равно 50 см.
152$. Чему равен предел зрения невооруженного глаза
дальнозоркого человека, если, надев очки с оптической си­
лой 2,5 дптр, человек может отчетливо видеть предметы,
находящиеся на расстоянии не менее 0,2 м?
1529. Пределы аккомодации у близорукого человека ле­
жат в пределах от 10 до 25 см. Определите, как изменяются
эти пределы, если он наденет очки с оптической силой
—4 дптр.
1530. Близорукий человек без очков рассматривает
предмет, находящийся на некотором расстоянии под поверх
ностью воды. Оказалось, что если глаз расположен вблизи
поверхности воды, то максимальное погружение предмета,
199
при котором человек еще различает его мелкие детали,
равно 30 см. Принимая показатель преломления воды рав­
ным 1,3, определите, какие очки следует носить этому чело­
веку.
СВЕТОВЫЕ ВОЛНЫ
62. СКОРОСТЬ СВЕТА. ДИСПЕРСИЯ СВЕТА
1531. Чему равна скорость света, если расстояние от
Луны до Земли, примерно равное 3,84 • 105 км, он проходит
за 1,28 с?
1532. Меняются ли длина волны и частота колебаний
в световом излучении при переходе луча из вакуума в ка­
кую-либо другую среду?
1533. Известно, что человек воспринимает излучение
с частотой от 4 • 1014 Гц до 7,5 • 1014 Гц как световое. Опре­
делите интервал длин волн электромагнитного излучения
в вакууме, вызывающего у человека световое ощущение.
1534. В глаз человека проникает электромагнитное из­
лучение частотой 9,5 • 1014 Гц. Воспримет ли человек это
излучение как свет? Какова длина волны этого излучения
в вакууме?
1535. Длина волны желтого света в вакууме равна
0,589 мкм. Какова частота колебаний в таком световом из­
лучении?
1536. На опыте было установлено, что показатель пре­
ломления воды для крайних красных лучей в спектре види­
мого света равен 1,329, а для крайних фиолетовых —
1,344. Определите скорости распространения красных и фи­
олетовых лучей в воде. Какая скорость больше и на
сколько?
1537. На сколько изменится длина волны фиолетовых
лучей с частотой колебаний 7,5 • 1014 Гц при переходе из во­
ды в вакуум, если скорость распространения таких лучей
в воде равна 2,23 • КГ км/с?
1538. Может ли произойти изменение длины волны све­
та при переходе из одной среды в другую от 0,6 до 0,4 мкм?
Почему?
1539. На рисунке 231 изображен график зависимости
показателя преломления стекла от длины волны падающе­
го на стекло света. Одинаковой ли дисперсией обладает
стекло для красных и для синих лучей? Где быстрее меня­
ется показатель преломления при изменении длины волны?
200
Как это отражается на спект­
ре, полученном при помощи
стеклянной призмы?
1540. Совпадают ли фоку­
сы стеклянной линзы для крас­
ных и голубых лучей? Сравни­
те фокусные расстояния стек­
лянной линзы для таких лучей,
если линза: а) собирающая,
б) рассеивающая.
1541. На белом листе напи­
сано красным карандашом
«отлично», а зеленым — «хорошо». Имеются два стекла —
зеленое и красное. Через какое стекло надо смотреть, чтобы
увидеть оценку «отлично»?
1542. На белом фоне написано красными чернилами
слово. Через стекло какого цвета нельзя прочесть на­
писанное?
1543. При рассматривании тел через зеленый свето­
фильтр одни из них кажутся зелеными, а другие — черны­
ми. Почему?
1544. Объясните происхождение цвета: а) синего неба;
б) синего стекла; в) синего листа бумаги.
1545. Раскаленная нить накала имеет красноватый от­
тенок, если ее рассматривать через матовую поверхность
плафона. Объясните это явление.
1546. Почему сигналы опасности подаются красным
светом в то время, как глаз наиболее чувствителен к жел­
то-зеленому свету?
1547. Если смотреть на разноцветную светящуюся рек­
ламу (например, из газоразрядных трубок), то красные
буквы всегда кажутся выступающими вперед по сравнению
с синими или зелеными. Чем это можно объяснить?
1548. Луч белого света падает под углом 30° на призму,
преломляющий угол которой равен 45°. Определите угол
между крайними лучами спектра по выходе из призмы, ес­
ли показатель преломления стекла призмы для крайних лу­
чей спектра равен 1,52 и 1,67.
Р и с. 231
63. ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ СВЕТА
1549. Можно ли для определения длины световой вол­
ны использовать явление отражения и преломления све­
та?
201
1550. Почему для получения интерференционной карти­
ны в пленках они должны быть тонкими?
1551. При освещении тонкой пленки параллельными бе­
лыми лучами наблюдается радужная окраска пленки. Чем
это можно объяснить?
1552. Почему масляные пятна на поверхности воды име­
ют радужную окраску?
1553. При освещении пленки монохроматическим све­
том в одних местах видны светлые пятна, а в других — тем­
ные. Чем это можно объяснить?
1554. Тонкая пленка при освещении белым светом ка­
жется в отраженном свете зеленой, если на нее смотреть
вдоль перпендикуляра к ее поверхности. Что будет происхо­
дить, если пленку поворачивать?
1555. Если тонкую мыльную пленку расположить верти­
кально, то интерференционные цветные полосы будут с те­
чением времени перемещаться вниз, одновременно несколь­
ко изменяя свою ширину. Через некоторое время в верхней
части пленки возникает быстро увеличивающееся темное
пятно, и вскоре после этого пленка разрывается. Укажите
причины движения полос и объясните происхождение тем­
ного пятна.
1556. Имеются две пленки из одинакового прозрачного
материала. При освещении этих пленок белым светом, па­
дающим перпендикулярно к их поверхности, обе пленки
в отраженном свете кажутся зелеными. Можно ли утверж­
дать, что толщина пленок одинакова?
1557. Имеются две тонкие пленки из одинакового про­
зрачного материала. При освещении их белым светом, лучи
которого перпендикулярны поверхности пленок, одна из
них кажется красной, а другая — синей. Можно ли сказать,
какая из пленок толще?
1558. Имеется тонкая пленка из прозрачного материа­
ла. При ее освещении монохроматическим светом на ней
видны параллельные чередующиеся темные и светлые по­
лосы на равных расстояниях друг от друга. Что можно ска­
зать о толщине пленки? Лучи падают на пленку перпенди­
кулярно ее поверхности.
1559. Какая интерференционная картина будет наблю­
даться на экране (рис. 232), если когерентные источники
света в виде щелей будут испускать белый свет? Где эта
картина будет ярче? Почему^
1560. При наблюдении в воздухе интерференции света
от двух когерентных источников на экране видны чередую­
щиеся темные и светлые полосы. Что произойдет с шириной
202
полос, если наблюдение производить в воде, сохраняя не­
изменными все остальные условия?
1561. Для какой цели в интерференционном опыте Юн­
га с двумя щелями и источником монохроматических волн
служит экран А (рис. 233)? Что будет происходить, если по­
степенно расширять щель на экране? Если систему погру­
зить в воду?
1562. Опишите каотину, получаемую на экране С
(см. рис. 233), если одна из щелей на экране В прикрыта
красным светофильтром, а другая — синим. Падающий на
экран А свет белый.
1563. Почему кольца Ньютона образуются только
вследствие интерференции лучей 2 и <?, отраженных от гра­
ниц воздушной прослойки между линзой и стеклом (рис.
234), а луч 4, отраженный от плоской границы линзы, не
влияет на характер интерференционной картины?
1564. Известно, что кольца Ньютона можно рассматри­
вать как в отраженном свете, так и в проходящих лучах.
Определите, что будет на­
блюдаться в центре интер­
ференционной картины, ес­
ли ее наблюдать: а) в отра­
женном свете; б) в проходя­
щих лучах. Результат объяс­
ните.
1565. В современных
приборах широко применя­
ется метод просветления оп­
тики. Почему толщина плен­
ки, покрывающей поверх- , Рис. 234
,203
ность стекла, должна быть равна четверти длины волны
падающего света?
1566. Почему линза, покрытая просветляющей пленкой,
кажется фиолетовой при рассмотрении ее в отраженном
свете?
1567. Тонкая пленка толщиной 0,5 мкм освещена жел­
тым светом с длиной волны 590 нм. Какой будет казаться
эта пленка в проходящем свете, если показатель преломле­
ния вещества пленки равен 1,48, а лучи направлены пер­
пендикулярно поверхности пленки? Что будет происходить с ок­
раской пленки, если ее наклонять относительно лучей света?
1568. Какую наименьшую толщину должна иметь плас­
тинка, сделанная из материала с показателем преломления
1,54, чтобы при ее освещении светом с длиной волны
750 нм, перпендикулярным поверхности пластинки, она
в отраженном свете казалась: а) красной, б) черной?
1569. В некоторую точку пространства приходят коге­
рентные лучи с оптической разностью хода 2 мкм. Опреде­
лите, усилится или ослабится свет в этой точке, если в нее
приходят: а) красные лучи с длиной волны 760 нм; б) жел­
тые лучи с длиной волны 600 нм; в) фиолетовые лучи с дли­
ной волны 400 нм.
1570. В некоторую точку пространства приходят коге­
рентные лучи с геометрической разностью хода 1,2 мкм.
Длина волны этих лучей в вакууме 600 нм. Определите, что
произойдет в этой точке в результате интерференции в трех
случаях: а) свет идет в воздухе; б) свет идет в воде; в) свет
идет в стекле с показателем преломления 1,5.
1571. Голубые лучи с длиной волны 480 нм от двух коге­
рентных источников, расстояние между которыми 120 мкм,
попадают на экран. Расстояние от источников до экрана
равно 3,6 м. В результате интерференции на экране получа­
ются чередующиеся темные и светлые полосы. Определите
расстояние между центрами соседних темных полос на эк­
ране. Каким будет это расстояние, если голубые лучи заме­
нить оранжевыми с длиной волны 650 нм?
1572. Когерентные источники белого света, расстояние
между которыми 0,32 мм, имеют вид узких щелей. Экран,
на котором наблюдается интерференция света от этих ис­
точников, находится на расстоянии 3,2 м от них. Найдите
расстояние между красной (длина волны 760 нм) и фиоле­
товой (длина волны 400 нм) линиями второго интерферен­
ционного спектра.
1573. Две узкие щели расположены так близко друг
к другу, что расстояние между ними трудно установить
204
прямыми измерениями. При освещении щелей светом
с длиной волны 5 • К Г7 м оказалось, что на экране, распо­
ложенном на расстоянии 4 м от щелей, соседние светлые
полосы интерференционной картины отстоят друг от друга
на 2 см. Каково расстояние между щелями?
1574. При наблюдении интерференции света от двух ко­
герентных источников монохроматического света с длиной
волны 520 нм на экране на отрезке длиной 4 см наблюда­
ется 8,5 полос. Определите расстояние между источниками
света, если расстояние от них до экрана равно 2,75 м.
1575. Две щели, расстояние между которыми 0,02 мм,
одновременно освещаются голубыми (длина волны 400 нм)
и желтыми (длина волны 600 нм) лучами. На экране, уда­
ленном от щелей на 2 м, образуются светлые, голубые
и желтые линии. Если центральным линиям обоих цветов
присвоить нулевой номер, каковы будут номера линий в той
части спектра, где желтая и голубая линии впервые (счи­
тая от центральной) совместятся друг с другом? На каком
расстоянии от центральной линии расположена эта об­
ласть?
1576. Два когерентных источника света S { и S2 располо­
жены на расстоянии / друг от друга. На расстоянии D^>1
от источников помещается экран (рис. 235). Найдите рас­
стояние между соседними интерференционными полосами
вблизи середины экрана, если источники посылают свет
длиной волны К.
1577. Два плоских зеркала образуют угол между собой,
близкий к 180° (рис. 236). На равных расстояниях от зеркал
расположен источник света S. Определите интервал между
соседними интерференционными полосами на экране MN,
расположенном на расстоянии АО = а от точки пересече-
205
м м
Рис. 237
4
О
В
N
ния зеркал. Длина световой волны к. Ширма С препятству­
ет непосредственному попаданию света на экран.
1578. Интерференционный опыт Ллойда состоял в полу­
чении на экране картины от источника S и его мнимого
изображения S' в зеркале АО (рис. 237). Чем будет отли­
чаться интерференционная картина от источников S и S' по
сравнению с картиной, рассмотренной в задаче 1576?
1579. На бипризму Френеля падает свет от источника
S (рис. 238). Световые пучки, преломленные разными граня­
ми призмы, частично перекрываются и дают на экране на
участке АВ интерференционную картину. Найдите расстоя­
ние между соседними интерференционными полосами, если
расстояние от источника до призмы I м, а от призмы до эк­
рана 4 м; преломляющий угол призмы 0,002 рад. Стекло, из
которого изготовлена бипризма, имеет показатель прелом­
ления 1,5. Длина световой волны 600 нм.
1580. В опыте Юнга отверстия освещались монохрома­
тическим светом длиной волны 600 нм. Расстояние между
отверстиями 1 мм, расстояние от отверстий до экрана
3 м. Найдите положение первых трех светлых полос.
1581. Установка для получения колец Ньютона освеща­
ется монохроматическим светом, падающим по нормали
к поверхности пластинки. Радиус кривизны линзы 8,6 м.
Наблюдение ведется в отраженном свете. Измерениями
установлено, что радиус четвертого темного кольца (считая
центральное темное пятно нулевым) г4 = 4,5 мм. Найдите
длину волны падающего света.
1582. Установка для получения колец Ньютона освеща­
ется монохроматическим светом с длиной волны 600 нм, па­
дающим по нормали к поверхности пластины. Найдите тол­
щину воздушного зазора между линзой и стеклянной пла­
стиной в том месте, где наблюдается четвертое темное
кольцо в отраженном свете.
206
1583. Определите, светлое или темное кольцо Ньютона
в отраженном свете будет иметь радиус 5,3 мм, если оно по­
лучилось при освещении линзы радиусом кривизны
18 м светом с длиной волны 450 нм, идущим параллельно
главной оптической оси линзы. Какой радиус получится
у этого же кольца, если в зазоре между пластиной и линзой
будет находиться этиловый спирт?
1584. Установка для получения колец Ньютона освеща­
ется монохроматическим светом, падающим по нормали
к поверхности пластины. После того как пространство меж­
ду линзой и стеклянной пластиной заполнили жидкостью,
радиусы темных колец в отраженном свете уменьшились
в 1,25 раза. Найдите показатель преломления жидкости.
1535. Установка для получения колец Ньютона освеща­
ется монохроматическим светом, падающим по нормали
к поверхности пластины, на которой лежит линза радиусом
кривизны 15 м. Наблюдение ведется в отраженном свете.
Расстояние между пятым и двадцать пятым светлыми
кольцами Ньютона равно 9 мм. Найдите длину волны моно­
хроматического света.
1586. Установка для получения колец Ньютона освеща­
ется монохроматическим светом, падающим параллельно
главной оптической оси линзы. Наблюдение ведется в отра­
женном свете. Радиусы двух соседних темных колец равны
4,0 мм и 4,38 мм. Радиус кривизны линзы 6,4 м. Найди­
те порядковые номера колец и длину волны падающего
света.
1587. Установка для получения колец Ньютона освеща­
ется белым светом, падающим параллельно главной опти­
ческой оси линзы. Радиус кривизны линзы 5 м. Наблюде­
ние ведется в проходящем свете. Найдите радиусы четвер­
того синего (длина волны 400 нм) и третьего красного (дли­
на волны 630 нм) колец.
1588. Пучок света падает перпендикулярно к поверхно­
сти стеклянного клина. Длина волны света 582 нм, угол
клина 20°. Какое число темных интерференционных полос
приходится на единицу длины клина? Показатель прелом­
ления стекла 1,5.
1589. Д ля измерения толщины волоса его положили на
стеклянную пластинку и сверху прикрыли другой пластин­
кой. Расстояние от волоса до линии соприкосновения пла­
стинок, которой он параллелен, оказалось равным 2 0 см.
При освещении пластинок красным светом с длиной
волны 750 нм на 1 см длины оказалось восемь полос. Опре­
делите толщину волоса. ,,,,
207
1590. Мыльная пленка, расположенная вертикально,
образует клин вследствие стекания жидкости. Интерферен­
ция наблюдается в отраженном свете через красное стекло
(X-j = 631 нм). Расстояние между соседними красными поло­
сами при этом равно 3 мм. Затем эта же пленка наблюда­
ется через синее стекло (Л2 = 400 нм). Найдите расстояние
между соседними синими полосами. Считайте, что за время
измерений форма пленки не меняется и свет падает перпен­
дикулярно к поверхности пленки.
1591. Мыльная пленка, расположенная вертикально,
образует клин вследствие стекания жидкости. При наблю­
дении интерференционных полос в отраженном свете ртут­
ной дуги (^ = 546,1 нм) оказалось, что расстояние между
пятью полосами 2 см. Найдите угол клина. Свет падает
перпендикулярно к поверхности пленки. Показатель пре­
ломления мыльной воды равен 1,33.
64. ДИФРАКЦИЯ СВЕТА. ПОЛЯРИЗАЦИЯ СВЕТА
1592. Почему радиоволны огибают здания, а световые
волны, также являющиеся электромагнитными, нет?
1593. Почему красный свет рассеивается туманом мень­
ше, чем свет другого цвета?
1594. Почему в центральной части спектра, полученного
на экране при освещении дифракционной решетки белым
светом, всегда наблюдается белая полоса?
1595. В школьном кабинете физики имеются дифракци­
онные решетки, имеющие 50 и 100 штрихов на 1 мм. Какая
из них даст на экране более широкий спектр при прочих
равных условиях?
1596. Как изменяется картина дифракционного спектра
при удалении экрана от решетки?
1597. Почему частицы размером менее 0,3 мкм в опти­
ческом микроскопе не видны?
1598. Расположите граммофонную пластинку так, что­
бы смотреть почти параллельно ее поверхности и видеть от­
раженный от нее свет электрической лампы. Объясните, по­
чему наблюдаются радужные блики на пластинке.
1599. Для изготовления искусственных перламутровых
пуговиц на поверхности нарезают мельчайшую штриховку.
После этого пуговица приобретает радужную окраску. По­
чему?
1600. Почему защитные стекла, сделанные из поляризу­
ющих материалов, имеют явные преимущества перед стек­
лами, действие которых основано просто на поглощении
света?
208
1601. Свет, отраженный от поверхности воды, является
частично поляризованным. Как убедиться в этом, имея по*
ляроид?
1602. Дно пруда не видно из-за блеска отраженного
света. Как можно погасить отраженный свет и увидеть дно?
1603. Если смотреть сквозь поляроид на ясное небо, то
при вращении поляроида интенсивность пропущенного све­
та изменится примерно вдвое. Если же через этот поляроид
смотреть на облако, то указанное явление не наблюдается.
Чем это можно объяснить?
1604. Естественный свет падает на два поляроида, ори­
ентированные так, что свет не проходит совсем. Если меж­
ду этими поляроидами поместить третий, то будет ли свет
проходить?
1605. При помощи дифракционной решетки с периодом
0,02 мм получено первое дифракционное изображение на
расстоянии 3,6 см от центрального и на расстоянии 1,8 м от
решетки. Найдите длину световой волны.
1606. Расстояние между экраном и дифракционной ре­
шеткой, имеющей 125 штрихов на 1 мм, равно 2,5 м. При
освещении решетки светом с длиной волны 420 нм на экра­
не видны синие линии. Определите расстояние от централь­
ной линии до первой линии на экране.
1607. Дифракционная решетка, постоянная которой рав­
на 0,004 мм, освещается светом с длиной волны 687 нм. Под
каким углом к решетке нужно проводить наблюдение, что­
бы видеть изображение спектра второго порядка?
1608. Определите постоянную дифракционной решетки,
если при ее освещении светом с длиной волны 656 нм вто­
рой спектр виден под углом 15°.
1609. При освещении дифракционной решетки светом
с длиной волны 627 нм на экране получились полосы, рас­
стояние между которыми оказалось равным 39,6 см. Зная,
что экран расположен на расстоянии 120 см от решетки,
найдите постоянную решетки.
16S0. Какое число штрихов на единицу длины имеет
дифракционная решетка, если зеленая линия ртути (X —
= 546,1 нм) в спектре первого порядка наблюдается под уг­
лом 19°8'?
1611. На дифракционную решетку падает нормально пу­
чок света. Для того чтобы увидеть красную линию (X =
= 700 нм) в спектре этого порядка, зрительную трубу при­
шлось установить под углом 30° к оси коллиматора. Найди­
те постоянную решетки. Какое число штрихов нанесено на
единицу длины этой решетки?

 

Категория: Физика | Добавил: Админ (13.03.2016)
Просмотров: | Теги: Степанов | Рейтинг: 0.0/0


Другие задачи:
Всего комментариев: 0
avatar