УРОК №51

  29.03.2023г. ГРУППА. 301. ФИЗИКА. ТЕМА «РЕШЕНИЕ  ЗАДАЧ»

Задачи по геометрической оптике не такие уж и сложные, если уделить их разбору немного

Чтобы успешно решать задачи по геометрической оптике на тему «Тонкие линзы», нужно знать всего лишь пару формул. 

Формула тонкой линзы:   1/ F  = 1/ f +  1/d , где

F – фокусное расстояние линзы

f – расстояние от изображения до линзы

d – расстояние от линзы до предмета

Формула увеличения:  Г = Н /h  или Г =f /d

Задача №1. Формула тонкой линзы

Условие 

Линзу с оптической силой 2,5 дптр поместили на расстоянии 0,5 м от ярко освещённого предмета. На каком расстоянии следует поместить экран, чтобы увидеть на нём чёткое изображение предмета?

Решение

Линза является собирающей (оптическая сила положительна). Запишем формулу тонкой линзы:

1/F=1/d+1/f

Учтем, что F=1/D

, подставим значения из условия, и запишем:  1|d = D – 1f

d = 1/ D – 1 f

d = 1/ 2,5 – 1 /0,5  = 2

Ответ: 2м

Задача №2. Формула тонкой линзы

Условие

Светящаяся точка лежит в плоскости, проходящей через двойной фокус тонкой линзы, у которой указана главная оптическая ось. Определите, какая из четырех точек на чертеже соответствует правильному изображению  светящейся точки.

Решение

Как видим, на рисунке изображена собирающая линза с оптическим центром в точке 0. Светящаяся точка S находится от линзы на расстоянии, равном двум фокусам.

Построим изображение точки: один луч проходит через оптический центр линзы, а второй луч, параллельный главной оптической оси, после преломления проходит через фокус. Точка пересечения лучей на расстоянии двойного фокуса и будет являться изображением точки S.

Ответ: изображению точки S соответствует точка 2.

Денное решение получено геометрическим путем, но его можно проверить, используя формулу линзы. Подставим в нее 2F вместо d, и получим тот же результат.

Задача №3. Формула тонкой линзы

Условие

Предмет высотой 3 см находится на расстоянии 40 см от собирающей тонкой линзы. Определите высоту изображения, если оптическая сила линзы равна 4 диоптриям.

Решение

Запишем формулу тонкой собирающей линзы и формулу увеличения линзы:

1/F=1/d+1/f ;     Г=H/h= f/d

Перепишем эти соотношения, с учетом того, что F=1/D

H=h⋅f /d      1/f=D−1/d

Отсюда найдем f:

f =dD/⋅d−1

Осталось подставить значения в формулу для H и вычислить:

H=h∙dD/⋅d−1=0,03⋅0,44⋅/0,4−1=0,05 см

Ответ: 0,05 см.

Задача №4. Формула тонкой линзы

Условие

Предмет имеет высоту 2 см. Какое фокусное расстояние должна иметь линза, расположенная на расстоянии f=4 м от экрана, чтобы изображение предмета на экране имело высоту H=1 м?

Решение

Фокусное расстояние найдем из формулы линзы:

1/F=1/d+1/f        F=f/d+f

Запишем формулу увеличения линзы и выразим d:

Г=H/h= f/d ; d=fh/H

Запишем окончательный ответ:

F=hf/H+h≈0,08 м

Ответ: 0,08 м.

Задача №5. Формула тонкой линзы

Условие

Постройте изображение отрезка AB, расположенного перед собирающей линзой так, что расстояние от предмета до линзы d=2F. Каким будет изображение?

Решение

Построим изображение в соответствии с правилами геометрической оптики:

Данное изображение:

• действительное;
• перевернутое;
• равное  предмету.

Ответ: см. выше.

ЗАДАНИЕ:

1. Решить задачу.

Предмет высотой 3 см находится на расстоянии 40 см от собирающей тонкой линзы. Определить высоту изображения, если известно, что оптическая сила линзы соответствует 4 диоптриям.

2. Вопросы на тему «Тонкая линза»

Вопрос 1. Какое равенство называют формулой тонкой линзы?. 

Вопрос 2. В чем разница в формуле тонкой  линзы для собирающей и рассеивающей линз?

Вопрос 3. Что такое фокусное расстояние линзы?.

Вопрос 4. Что такое оптическая сила линзы?

Вопрос 5. Может ли оптическая сила лин

 УРОК №48

28.03. 2023г. ГРУППА 401. ФИЗИКА 

Тема. Развитие представлений о природе света

1. Идеи древних философов

Вопрос «Что такое свет?» чрезвычайно интересовал еще древних философов. Большинство их придерживались той точки зрения, что свет создается внутри самого человека и излучается из ее глаза. Одни философы рассматривали свет как определенные материальные лучи, соединяющие светящееся тело и человеческий глаз. Они считали, что открытый глаз излучает «флюиды» и ощупывает ими наблюдаемые предметы будто тончайшими щупальцами. Другие считали, что с каждого предмета срываются оболочки, подобные самих предметов. Эти «образы» предметов, попадая в глаз, давали ощущение формы и цвета предметов.

 

2. Корпускулярная теория света Ньютона

Первой научной теорией, что пыталась объяснить физическую теорию природу света, была теория световых частиц, разработанная Ньютоном и изложена в его книге «Оптика». Согласно этой теории свет представляет собой поток частиц, выпущенных светящимся телом во всех направлениях (перенос вещества). На основании корпускулярных представлений Ньютон объяснил большинство известных тогда оптических явлений: прямолинейное распространение света в однородной среде, отражение и преломление света.

3. Волновая теория света Гюйгенса

Согласно представлениям Гюйгенса свет - это волны, которые распространяются в особом, гипотетическом среде - эфире, заполняющем все пространство и проникает внутрь всех тел. Гюйгенс не рассматривал настоящего волнового процесса, его рассуждения касались только распространение волнового фронта. Он строго математически описал явление отражения и преломления волн, причем из его рассуждений следовало, что скорость света в более густом среде должна быть меньше, чем в воздухе.

1801 г. Юнг на основании волновых представлений очень просто и наглядно разъяснил интерференцию света.

1818 г. Френель независимо от Юнга подробно развил теорию дифракции и интерференции света, показав при этом, что эти явления являются прямым следствием волновой природы света.

Окончательный удар по корпускулярной теории был нанесен опытами Фуко, что измерил скорость света в воде, значение которой оказалось таким, как это следовало из волновой теории.

Волновая теория с единой точки зрения объяснила все известные тогда явления и предсказала ряд новых.

В течение более ста лет корпускулярная и волновая гипотезы о природе света существовали параллельно. Ни одна из них не могла одержать решающей победы. Только авторитет Ньютона побудило большинство ученых отдавать 

предпочтение корпускулярной теории.

4. Электромагнитная теория света

Во второй половине XIX века Максвелл доказал, что свет является частным случаем электромагнитных волн. Работами Максвелла были заложены основы электромагнитной теории света. После того как Герц экспериментально обнаружил электромагнитные волны, никаких сомнений относительно того, что при распространении свет ведет себя как волна, не осталось. 1899 г. П. М. Лебедев дал новое доказательство тождества световых и электромагнитных волн. Он обнаружил опытным путем, что свет оказывает давление на тела, на которые оно падает, и измерил это давление. Но по теории Максвелла, 

электромагнитные втакже оказывают подобное давление.

Таким образом, во второй половине XIX века была разработана электромагнитная теория света.

5. Квантовая теория света

В начале ХХ века представления о природе света начали коренным образом меняться. Неожиданно выяснилась, что отвергнута корпускулярная теория все-таки имеет право на существование. в 1900 г. немецкий физик Макс Планк предположил, что атомы тел поглощают и излучают энергию конечными порциями - квантами. А 1905 г. Эйнштейн высказал мысль, что свет распространяется в пространстве в виде дискретных объектов - квантов света.

Таким образом, были обнаружены прерывистые, или, как говорят, квантовые свойства света.

6. Корпускулярно-волновой дуализм.

Возникла чрезвычайная ситуация: явления интерференции и дифракции, как и раньше, можно было объяснить, считая свет волной, а явления излучения и поглощения - считая свет потоком частиц.

В результате многочисленных обсуждений, поисков и исследований возникла современная теория света. Эта теория является синтезом корпускулярной и волновой теорий. В ее основу положена мысль, что свет имеет одновременно волновые и корпускулярные свойства.

ВОПРОСЫ  К УЧАЩИМСЯ В ХОДЕ ИЗЛОЖЕНИЯ НОВОГО МАТЕРИАЛА

1. В чем состоит закон прямолинейного распространения света?

2. Кто впервые высказал мысль, что свет состоит из частиц (корпускул)?

3.В чём проявляются квантовые свойства света?

4. В чем проявляются волновые свойства света? Кто был основоположником этой теории?

 

УРОК №47

22.03.2023г. ГРУППА 401. ФИЗИКА. КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА ПО ТЕМЕ «ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ»

Вариант № 1

1. В каком диапазоне длин волн может работать приемник, если емкость конденсатора в его колебательном контуре плавно изменяется от 50 до 500 пФ, а индуктивность катушки постоянна и равна 2 мкГн?

2. Колебательный контур радиоприемника содержит конденсатор, емкость которого 10 нФ. Какой должна быть индуктивность контура, чтобы обеспечить прием волны длиной 300 м? Скорость распространения электромагнитных волн с=300000000 м/с..

3. Сколько колебаний происходит в электромагнитной волне с длиной волны 30 м в течение одного периода звуковых колебаний с частотой 200 Гц?

4. Радиостанция работает на частоте 60 МГц. Найдите длину электромагнитных волн, излучаемых антенной радиостанции. Скорость распространения электромагнитных волн с=300000000 м/с.