Тема №15 Электродинамика (изменение физических величин в процессах и установление соответствия)

06 Оптика. Изменение физических величин в процессах

Вспоминай формулы по каждой теме

Решай новые задачи каждый день

Вдумчиво разбирай решения

ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!

Подтемы раздела №15 электродинамика (изменение физических величин в процессах и установление соответствия)

Решаем задачи

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#14252

Небольшой предмет расположен на главной оптической оси тонкой собирающей линзы между фокусным и двойным фокусным расстоянием от неё. Предмет начинают приближать к фокусу линзы. Как меняются при этом размер изображения и оптическая сила линзы? Для каждой величины определите соответствующий характер её изменения:
1) увеличивается
2) уменьшается
3) не изменяется
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

|--------------|------------------| | Разм ер |О птич еская сила | | | | |изображ ен ия | л инзы | |--------------|------------------| -----------------------------------

Демоверсия 2018

Показать ответ и решение

Верно соотношение:

f- h2- d = h 1

где $f$ - расстояние от линзы до изображения, $d$ - расстояние от линзы до предмета, $h1$ - высота предмета, $h2$ - высота изображения.

h2 = f-⋅ h1 d

Видно, что $h2$ увеличивается.

$PIC$

Оптическая сила линзы не зависит от положения предмета.

Ответ: 13

Бандлы и наборы

Комбо-тарифы сразу по нескольким предметам

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 2#14253

Небольшой предмет расположен на главной оптической оси тонкой собирающей линзы между фокусным и двойным фокусным расстояниями от неё. Предмет начинают удалять от линзы. Как меняются при этом расстояние от линзы до изображения и оптическая сила линзы? Для каждой величины определите соответствующий характер её изменения:
1) увеличивается
2) уменьшается
3) не изменяется
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

|--------------------------|------------------| |Ра сстояние от ли нзы до |Оп тическая си ла | | | | | изображ ен ия | ли нзы | |--------------------------|------------------| -----------------------------------------------

Демоверсия 2021

Показать ответ и решение

1) По формуле тонкой линзы

1 1 1 F-= f-+ d,

где $F$ – фокусное расстояние линзы, $f$ – расстояние от линзы, до изображения, $d$ – расстояние от предмета, до линзы.
Анализируя, что фокусное расстояние постоянно, а $1 d$ уменьшается, то $1- f$ увеличивается, следовательно, $f$ уменьшается.
2) Оптическая сила линзы никак не зависит от положения предмета

Ответ: 23

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 3#14254

Световой пучок выходит из стекла в воздух (см. рисунок).

$PIC$

Что происходит при этом с частотой электромагнитных колебаний в световой волне, скоростью их распространения? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличивается;
2) уменьшается;
3) не изменяется.
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

|----------|------------| |-Ч-астота-|-С-корост-ь-| | | | ------------------------

Показать ответ и решение

Частота –3
Частота при переходе из одной среды в другую не меняется.
По закону преломления:

n1sinα = n2sinγ,

где $n1$ – показатель преломления первой среды (стекло), $n2$ – показатель преломления второй среды (воздух), $α$ – угол падения, $γ$ – угол преломления. Так как $γ > α$ , следовательно, $n2 <n1$
Скорость – 1
Показатель преломления:

c- n = u

где $u$ – скорость света в среде, $c$ – скорость света.
Значит скорость света во второй среде больше, чем в первой.

Ответ: 31

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 4#14255

Световой пучок выходит из стекла в воздух (см. рисунок).

Что происходит при этом с частотой электромагнитных колебаний в световой волне, длиной волны? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличивается;
2) уменьшается;
3) не изменяется.
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

|--------|------------| |Ч-астота-|Д-лина волны| -----------------------

Показать ответ и решение

Частота – 3
Частота при переходе из одной среды в другую не меняется.
Длина волны – 1
Длина волны

λ = u, ν

где $u$ – скорость света в среде, $ν$ – частота
Показатель преломления:

c n = u-

Значит скорость света во второй среде больше, чем в первой, следовательно, длина волны увеличивается

Ответ: 31

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 5#19545

В прозрачном сосуде, заполненном водой, находится дифракционная решетка. Решетка освещается параллельным пучком монохроматического света, падающим перпендикулярно ее поверхности через боковую стенку сосуда. Как изменятся частота световой волны, падающей на решетку, и угол между падающим лучом и первым дифракционным максимумом при замене воды в сосуде прозрачной жидкостью с большим показателем преломления?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1) увеличится

2) уменьшится

3) не изменится

|---------------------------|-------------------------------------------| |Ч астот а св етовой волн ы,|У гол меж ду па даю щи м луч ом и перв ым | | | | | падаю щ ей на реш етку | д иф ракц ионны м м аксим умо м | |---------------------------|-------------------------------------------| ------------------------------------------------------------------------|

Показать ответ и решение

При переходе из одной среды в другую частота света остается неизменной, при этом изменяется скорость и длина волны.
При этом длина волны определяется формулой:

λ = v, ν

где $ν$ – частота, $v$ – скорость распространения волны.
При этом показатель преломления равен:

c n = v,

где $c$ – скорость света вакууме.
Значит, при увеличении показателя преломления скорость распространения волны в среде уменьшается, при уменьшении скорости распространения уменьшается и длина волны $λ$ .
Введем величины: $d$ — период дифракционной решетки, $λ$ — длина волны лучей, $φ$ — угол отклонения лучей, $k = 1$ – порядок спектра. Запишем уравнение дифракционной решётки:

dsin φ= kλ,

так как $d$ и $k$ константы, то при уменьшении $λ$ уменьшается и синус, а при уменьшении синуса уменьшается и аргумент.

Ответ: 32

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 6#19707

Лазерный луч красного цвета падает перпендикулярно на дифракционную решётку. На линии $ABC$ экрана (см. рис.) наблюдается серия ярких красных пятен.

Как изменяется расстояния $AB$ и $BC$ в расположении пятен на экране, если:
А) заменить исходный луч на лазерный луч зелёного цвета;
Б) отодвинуть решётку от экрана.

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1) увеличится

2) уменьшится

3) не изменится

|--|--| |А-|Б-| -------

Показать ответ и решение

Введем величины: $d$ — период дифракционной решетки, $λ$ — длина волны лучей, $φ$ — угол отклонения лучей, $k$ – порядок спектра. Запишем уравнение дифракционной решётки:

dsin φ= kλ,

так как для максимума первого порядка угол $φ$ мал, то $l sin φ≈ tgφ= L-.$ Пусть $AB = Δh$ , при этом $Δh = Lsinφ$ , тогда для первого дифракционного максимума:

dΔh-= λ ⇒ Δh = Lλ. L d

Если заменить красный луч на зелёный, то длина волны $λ$ уменьшится, то есть уменьшится и $Δh$ .
При отодвигании решётки от экрана $L$ увеличится, значит, увеличится и $Δh$

Ответ: 21

Курсы

Всё необходимое для достижения цели

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 7#39117

Плоская световая волна переходит из воздуха в глицерин (см. рисунок).

Что происходит при этом переходе с периодом электромагнитных колебаний в световой волне и с длиной волны?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличивается
2) уменьшается
3) не изменяется
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
Демоверсия 2023

|----------------|------------| | Период | | |Электром агнитных |Д лина волны| | | | |---колебаний----|------------| -------------------------------

Показать ответ и решение

λ = v, ν

где $ν$ – частота, $v$ – скорость распространения волны.
При этом показатель преломления равен:

c n = v,

1 T = ν,

так как частота неизменна, то период тоже неизменен.

Ответ: 32

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 8#64968

Небольшой предмет расположен на главной оптической оси тонкой собирающей линзы на двойном фокусном расстоянии от неё. Его начинают удалять от линзы. Как меняются при этом расстояние от линзы до изображения предмета и размер изображения?

Для каждой величины определите соответствующий характер её изменения:

1) увеличивается

2) уменьшается

3) не изменяется

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

|---------------------|------------------| |Р асстояние от линзы до|Размер изображения | изображ ения | | |---------------------|------------------| -----------------------------------------|

Показать ответ и решение

1) По формуле тонкой линзы

1 1 1 F-= f-+ d,

где $F$ – фокусное расстояние линзы, $f$ – расстояние от линзы, до изображения, $d$ – расстояние от предмета, до линзы.

Анализируя, что фокусное расстояние постоянно, а $1 d$ уменьшается, то $1- f$ увеличивается, следовательно, $f$ уменьшается.

2) Увеличение равно:

f Γ = d,

так как $d$ увеличивается, а $f$ уменьшается, то увеличение изображения уменьшается и размер изображения уменьшается.

Ответ: 22

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 9#65218

Луч света выходит из стекла в воздух (см. рисунок). Что происходит при этом переходе с частотой световой волны и скоростью её распространения?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1) увеличивается

2) уменьшается

3) не изменяется

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

|-------------|--------------| |Ч-астота волны|С-корость волны| | | | ------------------------------

Показать ответ и решение

При переходе из одной среды в другую частота света остается неизменной, при этом изменяется скорость и длина волны.

Относительный показатель преломления

n2 = v1, n1 v2

где $v 1$ – скорость в стекле, $v 2$ – скорость в воздухе.

Так как $n2 < n1$ , то $v2 > v1$ .

Ответ: 31

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 10#84082

В прозрачном сосуде с водой находится дифракционная решётка, которая освещается параллельным пучком монохроматического света, падающим на решётку перпендикулярно её поверхности через боковую стенку сосуда. Как изменятся частота световой волны, падающей на решётку, и угол между падающим лучом и направлением на второй дифракционный максимум, если воду заменить прозрачной жидкостью с меньшим показателем преломления?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждого ответа. Цифры в ответе могут повторяться.

|---------------------|---------------------------| |Частота световой волны |Угол меж ду падающ им лучом и | достигаю щей решётки | направлением на второй | | | | |---------------------|--дифракционный-максимум----| --------------------------------------------------|

Источники: Демидова 2019

Показать ответ и решение

λ = v, ν

где $ν$ – частота, $v$ – скорость распространения волны.
При этом показатель преломления равен:

c n = v,

где $c$ – скорость света вакууме.
Значит, при уменьшении показателя преломления скорость распространения волны в среде увеличивается, при увеличении скорости распространения увеличивается и длина волны $λ$ .
Введем величины: $d$ — период дифракционной решетки, $λ$ — длина волны лучей, $φ$ — угол отклонения лучей, $k = 1$ – порядок спектра. Запишем уравнение дифракционной решётки:

dsin φ= kλ,

так как $d$ и $k$ константы, то при увеличении $λ$ увеличивается и синус, а при увеличении синуса увеличивается и аргумент.

Ответ: 31

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 11#84979

Световой пучок входит из воздуха в стекло (см. рисунок).

Что происходит при переходе света из воздуха в стекло с частотой электромагнитных колебаний в световой волне и скоростью их распространения?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличивается
2) уменьшается
3) не изменяется

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

|-------|---------| |Частота|С-корость-| | | | -------------------

Показать ответ и решение

λ = v, ν

где $ν$ – частота, $v$ – скорость распространения волны.
При этом показатель преломления равен:

c n = v,

где $c$ – скорость света вакууме.
Значит, при увеличении показателя преломления скорость распространения волны в среде уменьшается.

Ответ: 32

Интенсивы

Глубокий разбор тем, требующих дополнительного внимания

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 12#85760

Стеклянную линзу (показатель преломления стекла $nстекла = 1,54$ ), показанную на рисунке, переносят из воздуха ( $nвоздуха = 1$ ) в воду ( $nводы = 1,33$ ). Как изменяются при этом фокусное расстояние и оптическая сила линзы?

$PIC$

Для каждой величины определите соответствующий характер её изменения:
1) увеличивается
2) уменьшается
3) не изменяется
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

|-----------------------|---------------------| |Фокусное расстояние-линзы|-Оптическая-сила-линзы-| | | | ----------------------------------------------

Показать ответ и решение

При переходе из оптически более плотной среды в менее плотную луч отклоняется от нормали, как показано на рисунке.

$PIC$

Связь угла падения и угла преломления оптического луча описывается законом Снеллиуса:

n1sin α= n2sin β

– где $n1$ и $n2$ – показатели преломления среды, $α$ – угол падения, $β$ – угол преломления.
Пусть мы направим луч параллельно главной оптической оси, тогда после преломления он пойдет в точку фокуса. Запишем закон Снеллиуса для двух случаев и сравним угол преломления $β.$

Для воздуха:

nстеклаsinα = nвоздухsinβ1

Для воды:

nстеклаsin α= nводы sinβ2

Поделив одно равенство на другое получим:

nвоздухsinβ1 nводы sinβ1 1= -nводыsin-β2 ⇒ nвоздух = sinβ2 > 1

Синус угла $β$ уменьшился, следовательно, угол уменьшился. Это значит, что расстояние от пересечения луча с главной оптической осью до линзы увеличилось, а данное расстояние и есть фокусное расстояние $F$ линзы.

Оптическая сила $-1 D = F$ , а так как $F$ увеличилось, $D$ уменьшилось.

Ответ: 12

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 13#94013

В прозрачном сосуде с водой находится дифракционная решётка, которая освещается параллельным пучком монохроматического света, падающим на решётку перпендикулярно её поверхности через боковую стенку сосуда. Как изменятся длина световой волны, падающей на решётку, и угол между падающим лучом и направлением на второй дифракционный максимум, если удалить воду из сосуда?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждого ответа. Цифры в ответе могут повторяться.

|---------------------|---------------------------| |Частота световой волны |Угол меж ду падающ им лучом и | достигаю щей решётки | направлением на второй | | | | |---------------------|--дифракционный-максимум----| --------------------------------------------------|

Источники: Демидова 2019

Показать ответ и решение

Введем величины: $d$ — период дифракционной решетки, $λ$ — длина волны лучей, $φ$ — угол отклонения лучей, $k = 1$ – порядок спектра. Запишем уравнение дифракционной решётки:

dsin φ= kλ,

При этом длина волны определяется формулой:

λ = v, ν

где $ν$ – частота, $v$ – скорость распространения волны.
При этом показатель преломления равен:

c n = v,

где $c$ – скорость света вакууме.
Значит, при уменьшении показателя преломления скорость распространения волны в среде увеличивается, при увеличении скорости распространения увеличивается и длина волны $λ$ .
так как $d$ и $k$ константы, то при увеличении $λ$ увеличивается и синус, а при увеличении синуса увеличивается и аргумент.

Ответ: 31

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 14#94087

Небольшой предмет расположен на главной оптической оси тонкой собирающей линзы на двойном фокусном расстоянии от неё. Предмет начинают приближать к фокусу линзы. Как меняются при этом оптическая сила линзы и размер изображения?

Для каждой величины определите соответствующий характер её изменения:

1) увеличивается

2) уменьшается

3) не изменяется

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

|----------------------|--------------------| |О-птическая-сила-линзы-|Размер-изображения--| | | | --------------------------------------------

Источники: Демидова 2019

Показать ответ и решение

Оптическая сила линзы не зависит от положения предмета, характеризуется только самой линзой.
Размер изображения при приближении предмета к фокусу собирающей линзы увеличивается.

Ответ: 31

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 15#94220

Небольшой предмет расположен на главной оптической оси тонкой собирающей линзы на тройном фокусном расстоянии от неё. Предмет начинают отодвигать от линзы. Как меняются при этом оптическая сила линзы и размер изображения?

Для каждой величины определите соответствующий характер её изменения:

1) увеличивается

2) уменьшается

3) не изменяется

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

|----------------------|--------------------| |О-птическая-сила-линзы-|Размер-изображения--| | | | --------------------------------------------

Источники: Демидова 2019

Показать ответ и решение

Оптическая сила линзы не зависит от положения предмета, характеризуется только самой линзой.
Размер изображения при отдалении предмета от фокуса собирающей линзы уменьшается.

Ответ: 32

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 16#102172

Плоская световая волна переходит из воздуха в глицерин (см. рисунок). Что происходит при этом переходе с периодом электромагнитных колебаний в световой волне и скоростью её распространения?

$PIC$

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличивается
2) уменьшается
3) не изменяется
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

|-----П-ериод------|--------------------| | | | |Э лектромагнитных | Скорость | |----колебаний-----|распространения волны| ---------------------------------------|

Источники: ЕГКР 2025.№3

Показать ответ и решение

λ = v, ν

где $ν$ – частота, $v$ – скорость распространения волны.
При этом показатель преломления равен:

c n = v,

1 T = ν,

так как частота неизменна, то период тоже неизменен.

Ответ: 32

Бандлы и наборы

Комбо-тарифы сразу по нескольким предметам

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 17#109780

Стеклянную линзу (показатель преломления стекла $nстекла = 1,54$ ), показанную на рисунке, переносят из воды ( $nводы = 1,33$ ) в воздух ( $nвоздуха = 1$ ). Как изменяются при этом фокусное расстояние и оптическая сила линзы?

$PIC$

|-----------------------|---------------------| |Фокусное расстояние-линзы|-Оптическая-сила-линзы-| | | | ----------------------------------------------

Источники: Отличный результат

Показать ответ и решение

$PIC$

Связь угла падения и угла преломления оптического луча описывается законом Снеллиуса:

n1sin α= n2sin β

nстеклаsin α= nводы sinβ1

Для воздуха:

nстеклаsinα = nвоздухsinβ2

Поделив одно равенство на другое получим:

nводыsin β1 nвоздух sinβ1 1= nвоздухsinβ2 ⇒ -nводы-= sinβ2 < 1

Синус угла $β$ увеличился, следовательно, угол увеличился. Это значит, что расстояние от пересечения луча с главной оптической осью до линзы уменьшилосьц, а данное расстояние и есть фокусное расстояние $F$ линзы.

Оптическая сила $-1 D = F$ , а так как $F$ уменьшилось, $D$ увеличилось.

Ответ: 21