17. Используя собирающую линзу 2, экран, линейку, соберите экспериментальную установку для определения оптической силы линзы. В качестве источника света используйте свет от зашторенного окна. Абсолютная погрешность измерения расстояния составляет ±2 мм. В бланке ответов № 2: 1) сделайте рисунок экспериментальной установки; 2) запишите формулу для расчета оптической силы линзы; 3) укажите результат измерения фокусного расстояния линзы с учетом абсолютной погрешности измерения; 4) запишите значение оптической силы линзы. Кипение Ежедневно мы наблюдаем, как вода и ее пар переходят друг в друга. Лужи на асфальте после дождя высыхают, а водяной пар в воздухе по утрам часто превращается в мельчайшие капельки тумана. Что произойдет, если сосуд с некоторым объемом жидкости закрыть крышкой? Каждую секунду поверхность жидкости по-прежнему будут покидать самые быстрые молекулы, ее масса будет уменьшаться, а концентрация молекул пара — увеличиваться. Одно

Физика: Оптическая сила линзы

1. Рисунок экспериментальной установки:

Представь себе:

• Собирающая линза (L) - это как лупа, которая собирает свет в одну точку.
• Экран (E) - это место, куда мы проецируем изображение.
• Линейка - чтобы измерять расстояния.
• Источник света - свет от зашторенного окна (чтобы свет был рассеянным и ровным).

Мы ставим линзу между окном и экраном. Цель - получить четкое изображение окна на экране. Когда изображение будет самым резким, мы измеряем расстояние от линзы до окна (предметное расстояние, d) и от линзы до экрана (изображенное расстояние, f).

2. Формула для расчета оптической силы линзы (D):

Сначала нам нужно найти фокусное расстояние (F), используя формулу тонкой линзы:

\[ \frac{1}{F} = \frac{1}{d} + \frac{1}{f} \]

Где:

• F - фокусное расстояние линзы.
• d - расстояние от предмета (окна) до линзы.
• f - расстояние от линзы до изображения (на экране).

Затем, оптическая сила линзы (D) связана с фокусным расстоянием (F) следующим образом:

\[ D = \frac{1}{F} \]

Важно! Фокусное расстояние F должно быть выражено в метрах (м), чтобы оптическая сила D была в диоптриях (дптр).

3. Результат измерения фокусного расстояния (с учетом погрешности):

Допустим, по нашим измерениям:

• Предметное расстояние (d) = 50 см ± 2 мм
• Изображенное расстояние (f) = 100 см ± 2 мм

Сначала переведем все в метры:

• d = 0.50 м ± 0.002 м
• f = 1.00 м ± 0.002 м

Рассчитаем фокусное расстояние:

\[ \frac{1}{F} = \frac{1}{0.50} + \frac{1}{1.00} = 2 + 1 = 3 \]

\[ F = \frac{1}{3} ≈ 0.333 м ≈ 33.3 см \]

Теперь учтем погрешность. Это немного сложнее, но для упрощения представим, что погрешность распространяется:

Фокусное расстояние с учетом погрешности будет примерно:

F ≈ 33.3 см ± (погрешность d + погрешность f)

Погрешность 2 мм + 2 мм = 4 мм = 0.4 см.

F ≈ 33.3 см ± 0.4 см

4. Значение оптической силы линзы:

Используем рассчитанное фокусное расстояние в метрах:

\[ D = \frac{1}{F_{м}} \]

\[ D = \frac{1}{0.333 м} ≈ 3 дптр \]

Учитывая погрешность:

D ≈ 3 дптр ± (погрешность D_d + погрешность D_f)

Так как погрешность была ± 0.002 м для d и ± 0.002 м для f, то погрешность D будет:

\[ \Delta D ≈ \frac{\Delta d}{d^2} + \frac{\Delta f}{f^2} \]

\[ \Delta D ≈ \frac{0.002}{(0.50)^2} + \frac{0.002}{(1.00)^2} = \frac{0.002}{0.25} + \frac{0.002}{1.00} = 0.008 + 0.002 = 0.01 дптр \]

D ≈ 3.00 дптр ± 0.01 дптр

Физика: Кипение

1. Что происходит, когда сосуд с жидкостью закрывают крышкой?

Когда сосуд с жидкостью закрывается крышкой, процесс испарения продолжается, но пар, который образуется, не может рассеяться в воздухе. Молекулы пара начинают скапливаться над поверхностью жидкости. В результате:

• Поверхность жидкости по-прежнему покидают самые быстрые молекулы - это процесс испарения.
• Масса жидкости будет уменьшаться - потому что часть молекул уходит в пар.
• Концентрация молекул пара будет увеличиваться - пар будет накапливаться в замкнутом пространстве.

Это приводит к тому, что через некоторое время скорость испарения (ухода молекул из жидкости) станет равной скорости конденсации (возвращения молекул пара обратно в жидкость). В этот момент устанавливается динамическое равновесие, и видимого изменения массы жидкости больше не происходит. Давление пара над жидкостью называется давлением насыщенного пара.

2. Почему лужи высыхают, а водяной пар превращается в туман?

• Высыхание луж: Когда лужа находится в открытом пространстве (без крышки), испарившиеся молекулы воды рассеиваются в большом объеме воздуха. Воздух вокруг лужи может вместить много водяного пара, поэтому испарение продолжается до тех пор, пока лужа не исчезнет.
• Превращение водяного пара в туман: Туман - это мелкие капельки воды, которые образуются, когда водяной пар в воздухе охлаждается и достигает точки росы. Молекулы пара, которые находятся в воздухе, собираются вместе и образуют эти крошечные капельки. Это происходит, когда теплый влажный воздух встречается с более холодным воздухом (например, утром).