Контрольная работа «Световые явления» III вариант. 1) Напишите определения следующих понятий: А. Выпуклая линза - это... Б. Световой пучок - это... В. Диффузное отражение это... 2) Сформулируйте и проиллюстрируйте закон отражения света. 3) Угол, преломленный равен 30 градусов, а угол между отраженным и преломленным лучами составляет 90 градусов. Под каким углом к зеркалу падает свет? (Сделайте рисунок к задаче). 4) Оптическая сила линзы -2,5 дптр. Вычислите её фокусное расстояние. Какая это линза? 5) Определите показатель преломления глицерина относительно воды, если абсолютный показатель преломления глицерина 1,47, а воды 1,33. 6) В произвольно выбранном масштабе постройте изображение вертикального предмета \АВ\, находящегося за двойным фокусным расстоянием от собирающей линзы. Каким будет это изображение?

Решение:

1. Определения:

• А. Выпуклая линза — это оптическая линза, у которой преломляющие поверхности выпуклые.
• Б. Световой пучок — это совокупность лучей, распространяющихся из источника света.
• В. Диффузное отражение — это отражение света от шероховатой поверхности, при котором лучи отражаются во всех направлениях.

2. Закон отражения света:

Закон отражения света гласит, что при отражении света от поверхности угол падения равен углу отражения, и оба луча (падающий и отраженный), а также перпендикуляр, проведенный к точке падения, лежат в одной плоскости.

Иллюстрация:

Представьте зеркало. Луч света, падая на зеркало под некоторым углом (угол падения), отражается от него под таким же углом (угол отражения). Линия, перпендикулярная зеркалу в точке падения, называется нормалью. Угол падения и угол отражения отсчитываются от нормали.

3. Угол падения на зеркало:

• Дано:
• Угол преломления (в данной задаче, вероятно, имеется в виду угол между падающим и отраженным лучами, так как преломление в зеркале не происходит) = 30 градусов.
• Угол между отраженным и преломленным лучами (это условие не соответствует задаче с зеркалом, предположим, что речь идет об угле между падающим и отраженным лучами) = 90 градусов.
• Решение:
• Угол между падающим и отраженным лучами равен сумме угла падения (\( oldsymbol{\alpha} \)) и угла отражения (\( oldsymbol{\beta} \)).
• По закону отражения света, угол падения равен углу отражения: \( oldsymbol{\alpha} = oldsymbol{\beta} \).
• Следовательно, угол между падающим и отраженным лучами равен \( oldsymbol{\alpha} + oldsymbol{\beta} = 2 \boldsymbol{\alpha} \).
• По условию задачи, этот угол составляет 90 градусов.
• \[ 2\boldsymbol{\alpha} = 90^{\circ} \]
• \[ \boldsymbol{\alpha} = \frac{90^{\circ}}{2} = 45^{\circ} \]

Ответ: Свет падает на зеркало под углом 45 градусов.

4. Фокусное расстояние и тип линзы:

• Дано:
• Оптическая сила линзы (D) = -2,5 дптр.
• Решение:
• Фокусное расстояние (F) обратно пропорционально оптической силе:
• \[ F = \frac{1}{D} \]
• \[ F = \frac{1}{-2.5 \text{ дптр}} = -0.4 \text{ м} \]
• Фокусное расстояние равно -0.4 метра или -40 см.
• Отрицательное значение фокусного расстояния указывает на то, что линза является рассеивающей (вогнутой).

Ответ: Фокусное расстояние линзы -0.4 м (-40 см). Это рассеивающая (вогнутая) линза.

5. Показатель преломления глицерина относительно воды:

• Дано:
• Абсолютный показатель преломления глицерина (\( n_{глицерина} \)) = 1,47
• Абсолютный показатель преломления воды (\( n_{воды} \)) = 1,33
• Решение:
• Показатель преломления одного вещества относительно другого равен отношению их абсолютных показателей преломления:
• \[ n_{относительный} = \frac{n_{1}}{n_{2}} \]
• В данном случае, показатель преломления глицерина относительно воды:
• \[ n_{глицерина/воды} = \frac{n_{глицерина}}{n_{воды}} = \frac{1.47}{1.33} \]
• \[ n_{глицерина/воды} \approx 1.105 \]

Ответ: Показатель преломления глицерина относительно воды составляет приблизительно 1.105.

6. Изображение в собирающей линзе:

• Условие: Вертикальный предмет \АВ\ находится за двойным фокусным расстоянием от собирающей линзы.
• Построение изображения:
• Когда предмет находится за двойным фокусным расстоянием (\( 2F \)) от собирающей линзы, изображение формируется между фокусом (\( F \)) и двойным фокусным расстоянием (\( 2F \)) на противоположной стороне от линзы.
• Характеристики изображения:
• Изображение будет действительным (может быть спроецировано на экран).
• Изображение будет перевернутым (оно будет расположено