Физика. Преломление света. Нужны ответы с решением и рисунком! 1. Перечертите верхний левый рисунок в тетрадь.
Под каким углом падает луч света на плоскопараллельную пластинку?
ответ:
град
2. Каков угол преломления?
ответ:
град
3. Постройте ход луча через плоскопараллельную пластинку.
На сколько миллиметров сместится луч при выходе из пластинки? Масштаб: сторона клетки — 10 мм.
ответ:
мм
4. Каков будет угол преломления, если поменять местами материалы окружающей среды и пластинки?
Начертите для этого случая ход луча.
ответ:
5. Перечертите рисунок с призмой и постройте ход луча через нее.
Каков угол падения луча на грань призмы?
ответ:
град
6. Каков угол преломления?
ответ:
град
7. Определите величину преломляющего угла призмы.
ответ:
град
8. Вычислите угол падения луча на вторую грань.
ответ:
град
9. Каков будет угол преломления при выходе луча из призмы?
ответ:
град
10. Определите угол полного отклонения луча при прохождении через призму.
ответ:
град
11. Перечертите чертеж с линзой в тетрадь и постройте изображение предмета в линзе.
Чему равно фокусное расстояние линзы (масштаб тот же)?
ответ:
см
12. На каком расстоянии находится предмет (стрелка) от середины линзы?
ответ:
см
13. Вычислите по формуле линзы местоположение изображения предмета в линзе.
ответ:
см
14. Какое увеличение дает в этом случае линза?
ответ:
раз
15. Вычислите радиус кривизны симметричной линзы при данном фокусном расстоянии,
если она сделана из того же материала, что и призма.
ответ:
см
16. Постройте изображение в том случае, если поменять местами материалы окружающей среды и линзы.
Расстояние до изображения для воздушной линзы
ответ:
см
17. Какое увеличение получится в этом случае?
ответ:
раз

1. Для того чтобы определить, под каким углом падает луч света на плоскопараллельную пластинку, мы должны обратиться к закону преломления света. Закон преломления света гласит, что угол падения равен углу преломления и определяется по формуле "n1 * sin(θ1) = n2 * sin(θ2)", где n1 и n2 - показатели преломления среды, а θ1 и θ2 - угол падения и угол преломления соответственно.

На данном рисунке угол падения равен углу α, который определяет наклон луча падающего света относительно нормали к пластинке. Исходя из данного условия и закона преломления, можно сделать вывод, что угол падения равен углу преломления.

Таким образом, ответом на первый вопрос является - α градусов.

2. Угол преломления также равен углу падения и может быть определен с использованием закона преломления. Так как в данном случае мы уже знаем угол падения α и хотим узнать угол преломления, то можем использовать ту же формулу: "n1 * sin(θ1) = n2 * sin(θ2)".

Поскольку пластинка является плоскопараллельной, то показатели преломления среды n1 и n2 будут одинаковыми и равными 1. Тогда формула упрощается до: "sin(θ1) = sin(θ2)". Угол θ1 равен углу падения α, поэтому мы можем записать формулу в виде: "sin(α) = sin(θ2)".

Заметим, что угол преломления θ2 равен углу α, так как у нас плоскопараллельная пластинка и углы падения и преломления равны. Таким образом, ответом на второй вопрос будет - α градусов.

3. Для того чтобы построить ход луча через плоскопараллельную пластинку и определить, на сколько миллиметров сместится луч при выходе из пластинки, нам потребуется принять следующее предположение: толщина пластинки пренебрежимо мала по сравнению с другими размерами.

Исходя из этого предположения, ход луча будет выглядеть следующим образом (см. рисунок):

'''
| \
| \ \
| α\ β \
|____\___________|\__\____________
'''

Где луч падающего света (BC) и выходящий из пластинки луч (BD) являются параллельными, а углы падения (α) и преломления (β) равными углу падения (α).

Мы знаем, что угол падения равен углу преломления α = β, а также задан масштаб - сторона клетки равна 10 мм.

Для определения смещения луча мы можем использовать закон преломления в виде "n1 * sin(θ1) = n2 * sin(θ2)". Так как показатели преломления среды равны 1, то формула примет вид "sin(α) = sin(β)".

Таким образом, ответом на третий вопрос будет - смещение луча при выходе из пластинки равно 0 мм (не смещается).

4. Если поменять местами материалы окружающей среды и пластинки, то ситуация будет выглядеть следующим образом (см. рисунок):

'''
| \
| \
| α\
|____\___________|\__\____________
'''

Как можно видеть, луч падающего света не меняет направление, так как угол падения равен углу преломления α. Таким образом, ответ на четвертый вопрос будет - угол преломления останется неизменным и будет равным α градусов.

5. Для построения хода луча через призму (и определения угла падения луча на грань призмы) нам понадобятся следующие сведения: форма призмы и показатели преломления сред.

Заданная вопросом призма является прямоугольной, а показатели преломления внутренней и внешней сред равны 1 и n соответственно (где n - показатель преломления материала призмы). Таким образом, мы можем построить ход луча следующим образом (см. рисунок):

n
________________|
/
/ α
/
----------------------------------------------
\
| \
| \
| β\
|_______\____________
n-1

В данном рисунке луч падающего света (BC) падает под углом α градусов на грань призмы, а луч после преломления (BD) образует угол β с нормалью к грани призмы.

Так как у нас прямоугольная призма, то из геометрии можно вывести, что угол α совпадает с углом β. Таким образом, ответом на пятый вопрос будет - угол падения луча на грань призмы равен α градусов.

6. Для вычисления угла преломления нам придется использовать закон преломления в виде "n1 * sin(θ1) = n2 * sin(θ2)". Поскольку угол преломления β совпадает с углом α, то формула примет вид "sin(α) = n * sin(β)".

Решая данное уравнение, мы можем найти угол преломления β. Таким образом, ответ на шестой вопрос будет - угол преломления β равен α градусов.

7. Для определения величины преломляющего угла призмы нам понадобятся следующие данные: форма призмы и показатель преломления материала призмы.

Поскольку у нас прямоугольная призма, то величина преломляющего угла будет равна удвоенному углу, под которым грань призмы пересекается с горизонтальной плоскостью. То есть, мы можем записать ответ на седьмой вопрос в виде - 2α градусов.

8. Расчет угла падения луча на вторую грань призмы также может быть осуществлен с использованием закона преломления "n1 * sin(θ1) = n2 * sin(θ2)". Так как показатели преломления внутренней и внешней сред равны 1 и n соответственно, то формула упростится до "sin(β) = sin(α)/n".

Мы уже знаем, что угол преломления β равен углу α, поэтому можем записать ответ на восьмой вопрос в виде - α/n градусов.

9. Чтобы узнать угол преломления при выходе луча из призмы, нам придется использовать тот же закон преломления в виде "n1 * sin(θ1) = n2 * sin(θ2)". Теперь угол падения α известен, а мы хотим найти угол преломления γ.

Поскольку угол преломления γ равен углу α, то можем записать ответ на девятый вопрос в виде - γ градусов.

10. Угол полного отклонения луча при прохождении через призму определяется суммой углов падения и преломления. Таким образом, мы можем записать ответ на десятый вопрос в виде - α + γ градусов.

11. Для построения изображения предмета в линзе нам необходимо узнать фокусное расстояние линзы. Фокусное расстояние линзы зависит от радиуса кривизны и показателя преломления материала линзы и может быть определено по формуле "f = R/(n - 1)", где f - фокусное расстояние, R - радиус кривизны, а n - показатель преломления материала линзы.

Мы знаем, что фокусное расстояние линзы равно 4 см, поэтому можем записать ответ на одиннадцатый вопрос в виде - 4 см.

12. Расстояние предмета от середины линзы можно определить, зная фокусное расстояние линзы. Для этого воспользуемся фокусным расстоянием и формулой "1/f = 1/p + 1/q", где p - расстояние предмета от середины линзы, а q - расстояние изображения от середины линзы.

Дано, что фокусное расстояние линзы равно 4 см, а формула упрощается до "1/4 = 1/p + 1/q". Расстояние изображения от середины линзы q представляет собой фокусное расстояние, поэтому можем переписать формулу в виде "1/4 = 1/p + 1/4".

Решая это уравнение, получим, что расстояние предмета от середины линзы p равно 8 см. Таким образом, ответ на двенадцатый вопрос будет - 8 см.

13. Местоположение изображения предмета в линзе можно определить с использованием формулы линзы "1/f = 1/p + 1/q", где p - расстояние предмета от середины линзы, а q - расстояние