Аптычныя прыборы — праблемы і рашэнні
1. Аб'ект вышынёй h размешчаны на адлегласці, меншай за фокусную адлегласць f. Вызначце ўласцівасці выявы.
Рашэнне
Згодна з малюнкам вышэй, уласцівасці выявы — віртуальнасць, вертыкальнасць і большая за аб'ект.
2. Калі прадмет размясціць у цэнтры паміж фокуснай кропкай і ўвагнутым люстэркам, то выява, якая ўтвараецца люстэркам, будзе:
1. Большы ў 2 разы, чым аб'ект
2. Вертыкальнае становішча
3. Адлегласць выявы = фокусная адлегласць
4. Віртуальны
Правільнае сцвярджэнне…..
Рашэнне:
Фокусная адлегласць (f) = 20 см і адлегласць да аб'екта (d o ) = 10 см, як паказана на малюнку ніжэй:
а) Адлегласць выявы
1/f = 1/d o + 1/d i
1/20 = 1/10 + 1/d i
1/20 – 1/10 = 1/d i
1/20 – 2/20 = 1/d i
-1/20 = 1/d i
d i = -20 см
Знак мінус паказвае, што выява ўяўная або прамяні не праходзяць праз кропку.
б) Павелічэнне выявы
M = -d i / d o = -(-20)/10 = 20/10 = 2 разы
Знак плюса паказвае, што выява вертыкальная і ў 2 разы большая за аб'ект.
Уласцівасці выявы
1. Выява ў 2 разы большая за аб'ект
2. Вертыкальнае становішча
3. Адлегласць выявы = фокусная адлегласць = 20 см
4. Віртуальны
3. Адлегласць да прадмета складае 2 метры перад выпуклым люстэркам, а вышыня выявы складае 1/16 вышыні прадмета. Якая фокусная адлегласць люстэрка?
Вядома:
Адлегласць да аб'екта (d o ) = 2 метры
Павелічэнне выявы (M) = 1/16 раза
Шукаецца: фокусная адлегласць выпуклага люстэрка
Рашэнне:
Адлегласць выявы:
Адлегласць да выявы складае – 1/8 метра. Знак мінус азначае, што выява віртуальная.
Фокусная адлегласць (f):
Знак мінус паказвае, што фокусная адлегласць віртуальная.
4. Вызначце ўласцівасці h-высокай выявы, размешчанай перад выпуклым люстэркам.
Рашэнне
Згодна з малюнкам, уласцівасці выявы — віртуальнасць, вертыкальнасць і меншыя за аб'ект.
7. Лінза з фокуснай адлегласцю 5 м, якая выкарыстоўваецца ў якасці павелічальнага шкла. Лінза, якая выкарыстоўваецца нармальным вокам, калі вока сфакусавана ў бліжэйшай кропцы. Якое вуглавое павелічэнне павелічальнага шкла?
Вядома:
Фокусная адлегласць (f) = 5 см
Блізкая кропка нармальнага вока (N) = 25 см
Шукаецца: вуглавое павелічэнне
Рашэнне:
Калі вока сфакусавана ў блізкай кропцы, адлегласць выявы = блізкай кропцы нармальнага вока. Раўнанне вуглавога павелічэння:
M = вуглавое павелічэнне, N = блізкая кропка нармальнага вока, f = фокусная адлегласць лупы
Вуглавое павелічэнне, калі вока факусуецца ў бліжэйшай кропцы:
Блізказоркае вока і дальназоркае вока
8. Людзі з блізарукімі вачыма выкарыстоўваюць акуляры з +2 дыёптрыямі . Якая мінімальная адлегласць, на якую чалавек можа бачыць без акуляраў?
Вядома:
Сіла лінзы (P) = +2 дыёптрыі
Шукаецца : Найбліжэйшая адлегласць
Рашэнне:
Збіральная лінза ці рассейвальная лінза?
Сіла лінзы дадатная, таму што выкарыстоўваецца станоўчая лінза або збіральная лінза.
Якая фокусная адлегласць аб'ектыва?
P = 1/f
2 = 1/f
f = 1/2 = 0.5 м = 50 см
Фокусная адлегласць складае 50 см.
Блізарукае вока і дальназоркае вока?
Блізказоркасць, таму што выкарыстоўваецца станоўчая лінза.
Якая мінімальная адлегласць, на якую чалавек можа бачыць без акуляраў?
Каб вока магло бачыць прадметы на адлегласці 25 см як звычайнае вока, крышталік павінен фармаваць выяву на адлегласці x см перад лінзай. Выява знаходзіцца перад лінзай, таму выява вертыкальная і віртуальная. Выява віртуальная, таму адлегласць ценю (s') адмоўная.
-1/d i = 1/f – 1/d o
-1/d i = 1/50 – 1/25 = 1/50 -2/50 = -1/50
-d i = -50/1 = -50 см = -0.50 метра
d i = 50 см = 0.5 метра
Найменшая адлегласць , якую чалавек можа бачыць без акуляраў , складае 50 см. Найменшая адлегласць, якую можа бачыць нармальнае вока, складае 25 см.
9. Блізкая адлегласць для чалавека з недальназоркім вокам складае 50 см. Якая сіла лінзы, якую выкарыстоўвае чалавек, каб ён мог бачыць прадметы на адлегласці 25 см?
Рашэнне
Адлегласць паміж кропкай вока для нармальнага чалавека складае 25 см, а для чалавека з парушэннямі слыху — 50 см. Чалавек выкарыстоўвае збіральную лінзу.
Для таго, каб назіраны аб'ектs каб знаходзіцца на адлегласці 25 см перад вокам, лінза павінна ўтвараць малюнак на адлегласці 50 см перад вокам і крышталікам. малюнак павінна быць перад вокам, каб быць бачным, малюнак вертыкальны і віртуальны.
Вядома:
Адлегласць да аб'екта (d o ) = 25 см
Адлегласць да выявы (d i ) = -50 см (адмоўная, бо віртуальная)
Патрэбныя : фокусная адлегласць (f) і аптычная сіла лінзы (P)
Рашэнне:
1/f = 1/s + 1/s'
1/f = 1/25 + 1/-50
1/f = 2/50 – 1/50
1/f = 1/50
f = 50/1 = 50 см = 0.5 м
Знак плюс паказвае, што лінза збірае.
P = 1/f = 1/0.5 = +2 дыёптрыі
Аптычная сіла лінзы складае +2 D.
10. Мікраскоп мае аб'ектыў і акуляр з фокуснымі адлегласцямі 0.9 см і 5 см. Хтосьці размяшчае аб'ект даўжынёй 10 мм перад аб'ектывам, каб назіраць яго праз акуляр без акамадацыі. Калі аб'ект мае даўжыню 0.5 мм, а нармальная адлегласць чытання чалавека складае 25 см, то даўжыня аб'екта будзе бачная...
Вядома:
Фокусная адлегласць аб'ектыва (f ob ) = 0.9 см = 9 мм
Фокусная адлегласць акулярнай лінзы ( fok ) = 5 см = 50 мм
Адлегласць ад аб'екта да аб'ектыва (s ob ) = 10 мм
Даўжыня аб'екта (h o ) = 0.5 мм
Блізкая кропка нармальнага вока (N) = 25 см = 250 мм
Патрэбна: даўжыня выявы (h i' )
Рашэнне:
Адлегласць выявы ад аб'ектыва
1/с аб ' = 1/f аб – 1/с аб = 1/9 – 1/10 = 10/90 – 9/90 = 1/90
s ob ' = 90/1 = 90 мм
Агульнае павелічэнне мікраскопа, калі вока расслаблена або калі выява знаходзіцца на бясконцасці, разлічваецца па формуле:
Даўжыня выявы = даўжыня аб'екта х агульнае павелічэнне = (0.5 мм)(45) = 22.5 мм.
11. Фокусная адлегласць аб'ектыва мікраскопа складае 2.0 см. Прадмет размешчаны на адлегласці 2.2 см. Даўжыня мікраскопа складае 24.5 см. Вока знаходзіцца ў нармальным стане і расслабленае. Якое агульнае павелічэнне мікраскопа?
Вядома:
Фокусная адлегласць аб'ектыва (f ob ) = 2.0 см
Адлегласць ад аб'екта да аб'ектыва (d ob ) = 2.2 см
Даўжыня мікраскопа (l) = 24.5 см
Блізкая кропка нармальнага вока (N) = 25 см
Вока расслабленае.
Патрэбна: Агульнае павелічэнне мікраскопа (М)
Рашэнне:
Вока расслабленае, калі выява знаходзіцца на бясконцасці.
Агульнае павелічэнне мікраскопа пры расслабленым воку:
M = агульнае павелічэнне
l = даўжыня мікраскопа = адлегласць паміж аб'ектывам і акулярам = фокусная адлегласць акуляра + адлегласць выявы ад аб'ектыва (d ob ') = f ok + d ob '
Адлегласць выявы ад аб'ектыва (d ob '):
1/f ob = 1/d ob + 1/d ob '
1/d ob ' = 1/f ob – 1/d ob = 1/2 – 1 / 2.2 = 2.2 / 4.4 – 2 / 4.4 = 0.2 / 4.4
d ob ' = 22
Адлегласць выявы ад аб'ектыва складае 22 см.
Фокусная адлегласць акулярнай лінзы (f ok ):
l = f ok + s ob '
f ok = l – d ob ' = 24.5 – 22 = 2.5 см
Агульнае павелічэнне мікраскопа (М):
12. Блізкая адлегласць да нармальнага вока складае 25 см. Якое павелічэнне мае мікраскоп?
Вядома:
Блізкая кропка нармальнага вока (N) = 25 см
Адлегласць да аб'екта (d ob ) = 1.2 см
Фокусная адлегласць аб'ектыва (f ob ) = 1 см
Фокусная адлегласць акулярнай лінзы ( fok ) = 5 см
Адлегласць паміж аб'ектывам і акулярам = 10 см
Шукаецца: павелічэнне мікраскопаў
Рашэнне:
Калі канчатковы відарыс знаходзіцца на бясконцасці, то вока расслабленае (мінімальная акамадацыя). Калі канчатковы відарыс знаходзіцца ў блізкай кропцы (25 см), вока не расслабленае, а факусаванае ў блізкай кропцы (максімальная акамадацыя).
Раўнанне павелічэння мікраскопа, калі вока факусуецца на блізкай кропцы (максімальная акамадацыя):
Адлегласць выявы ад аб'ектыва (d ob '):
1/d ob ' = 1/d ob – 1/d ob = 1/1 – 1 / 1.2 = 12/12 – 10/12 = 2/12
d ob ' = 12/2 = 6 см
Павелічэнне выявы:
Праблемы з мікраскопам і іх рашэнні
Тэлескоп
Праблемы з тэлескопам і іх рашэнні 1
Праблемы з тэлескопам і іх рашэнні 2
- Які асноўны прынцып працы аптычных прыбораў?
- АдказАсноўны прынцып аптычных прыбораў — гэта маніпуляцыя святлом, у першую чаргу праз праламленне і адлюстраванне, для фарміравання і павелічэння малюнкаў, што дапамагае нам лепш назіраць аб'екты або вымяраць пэўныя ўласцівасці святла.
- Як працуюць карэкцыйныя акуляры для паляпшэння зроку?
- АдказКарэкціруючыя акуляры маюць лінзы, якія кампенсуюць недахопы вока ў факусоўцы святла. Пры блізарукасці ўвагнутыя лінзы рассейваюць светлавыя прамяні, а пры дальназоркасці выпуклыя лінзы збіраюць светлавыя прамяні, дазваляючы воку правільна факусаваць выявы на сятчатцы.
- Чаму павелічальнае шкло робіць прадметы большымі?
- АдказПавелічальнае шкло — гэта выпуклая лінза, якая стварае віртуальнае, павялічанае і вертыкальнае выява аб'екта, калі аб'ект знаходзіцца ў межах фокуснай адлегласці лінзы. Вока ўспрымае гэта павялічанае выява як большае за сам аб'ект.
- Як дыяфрагма камеры ўплывае на якасць выявы?
- АдказДыяфрагма кантралюе колькасць святла, якое трапляе ў камеру. Большая дыяфрагма дазваляе атрымаць больш святла, што можа прывесці да лепшых здымкаў пры слабым асвятленні. Аднак большая дыяфрагма таксама памяншае глыбіню рэзкасці, гэта значыць, што ў фокусе будзе меншая частка выявы. І наадварот, меншая дыяфрагма павялічвае глыбіню рэзкасці, але можа запатрабаваць большай вытрымкі або больш высокіх налад адчувальнасці.
- Чаму на біноклях часта напісаны лічбавы нумар накшталт «10×50»?
- АдказУ біноклях «10×50» «10x» азначае, што аб'ект будзе выглядаць у 10 разоў бліжэй, чым няўзброеным вокам. «50» адносіцца да дыяметра аб'ектыва ў міліметрах. Большы аб'ектыў можа збіраць больш святла, робячы выяву ярчэйшай, асабліва карыснай ва ўмовах нізкай асветленасці.
- Як тэлескоп збірае больш святла, чым чалавечае вока, і чаму гэта важна для назірання за далёкімі зоркамі?
- АдказТэлескопы маюць значна большыя аб'ектывы (або люстэркі), чым чалавечае вока, што дазваляе ім збіраць і канцэнтраваць больш святла. Гэтая палепшаная здольнасць збіраць святло неабходная для назірання за аддаленымі і цьмянымі нябеснымі аб'ектамі, якія нельга было б убачыць няўзброеным вокам.
- У чым розніца паміж рэфрактарным і адлюстравальным тэлескопамі?
- АдказРэфрактарны тэлескоп (або рэфрактар) выкарыстоўвае лінзы для ламання і факусоўкі святла, у той час як рэфлектарны тэлескоп (або адбівальнік) выкарыстоўвае люстэркі. Рэфрактары часта пакутуюць ад храматычнай аберацыі, якая можа выклікаць каляровыя палосы вакол аб'ектаў. Адбівальнікі пазбягаюць гэтай праблемы, але могуць патрабаваць больш частай юстыроўкі і рэгулявання.
- Чаму ў мікраскопах выкарыстоўваецца некалькі лінзаў?
- АдказМікраскопы выкарыстоўваюць камбінацыю лінзаў (аб'ектыў і акуляр) для дасягнення высокага павелічэння і раздзяляльнай здольнасці. Аб'ектыў павялічвае ўзор, а затым акуляр яшчэ больш павялічвае гэты малюнак. Гэта спалучэнне дазваляе дэталёва назіраць за драбнюткімі структурамі.
- Як аптычнае валакно перадае інфармацыю на вялікія адлегласці?
- АдказАптычныя валокны выкарыстоўваюць прынцып поўнага ўнутранага адлюстравання. Святловыя сігналы (ад лазераў) уводзяцца ў валакно і адлюстроўваюцца ад унутраных сценак валакна, праходзячы вялікія адлегласці з мінімальнай стратай інтэнсіўнасці. Гэтыя светлавыя сігналы могуць перадаваць велізарную колькасць дадзеных.
- Якая роля прызмы ў спектрометры?
- АдказУ спектрометры прызма рассейвае ўваходнае святло на яго складовыя колеры (спектр) у залежнасці ад даўжынь хваль. Гэта дазваляе аналізаваць крыніцы святла, каб вызначыць іх склад, інтэнсіўнасць і іншыя ўласцівасці.
