Primjeri pitanja za optičke instrumente

12 primjera pitanja o optičkim instrumentima

Konkavno ogledalo

1. Slika koju formira konkavno ogledalo objekta visine h postavljenog na udaljenosti manjoj od f (f = žarišna daljina ogledala) je...

A. virtuelni, uspravni, smanjeni

B. virtualni, uspravni, uvećani

C. pravi, uspravan, smanjen

D. stvarni, invertovani, uvećani

E. realni, invertovani, reducirani

Diskusija

Slijedi primjer formiranja sjene slično gornjem pitanju. Na osnovu ove slike, sjena je virtualna, uspravna i uvećana. Tačan odgovor je B.

2. Ako se predmet postavi na pola puta između žarišne tačke i površine konkavnog ogledala, slika koja se formira:

(1) uvećano dva puta

(2) uspravno

(3) udaljenost slike = udaljenost fokusa

(4) virtualno

Tačna izjava je…

A. 1, 2 i 3

B. 1 i 3

C. 1 i 4

D. samo 4

E. sve je tačno

Diskusija

Pretpostavimo da je udaljenost žarišne tačke ili žarišna daljina (f) = 20 cm i udaljenost objekta (s) = 10 cm, kao što je prikazano na slici ispod.

a) Udaljenost sjene

1/f = 1/s + 1/s'

1/20 = 1/10 + 1/s'

1/20 – 1/10 = 1/s'

1/20 – 2/20 = 1/s'

-1/20 = 1/s'

s' = -20 cm

Negativna udaljenost sjene znači da je sjena virtualna. Sjena je virtualna jer kroz nju ne prolazi svjetlost. To je označeno isprekidanom linijom na slici.

b) Uvećanje slike

M = -s'/s = -(-20)/10 = 20/10 = 2 puta

Pozitivno uvećanje slike znači da je slika uspravna. Slika je uvećana 2 puta.

Svojstva sjena na osnovu slike i rezultata proračuna iznad su:

1. Uvećano 2 puta

2. Uspravno

3. Udaljenost slike = žarišna daljina = 20 cm

4. Virtualne prirode

Tačan odgovor je E.

Konveksno ogledalo

3. Konveksno ogledalo je postavljeno na krivini na putu. Kada je objekat udaljen 2 m od ogledala, visina formirane slike je 1/16 visine objekta. Žižna daljina ogledala je…

A. 2/15 m

B. 2/17 m

Cca 5/8 m

D. 15/2 m

E. 17/2 m

Diskusija

Poznato je da:

Udaljenost objekta (s) = 2 metara

Uvećanje slike (M) = 1/16 puta

Pitanje: Žižna daljina konveksnog ogledala

Odgovor:

Prvo izračunajte udaljenost sjene (s'):

Udaljenost slike je – 1/8 metra. Negativni predznak znači da je slika virtualna.

Žižna daljina konveksnog ogledala (f):

Negativni predznak znači da je fokus konveksnog ogledala virtualan.

Tačan odgovor je A.

4. Slika koju formiraju konveksno ogledalo i predmet visine h postavljen ispred ogledala je...

A. pravi, uspravan, uvećan

B. virtualni, uspravni, uvećani

C. pravi, uspravan, smanjen

D. stvarni, invertovani, uvećani

E. virtuelni, uspravni, reducirani

Diskusija

Na osnovu slike sa strane, svojstva sjene su virtualna, uspravna i reducirana.

Tačan odgovor je E.

Konveksna leća

5. Iz gornjeg grafikona konveksne leće, uvećanje slike pri 1/s = 3 je...

A. 1,5 puta

B. 2 puta

C. 3 put

D. 4 puta

E. 6 puta

Diskusija

Poznato je da:

1/s = 3 cm ^-1 , s = 1/3 cm

1/s' = 1 cm ^-1 , s' = 1/1 cm = 1 cm

Pitanje: Uvećanje slike (M)

Odgovor:

Uvećanje slike:

M = s' : s

M = 1 cm : 1/3 cm

M = 1 cm x 3/1 cm

M = 3 puta

Tačan odgovor je C.

Konkavna leća

6. Paralelni snop svjetlosti pada na konkavno sočivo. U sočivu, snop svjetlosti doživljava…

A. refrakcija tako da se zraci šire

B. refleksija tako da se svjetlost širi

C. prelamanje tako da se zraci sakupljaju

D. refleksija tako da se svjetlost sakuplja

E. prelamanje ali zraci ostaju paralelni

Diskusija

Ogledala mogu reflektirati svjetlost, dok sočiva mogu prelamati svjetlost.

Konkavne leće imaju svojstvo širenja svjetlosti, pa se nazivaju i divergentne leće.

Tačan odgovor je A.

Loot

7. Sočivo sa žarišnom daljinom od 5 cm se koristi kao lupa. Ako normalno oko koristi lupu sa maksimalnom akomodacijom, tada je ugaono uvećanje lupe...

A. 3 puta

B. 4 puta

C. 5 put

D. 6 puta

E. 8 puta

Diskusija

Poznato je da:

Žižna daljina objektiva (f) = 5 cm

Bliska tačka normalnog oka (N) = 25 cm

Pitanje: Ugaono uvećanje lupe

Odgovor:

Ako je oko maksimalno akomodirano, udaljenost slike koju proizvodi lupa ista je kao i blizina slike normalnog oka. Formula za ugao uvećanja lupe kada je oko maksimalno akomodirano:

Tačan odgovor je D.

Očne mane

8. Osoba s hipermetropijom mora nositi naočale s jačinom sočiva od +2 dioptrije da bi normalno vidjela. Stoga je najmanja udaljenost koju ta osoba može vidjeti bez naočala...

A. 2,5 cm

B. 15 cm

C. 50 cm

d.60cm

E. 100 cm

Diskusija

Poznato je da:

Jačina sočiva (P) = +2 dioptrije

Pitanje: Koja je najmanja udaljenost koju osoba može vidjeti bez naočala?

Odgovor:

Konkavno ili konveksno sočivo?

Snaga sočiva je pozitivna, stoga je korišteno sočivo pozitivno sočivo, poznato i kao konveksno sočivo, odnosno konvergentno sočivo.

Kolika je žižna daljina objektiva?

P = 1/f

2 = 1/f

f = 1/2 = 0,5 metara = 50 cm

Žižna daljina konveksnog sočiva je 50 cm.

Kratkovidnost ili dalekovidnost?

Ako se koristi konveksna leća, onda se radi o kratkovidnosti.

Koja je najmanja udaljenost koju oko može vidjeti bez naočala?

Bliska tačka normalnog oka je 25 cm. Da bi oko vidjelo predmet na udaljenosti od 25 cm kao normalno oko, sočivo mora formirati sliku na udaljenosti od x cm ispred sočiva. Slika se nalazi ispred konveksnog sočiva tako da je slika uspravna i virtuelna. Slika je virtuelna, stoga je udaljenost slike (s') negativna.

-1/s' = 1/f – 1/s

-1/s' = 1/50 – 1/25 = 1/50 -2/50 = -1/50

-s' = -50/1 = -50 cm = -0,50 metara

s' = 50 cm = 0,5 metara

Najmanja udaljenost koju kratkovido oko može vidjeti je 50 cm. Najmanja udaljenost za normalno oko je 25 cm.

Tačan odgovor je C.

Naočale

9. Osoba koja pati od prezbiopije ima vidnu tačku na blizinu od 50 cm. Ako želi čitati na normalnoj udaljenosti za čitanje, potrebne su joj naočale sa dioptrijom...

A. -2 dioptrije

B. -1/2 dioptrije

C. + 1/2 dioptrije

D. +2 dioptrije

E. +4 dioptrije

Diskusija

Bliska tačka normalnog oka je 25 cm, a pacijentova blizka tačka je 50 cm. To znači da osoba ima poteškoća s vidom na blizinu, stanje poznato kao dalekovidnost. Dalekovidnost se može ispraviti pomoću konveksnog sočiva, kao što je prikazano na slici ispod.

Da bi se objekt mogao posmatrati na udaljenosti od 25 cm ispred oka, sočivo mora formirati sliku na udaljenosti od 50 cm ispred oka i sočiva. Slika mora biti ispred oka da bi se vidjela, dakle slika je uspravna i virtualna.

Poznato je da :

Udaljenost objekta (s) = 25 cm

Udaljenost slike (s') = -50 cm (negativno jer je virtualno)

Pitanje : Žižna daljina (f) naočala i dioptrija (P)

Odgovor :

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 cm = 0,5 metara

Pozitivna žižna daljina znači da je korišteno sočivo konveksno sočivo.

P = 1/f = 1/0,5 = +2 dioptrije

Jačina ili moć sočiva je +2 D. Pozitivan predznak znači da je korišteno sočivo konveksno.

Tačan odgovor je D.

mikroskop

10. Mikroskop ima objektiv i okular sa žarišnim daljinama od 0,9 cm i 5 cm, respektivno. Osoba postavlja uzorak od 10 mm ispred objektiva kako bi ga posmatrala kroz okular bez akomodacije. Ako uzorak ima dužinu od 0,5 mm, a normalna udaljenost čitanja osobe je 25 cm, tada će dužina predmeta izgledati kao...

A. 7,5 mm

B. 10 mm

C. 12,5 mm

D. 15 mm

E. 20 mm

Diskusija

Poznato je da:

Žižna daljina objektiva (f _ob ) = 0,9 cm = 9 mm

Žižna udaljenost sočiva okulara ( _fok ) = 5 cm = 50 mm

Udaljenost objekta od objektiva (s _ob ) = 10 mm

Dužina objekta (h) = 0,5 mm

Bliska tačka normalnog oka (N) = 25 cm = 250 mm

Pitanje: Dužina sjene (h')

Odgovor:

Posmatranje bez akomodacije je isto što i posmatranje s minimalnom akomodacijom, gdje se oko opušta kada posmatra sliku koja je beskonačno udaljena.

Prvo izračunajte udaljenost slike od objektiva. Objektiv je konveksna leća, pa se koristi formula za konveksnu leću:

1/s _ob ' = 1/f _ob – 1/s _ob = 1/9 – 1/10 = 10/90 – 9/90 = 1/90

s _ob ' = 90/1 = 90 mm

Ukupno uvećanje mikroskopa kada je oko u minimalnoj akomodaciji ili kada je slika u beskonačnosti izračunava se pomoću formule:

Dužina sjene = dužina objekta x ukupno uvećanje = (0,5 mm)(45) = 22,5 milimetara.

11. Mikroskop ima žižnu daljinu objektiva od 2,0 cm. Predmet se nalazi ispod objektiva na udaljenosti od 2,2 cm. Mikroskop je dug 24,5 cm i posmatrač posmatra bez akomodacije. Ako posmatrač ima normalne oči, ukupno uvećanje mikroskopa je…

A. 20 puta

B. 25 puta

C. 50 put

D. 75 puta

E. 100 puta

Diskusija

Poznato je da:

Žižna daljina objektiva (f _ob ) = 2,0 cm

Udaljenost objekta ispred objektiva (s _ob ) = 2,2 cm

Dužina mikroskopa (d) = 24,5 cm

Bliska tačka normalnog oka (N) = 25 cm

Posmatranje bez akomodacije

Pitanje: Ukupno uvećanje mikroskopa (M)

Odgovor:

Oko se minimalno akomodira kada je slika beskonačno udaljena, kao što je prikazano na slici sa strane.

Formula za potpuno uvećanje mikroskopa kada je oko u minimalnoj akomodaciji:

Informacije:

M = ukupno uvećanje

l = dužina mikroskopa = udaljenost između objektiva i okulara = žižna daljina okulara + udaljenost slike od objektiva (s _ob ') = f _ok + s _ob '

Udaljenost slike od objektiva (s _ob '):

1/f _ob = 1/s _ob + 1/s _ob '

1/s _ob ' = 1/f _ob – 1/s _ob = 1/2 – 1/2,2 = 2,2/4,4 – 2/4,4 = 0,2/4,4

s _ob ' = 22

Udaljenost slike od objektiva je 22 cm.

Žižna daljina sočiva okulara (f _ok ):

l = f _ok + s _ob '

f _ok = l – s _ob ' = 24,5 – 22 = 2,5 cm

Ukupno uvećanje mikroskopa (M):

Tačan odgovor je E.

12. Učenik (Sn = 25 cm) je proveo eksperiment koristeći mikroskop, s podacima kao na sljedećem dijagramu. Uvećanje mikroskopa je…

A. 30 puta

B. 36 puta

C. 40 put

D. 46 puta

E. 50 puta

Diskusija

Poznato je da:

Bliska tačka normalnog oka (N) = 25 cm

Udaljenost objekta (s _ob ) = 1,2 cm

Objektivna žižna daljina (f _ob ) = 1 cm

Žižna daljina okulara (fok ₎ = 5 cm

Udaljenost između objektiva i okulara = 10 cm

Pitanje: Uvećanje mikroskopa

Odgovor:

Ako je konačna slika beskonačno udaljena, oko će se minimalno akomodirati, obrnuto, ako je slika konačno udaljena, oko će se maksimalno akomodirati. Konačna slika na gornjoj slici prikazuje konačno udaljenu sliku tako da će se oko maksimalno akomodirati.

Formula za uvećanje mikroskopa kada je oko u maksimalnoj akomodaciji:

Diskusija o mikroskopima

Dvogled

Rasprava o dvogledu

13. Pogledajte sliku putanje svjetlosnog snopa koji formira sliku na sljedećem mikroskopu:
Udaljenost između objektiva i okulara dIzvor mikroskopa je….

A. 20 cm
B. 24 cm
C. 25 cm
d.27cm
E. 29 cm

Diskusija

Poznato je da:
Udaljenost objekta od objektiva (s_ob) = 2 cm
Žižna daljina objektiva (f_ob) = 1,8 cm
Udaljenost stvarne slike od sočiva okulara (s_ok) = 6 cm
Žižna daljina sočiva okulara (f_ok) = 6 cm
Pitanje: Udaljenost između objektiva i okulara (dužina mikroskopske cijevi)
Odgovor:

Posmatrajte gornju sliku. Kada je oko u minimalnoj akomodaciji, konačna slika koju formira okular nalazi se na beskonačnoj udaljenosti. Da bi konačna slika koju proizvodi okular bila na beskonačnoj udaljenosti, stvarna slika koju proizvodi objektiv mora biti u žarišnoj tački okulara. Dakle, udaljenost između objektiva i okulara (l) = udaljenost stvarne slike od objektiva (s _ob ') + žarišna daljina okulara (f _ok ).

Udaljenost stvarne slike od objektiva (s_ob') :
1 / s_ob + 1/s_ob' = 1/f_ob
1 / s_ob' = 1/f_ob – 1/s_ob
1 / s_ob' = 1/1,8 – 1/2
1 / s_ob' = 10/18 – 9/18 = 1/18
s_ob' = 18 cm

Udaljenost između objektiva i okulara (dužina mikroskopske cijevi):
l = s_ob' + f_ok
l = 18 cm + 6 cm
l = 24 cm
Tačan odgovor je B.

Izvor pitanja:

Pitanja iz fizike za nacionalni ispit za srednju školu/srednju stručnu školu

Primjeri pitanja o optičkim instrumentima za oči
Osoba sa normalnim očima u početku vidi predmet udaljen 500 metara. Nekoliko trenutaka kasnije, osoba vidi predmet udaljen 1 metar. Udaljenost između rožnjače i mrežnjače mata se smatra istim kao i udaljenost sjene, koja iznosi približno 2,5 cm. Izračunajte:
(a) Žižna daljina i snaga okulara pri fokusiranju na objekat udaljen 500 metara
(b) Žižna daljina i snaga okulara pri fokusiranju na objekat udaljen 1 metar
(c) Promjena žižne daljine okulara pri prebacivanju fokusiranja sa 500 metara na 1 metar.
Diskusija
Poznato je da:
Udaljenost objekta 1 (s₁) = 500 metar = 50.000 cm
Udaljenost objekta 2 (s₂) = 1 metar = 100 cm
Udaljenost sjene (s') = 2,5 cm
Odgovor:
(a) Žižna daljina i snaga očnog sočiva kada se oko fokusira na objekat udaljen 500 metara
Žižna daljina (f) okulara se izračunava pomoću formula konveksnog sočiva :
1 / f₁ = 1 / s₁ + 1/s' = 1/50.000 + 1/2,5 = 1/50.000 + 20.000/50.000 = 20.001/50.000
f₁ = 50.000/20.001 = 2,499875 cm
f₁ = 0,02499875 metara
Jačina očnog sočiva:
P₁ = 1/f₁ = 1/0,02499875 = 40,0 dioptrije

(b) Žižna daljina i snaga očnog sočiva kada se oko fokusira na objekat udaljen 1 metar
Žižna daljina (f) okulara:
1 / f₂ = 1 / s₂ + 1/s' = 1/100 + 1/2,5 = 1/100 + 40/100 = 41/100
f₂ = 100/41 = 2,439024 cm
f₂ = 0,02439024 metara
Jačina očnog sočiva:
P₂ = 1/f₂ = 1/0,02439024 = 41,0 dioptrije

(c) Promjena žižne daljine i snage očnog sočiva pri prebacivanju fokusiranja sa 500 metara na 1 metar.
Promjena žižne daljine očnog sočiva = f₁ - f₂ = 0,02499875 – 0,02439024 = 0,00060851 metara
Promjena jačine očnog sočiva = 41,0 – 40,0 = 1,0 dioptrija

Na osnovu rasprave o gore navedenim pitanjima, može se zaključiti da:
– Žižna daljina očnog sočiva je veća kada oko posmatra objekte na udaljenosti, a žižna daljina očnog sočiva je manja kada oko posmatra objekte na udaljenosti.
– Snaga očnog sočiva je veća kada oko posmatra bliski predmet, a snaga očnog sočiva je manja kada oko posmatra udaljeni predmet. Dakle, što je predmet bliži, to je snaga očnog sočiva veća.

Potpunija rasprava o pitanjima može se proučiti u članku koji se odnosi na primjere pitanja o optičkim instrumentima za oči.

Primjer pitanja o naočalama
Potpunija rasprava o pitanjima može se proučiti u članku koji se odnosi na primjere pitanja o optičkim naočalama.

Primjeri pitanja o kontaktnim lećama
Potpunija rasprava o pitanjima može se proučiti u članku koji se odnosi na primjere pitanja o optičkim instrumentima za kontaktne leće.

Primjer lupe ili pitanja o lupi
Napisani tekst je toliko malen da se ne može pročitati. Osoba čita tekst pomoću lupe kada je oko u minimalnoj akomodaciji, a ugao uvećanja lupe je 5x. Kolika je žižna daljina lupe?
Diskusija
Poznato je da:
Bliska tačka normalnog oka (N) = 25 cm
Uvećanje ugla lupe (M) = 5 x
Pitao/la: Žižna daljina lupe (f)
Odgovor:
Formula za uvećanje ugla lupe kada je oko u maksimalnoj akomodaciji:
M = (N/f) + 1
5 = (25 cm / f) + 1
5 – 1 = 25 cm / f
4 = 25 cm / f
f = 25 cm / 4
f = 6,25 cm
Žižna daljina lupe je 6,25 cm. Žižna daljina lupe je pozitivna jer lupa koristi konveksna leća tj. pozitivna leća.

Potpunija rasprava o pitanjima može se proučiti u članku koji se odnosi na primjere pitanja o povećalima ili lupama.

Primjeri pitanja za mikroskop
Osoba sa normalnim očima posmatra objekat pomoću mikroskopa. Žižna daljina objektiva je 20 mm, a žižna daljina okulara je 30 mm. Ako je stvarna slika koju proizvodi objektiv udaljena 10 cm, izračunajte ugaono uvećanje mikroskopa kada se posmatra okom sa minimalnom akomodacijom.
Diskusija
Poznato je da:
Žižna daljina objektiva (f_ob) = 20 mm
Žižna daljina sočiva okulara (f_ok) = 30 mm
Udaljenost slike objektiva (s)_ob') = 10 cm = 100 mm
Udaljenost od bliže tačke normalnog oka (N) = 25 cm = 250 mm
Pitao/la: Ugaono uvećanje mikroskopa posmatrano okom pri minimalnoj akomodaciji
Odgovor:
Formula za ukupno ugaono uvećanje mikroskopa kada oko akomodira barem:

Ukupno ugaono uvećanje (M) mikroskopa kada je oko u minimalnom akomodnom položaju iznosi približno 42,0 x.

Potpunija rasprava o pitanjima može se proučiti u članku koji se odnosi na primjere pitanja o svjetlosnom mikroskopu.

Primjer pitanja o zvjezdanom teleskopu
Potpunija rasprava o pitanjima može se proučiti u članku koji se odnosi na primjere pitanja o zvjezdanim teleskopima.

Primjeri pitanja o optičkim instrumentima kamere
Potpunija rasprava o pitanjima može se proučiti u članku koji se odnosi na primjere pitanja o optičkim instrumentima kamere.