Vzorce optických přístrojů pro zrcadla a čočky

Příklady otázek a vzorců pro optické přístroje, zrcadla a čočky

Ploché zrcadlo

1. Svíčka je umístěna před dvěma plochými zrcadly, která k sobě svírají úhel 60°.^o, pak je počet stínů svíčky tolik jako….

1. 3 kusů
2. 4 kusů
3. 5 kusů
4. 6 kusů

Diskuse
Pozorujte dva obrázky níže. Objekt (zelený kruh) se nachází před zrcadlovým povrchem, který odráží světlo. Světelné paprsky dopadající z objektu do rovinného zrcadla jsou kolmé na rovinný zrcadlový povrch a svírají úhel 90 stupňů.^oZákon odrazu světla říká, že úhel dopadu je roven úhlu odrazu.

Pokud je úhel dopadu 90^o pak je úhel odrazu také 90^o.
Na levém obrázku je objekt mezi dvěma rovinnými zrcadly a vznikají dva obrazy. Na pravém obrázku je objekt blíže k jednomu z rovinných zrcadel a vznikají tři obrazy.
Správná odpověď je A.

Konkávní zrcadlo

2. Zubař pozoruje a vyšetřuje pacientovu zadní molárovou dutinu pomocí zrcátka o poloměru 8 cm. Aby zubař pacientovu dutinu jasně viděl a aby byla dostatečně velká, musí být pacientov zub před zrcadlem ve vzdálenosti...

1. méně než 4 cm před konkávním zrcadlem
2. méně než 4 cm před konvexním zrcadlem
3. více než 4 cm před konkávním zrcadlem
4. více než 4 cm před konvexním zrcadlem

Diskuse
Je známo, že:
Poloměr zrcadla (r) = 8 cm
Ohnisková vzdálenost zrcadla (f) = r / 2 = 8 / 2 = 4 cm
Zeptal se: Jak daleko od sebe jsou pacientovy zuby v zrcadle?
Odpověď:
Je použité zrcadlo konkávní nebo konvexní? V písemné otázce aby mohla být pacientova zubní dutina jasně viditelné dan dostatečně velký lékařem Použité zrcadlo proto musí být schopno zvětšit obraz zubů pacienta a obraz musí být svislý. Konvexní zrcadla vždy vytvářejí převrácený obraz a velikost obrazu je menší než velikost objektu. Naopak konkávní zrcadlo může vytvářet svislý obraz, pokud je vzdálenost objektu (s) menší než ohnisková vzdálenost (f). Pokud je vzdálenost objektu větší než ohnisková vzdálenost (f), konkávní zrcadlo vytváří převrácený obraz.
Ohnisková vzdálenost (f) konkávního zrcadla je 4 cm, proto musí být zuby pacienta méně než 4 cm před konkávním zrcadlem.
Správná odpověď je A.

3. Konkávní zrcadlo má poloměr křivosti 24 cm. Pokud je předmět umístěn 20 cm před zrcadlem, výsledný obraz je...

1. skutečný, vzpřímený a zvětšený
2. skutečný, obrácený a zvětšený
3. virtuální, vzpřímený a zvětšený
4. virtuální, invertovaný a redukovaný

Diskuse
Je známo, že:
Poloměr zakřivení (r) = 24 cm
Ohnisková vzdálenost (f) = R/2 = 24/2 = +12 cm
Ohnisková vzdálenost konkávního zrcadla je kladná neboli reálná, protože světelný paprsek prochází ohniskem konkávního zrcadla.
Vzdálenost objektu (s) = 20 cm
Zeptal se: Vlastnosti stínů
Odpověď:
Je obraz virtuální, nebo skutečný? Abychom to zjistili, nejprve vypočítejte vzdálenost obrazu (s'):
1/s + 1/s' = 1/f
1/s' = 1/f – 1/s
1/s' = 1/12 – 1/20
1/s' = 5/60 – 3/60
1/s' = 2/60
s' = 60/2
s' = 30 cm
Vzdálenost stínu je kladná, což znamená, že stín je skutečný, protože jím prochází světlo (porovnej s obrázkem na boku).

Je obraz zvětšený nebo zmenšený? Je obraz vzpřímený nebo převrácený? Abyste to zjistili, nejprve vypočítejte zvětšení obrazu (M):
M = -s' / s = -30/20 = -1,5
M > 1 znamená, že obraz je zvětšený, M je záporné, což znamená, že obraz je invertovaný (porovnejte s obrázkem na boku). Vlastnosti obrazu jsou tedy reálný, invertovaný, zvětšený.
Správná odpověď je B.

Konvexní zrcadlo

4. Světlo, které dopadá na konvexní zrcadlo ve směru rovnoběžném s hlavní osou zrcadla, se odrazí…

1. směrem k ohnisku zrcadla
2. jako by z ústředního bodu zrcadla
3. středem zakřivení zrcadla
4. kolmá k rovině zrcadla

Diskuse
Sledujte obrázek na boku.

Správná odpověď je B.

5. Motocyklista vidí stín vozidla za sebou, který je menší než 1/6 jeho skutečné velikosti. Pokud je vzdálenost mezi řidičem a vozidlem za ním 30 metrů, pak zpětné zrcátko motocyklu používá zrcátko s poloměrem zakřivení...

1. 7,14 m
2. 8,57 m
3. 12,00 m
4. 24,00 m

Diskuse
Je známo, že:
Zvětšení obrazu (M) = 1/6krát
Vzdálenost objektu (s) = 30 metrů
Zeptal se: Poloměr zakřivení konvexního zpětného zrcátka (R)
Odpověď:
Vypočítejte vzdálenost stínu (s')
Protože je známo zvětšení obrazu (M) a vzdálenost objektu (s), lze vzdálenost obrazu určit pomocí vzorce pro zvětšení obrazu:

Znaménko záporné znamená, že obraz je virtuální. Obraz je 5 metrů za konvexním zrcadlem.

Vypočítejte ohniskovou vzdálenost (f)
Protože je známa vzdálenost objektu (s) a vzdálenost obrazu (s'), lze ohniskovou vzdálenost vypočítat pomocí vzorce pro zakřivené zrcadlo:

Vypočítejte poloměr zakřivení (R)
Poloměr křivosti konvexního zrcadla je dvojnásobkem ohniskové vzdálenosti konvexního zrcadla.
R = 2 f = 2 (6 metrů) = 12 metrů
Poloměr zakřivení zpětného konvexního zrcátka je 12 metrů.
Správná odpověď je C.

Konvexní čočka

6. Skutečný, vzpřímený předmět je umístěn ve vzdálenosti 50 cm od pozitivní čočky s ohniskovou vzdáleností 25 cm. Povaha výsledného obrazu je…..

1. skutečný, obrácený a zvětšený
2. virtuální, svislé a stejné velikosti jako objekt
3. virtuální, vzpřímený a zvětšený
4. skutečný, obrácený a stejné velikosti jako objekt

Diskuse
Je známo, že:
Vzdálenost objektu (s) = 50 cm
Ohnisková vzdálenost objektivu (f) = +25 cm
Ohnisková vzdálenost je kladná, protože použitá čočka je pozitivní čočka nebo konvexní čočka.
Zeptal se: Povaha stínů je…
Odpověď:
Je stín virtuální, nebo skutečný? Abychom to zjistili, nejprve vypočítejte vzdálenost stínu:
1/s' = 1/f – 1/s
1/s' = 1/25 – 1/50
1/s' = 2/50 – 1/50
1/s' = 1/50
s' = 50/1
s' = 50 cm
Vzdálenost stínu je kladná, což znamená, že stín je skutečný, protože jím prochází světlo.

Je obraz zvětšený nebo zmenšený? Je obraz vzpřímený nebo převrácený? Abyste to zjistili, nejprve vypočítejte zvětšení obrazu:
M = -s' / s = -50/50 = -1
M = 1 znamená, že stín má stejnou velikost jako objekt
M je záporné, což znamená, že obraz je invertovaný.

Povaha stínu je tedy skutečná, obrácená a stejné velikosti jako objekt.
Správná odpověď je D.

Zdroj otázky:

Otázky OSN z fyziky pro druhý stupeň základní školy