۷ نمونه سوال با استفاده از ذره بین یا لوپ
۱. ارتفاع یک جسم وقتی مستقیماً از نقطه نزدیک چشم معمولی مشاهده شود ۲ میلیمتر است. سپس جسم با استفاده از یک ذرهبین مشاهده میشود . اگر فاصله جسم در جلوی ذرهبین ۱۰ سانتیمتر باشد، ارتفاع تصویر جسم که توسط ذرهبین تشکیل میشود چقدر است؟ نقطه نزدیک چشم معمولی ۲۵ سانتیمتر است.
پمباهاسان
معلوم است که:
ارتفاع جسم (h) = 2 میلیمتر
نقطه نزدیک چشم طبیعی (N) = 25 سانتیمتر
فاصله جسم (ثانیه) = 10 سانتیمتر
پرسیده شد: زاویه بزرگنمایی لوپ (M)
جواب:
م = ن بر ثانیه
M = 25 سانتیمتر / 10 سانتیمتر
م = ۲.۵ برابر
ارتفاع تصویر جسم تشکیل شده توسط لوپ 2,5 x 2 mm = 5 mm است.
۲. فردی با چشمان طبیعی از یک ذرهبین با فاصله کانونی ۲۵ سانتیمتر برای خواندن نوشتههای بسیار ریز استفاده میکند. بزرگنمایی زاویهای ذرهبین را در شرایط زیر تعیین کنید: (الف) چشم در حداکثر تطابق است، (ب) چشم در حداقل تطابق است.
پمباهاسان
معلوم است که:
نقطه نزدیک چشم (N) = 25 سانتیمتر
فاصله کانونی ذرهبین (f) = 25 سانتیمتر (مثبت است زیرا ذرهبین ... عدسی محدب)
جواب:
(الف) بزرگنمایی زاویهای (M) ذرهبین هنگامی که چشم در حداکثر تطابق قرار دارد
فرمول بزرگنمایی زاویه ذرهبین وقتی چشم در حداکثر تطابق است:
م = (N/f) + 1
M = (25 سانتیمتر / 25 سانتیمتر) + 1
م = ۲ + ۱
م = ۲.۵ برابر
وقتی چشم در حداکثر تطابق است، اشیاء دو برابر بزرگتر به نظر میرسند. برای مثال، ارتفاع یک جسم وقتی مستقیماً از نقطه نزدیک چشم مشاهده شود ۱ سانتیمتر است. وقتی از طریق یک ذرهبین با چشم در حداکثر تطابق مشاهده شود، ارتفاع تصویر جسم ۲ × ۱ سانتیمتر = ۲ سانتیمتر است.
(ب) بزرگنمایی زاویهای (M) ذرهبین وقتی چشم در حداقل تطابق قرار دارد
فرمول بزرگنمایی زاویه ذرهبین وقتی چشم در حداقل تطابق قرار دارد:
م = ن / ف
M = (25 سانتیمتر / 25 سانتیمتر)
M = 1
م = ۲.۵ برابر
اندازه یک جسم وقتی از طریق یک ذرهبین مشاهده میشود که در آن چشم حداقل تطابق را دارد، همان اندازه جسم است وقتی که مستقیماً از نقطه نزدیک چشم مشاهده میشود.
۳. ارتفاع یک جسم وقتی از نقطه نزدیک چشم معمولی مشاهده میشود ۱ سانتیمتر است. ارتفاع تصویر را وقتی از طریق یک ذرهبین با فاصله کانونی ۱۰ سانتیمتر مشاهده میشود، در شرایط زیر محاسبه کنید: (الف) چشم در حداکثر تطابق باشد، (ب) چشم در حداقل تطابق باشد.
پمباهاسان
معلوم است که:
ارتفاع جسم (h) = 1 سانتیمتر
فاصله کانونی ذرهبین (f) = 10 سانتیمتر
نقطه نزدیک چشم طبیعی (N) = 25 سانتیمتر
جواب:
(الف) ارتفاع سایه جسم هنگامی که چشم در حداکثر تطابق است
فرمول بزرگنمایی زاویه ذرهبین وقتی چشم در حداکثر تطابق است:
م = (N/f) + 1
M = (25 سانتیمتر / 10 سانتیمتر) + 1
م = ۲ + ۱
م = ۲.۵ برابر
ارتفاع سایه جسم هنگام مشاهده با استفاده از ذرهبین و در حالتی که چشم در حداکثر تطابق است = ۳.۵ در ۱ سانتیمتر = ۳.۵ سانتیمتر
(ب) ارتفاع سایه جسم هنگامی که چشم در حداقل تطابق قرار دارد
فرمول بزرگنمایی زاویه ذرهبین وقتی چشم در حداقل تطابق قرار دارد:
م = ن/ف
M = 25 سانتیمتر / 10 سانتیمتر
م = ۲.۵ برابر
ارتفاع سایه جسم هنگام مشاهده با استفاده از ذرهبین و در شرایطی که چشم در حداقل تطابق است = ۲.۵ در ۱ سانتیمتر = ۲.۵ سانتیمتر
۴. دانشآموزی از یک ذرهبین برای مشاهده یک جسم استفاده میکند. وقتی چشم دانشآموز حداقل تطابق را داشته باشد، جسم بزرگنمایی زاویهای ۵ برابر را تجربه میکند. اگر نقطه نزدیک یک چشم معمولی ۲۵ سانتیمتر باشد، فاصله کانونی ذرهبین چقدر است؟
پمباهاسان
معلوم است که:
بزرگنمایی زاویهای (M) = ۵ برابر
نقطه نزدیک چشم طبیعی (N) = 25 سانتیمتر
پرسیده شد: فاصله کانونی ذرهبین
جواب:
فرمول بزرگنمایی زاویه ذرهبین وقتی چشم در حداقل تطابق قرار دارد:
م = ن/ف
۵ = ۲۵ سانتیمتر بر فوت
f = 25 سانتیمتر / 5
f = 5 سانتیمتر
فاصله کانونی ذره بین 5 سانتی متر است.
۵. یک پشه توسط شخصی با ذرهبینی با فاصله کانونی ۱۵ سانتیمتر دیده میشود. اگر فاصله خواندن عادی شخص ۳۰ سانتیمتر باشد، حداکثر بزرگنمایی ذرهبین...
الف. ۲۵ بار
ب. 2,0 بار
ج. ۴۰ بار
د. ۵۰ بار
ه. ۵۵ بار
پمباهاسان
معلوم است که:
نقطه نزدیک چشم طبیعی (N) = 30 سانتیمتر
فاصله کانونی ذرهبین (f) = 15 سانتیمتر (مثبت است زیرا ذرهبین یک عدسی محدب است)
پرسیده شد: حداکثر بزرگنمایی ذرهبین
جواب:
حداکثر بزرگنمایی زمانی اتفاق میافتد که چشم در حداکثر تطابق باشد. بزرگنمایی زاویه ذرهبین زمانی که چشم در حداکثر تطابق است:
م = (N/f) + 1
M = (30 سانتیمتر / 15 سانتیمتر) + 1
م = ۲ + ۱
م = ۲.۵ برابر
جواب صحیح C است.
۶. یک ذرهبین با قدرت ۲۰ دیوپتر توسط ناظری با فاصلهی خواندن عادی ۲۵ سانتیمتر استفاده میشود. اگر مشاهده با چشمی که تطابق ندارد انجام شود، بزرگنمایی حاصل…
الف. ۲۵ بار
ب. 4 بار
ج. ۴۰ بار
د. ۵۰ بار
ه. ۵۵ بار
پمباهاسان
معلوم است که:
نقطه نزدیک چشم طبیعی (N) = 25 سانتیمتر
قدرت ذرهبین (P) = 20 دیوپتر
پرسیده شد: حداقل بزرگنمایی ذرهبین
جواب:
فاصله کانونی ذره بین:
P = 1/f
۲ = ۱/f
f = 1/20 = 0,05 متر = 5 سانتی متر
بزرگنمایی زاویه ذرهبین وقتی چشم در حداقل تطابق قرار دارد:
م = ن / ف
M = (25 سانتیمتر / 5 سانتیمتر)
م = ۲.۵ برابر
جواب صحیح C است.
7. Apabila kita mengamati obyek menggunakan lup dengan mata berakomodasi maksimum, maka posisi obyek yang benar adalah…
پمباهاسان
آکوموداسی چشمها هستند تنظیم فاصله کانونی لنز چشمها. برای دیدن واضح اشیاء در فواصل مختلف از چشم، عضلات چشم (عضلات مژگانی) انحنای عدسی را تغییر میدهند و فاصله کانونی چشم را تغییر میدهند. فاصله کانونی عدسی بسته به فاصله جسم از چشم تغییر میکند. برای دیدن اشیاء دور، عضلات چشم شل میشوند، عدسی را نازک میکنند و تصویر جسم را مستقیماً روی شبکیه تشکیل میدهند. وقتی عضلات چشم در حالت آرامش یا آسودگی هستند، چشمها حداقل تطابق را دارند.
برعکس، برای دیدن اشیاء نزدیک، عضلات چشم منقبض میشوند، عدسی را ضخیم میکنند، فاصله کانونی را کوتاه میکنند و تصویر را در پشت نقطه کانونی (شبکیه) قرار میدهند. نزدیکترین فاصله به چشم که چشم میتواند روی آن تمرکز کند، نقطه نزدیک نامیده میشود. یک انسان معمولی نقطه نزدیک ۲۵ سانتیمتری دارد. وقتی چشم روی یک جسم در یک نقطه نزدیک (25 سانتیمتر) متمرکز میشود، چشم حداکثر تطابق را پیدا میکند.
اندازه جسمی که میبینیم به زاویهای که آن جسم با چشمان ما تشکیل میدهد بستگی دارد. اجسامی که دور هستند، زاویه کوچکی با چشمان ما تشکیل میدهند و باعث میشوند کوچکتر به نظر برسند، حتی اگر در واقع بزرگ باشند. برعکس، اجسامی که به چشمان ما نزدیک هستند، زاویه بزرگتری تشکیل میدهند و باعث میشوند بزرگتر به نظر برسند. به عنوان مثال، دو سنگ با اندازه یکسان وجود دارد که یکی از آنها 50 سانتیمتر از چشمان ما و دیگری 100 سانتیمتر از چشمان ما فاصله دارد. سنگها اندازه یکسانی دارند، اما به دلیل اینکه فاصله بین آنها متفاوت است، سنگی که 50 سانتیمتر از چشمان ما فاصله دارد، دو برابر سنگی است که 100 سانتیمتر از چشمان ما فاصله دارد. اگر بخواهیم جسمی را واضحتر ببینیم، باید آن را به چشمان خود نزدیکتر کنیم و نزدیکترین فاصلهای که چشمان ما هنوز میتواند به وضوح ببیند 25 سانتیمتر است. اگر پس از نزدیک کردن جسم به چشمانمان تا فاصله 25 سانتیمتر، چشمان ما هنوز نتوانند آن را به وضوح ببینند، چه میشود؟ به عنوان مثال، حروفی که بسیار کوچک هستند، حتی اگر به فاصله 25 سانتیمتر نزدیکتر شوند، چشمان ما نمیتوانند آنها را به وضوح ببینند. برای غلبه بر این مشکل، به یک ذرهبین یا لوپ نیاز است.
یک ذرهبین یا ذرهبین ساده در واقع از دو عدسی محدب، که به عنوان عدسیهای همگرا نیز شناخته میشوند، در هر دو سطح تشکیل شده است. این نوع عدسی، عدسی محدب دوگانه نامیده میشود. ذرهبین به ما این امکان را میدهد که اشیاء را به چشمان خود نزدیکتر کنیم و در نتیجه زاویه دید بزرگتری ایجاد کنیم. برای اینکه چشم بتواند حداقل تطابق یا استراحت را داشته باشد، تصویر جسم باید در بینهایت باشد. این اتفاق میتواند در صورتی رخ دهد که جسم مستقیماً در نقطه کانونی ذرهبین باشد، همانطور که در پاسخ ج نشان داده شده است. برعکس، اگر چشم حداکثر تطابق را داشته باشد، تصویر باید در فاصله حداقل 25 سانتیمتر از چشم باشد. این اتفاق میتواند در صورتی رخ دهد که جسم در داخل نقطه کانونی ذرهبین باشد، همانطور که در پاسخ د نشان داده شده است.
جواب صحیح D است.
منبع سوال:
سوالات فیزیک آزمون سراسری برای دبیرستان/هنرستان فنی و حرفه ای
