Primjeri pitanja za optičke instrumente

12 primjera pitanja o optičkim instrumentima

Konkavno ogledalo

1. Slika koju tvori konkavno zrcalo predmeta visine h postavljenog na udaljenosti manjoj od f (f = žarišna duljina zrcala) je...

A. virtualni, uspravni, smanjeni

B. virtualni, uspravni, uvećani

C. pravi, uspravan, reduciran

D. stvarni, obrnuti, uvećani

E. realni, invertirani, reducirani

Rasprava

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

2. Ako se predmet postavi na pola puta između žarišne točke i površine konkavnog zrcala, slika će se formirati:

(1) uvećano dva puta

(2) uspravno

(3) udaljenost slike = udaljenost fokusa

(4) virtualno

Točna izjava je…

A. 1, 2 i 3

B. 1 i 3

C. 1 i 4

D. samo 4

E. sve je točno

Rasprava

Pretpostavimo da je žarišna udaljenost ili žarišna duljina (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 povećanje slike znači da je slika uspravna. Slika je uvećana 2 puta.

Svojstva sjena na temelju slike i rezultata izračuna iznad su:

1. Uvećano 2 puta

2. Uspravno

3. Udaljenost slike = žarišna duljina = 20 cm

4. Virtualne prirode

Točan odgovor je E.

Konveksno zrcalo

3. Konveksno zrcalo postavljeno je na zavoju ceste. Kada je objekt udaljen 2 m od zrcala, visina formirane slike iznosi 1/16 visine objekta. Žarišna duljina zrcala je…

A. 2/15 m

B. 2/17 m

Cca. 5/8 m

D. 15/2 m

I. 17/2 m

Rasprava

Poznato je da:

Udaljenost objekta (s) = 2 metra

Uvećanje slike (M) = 1/16 puta

Pitanje: Žarišna duljina konveksnog zrcala

Odgovor:

Prvo izračunajte udaljenost sjene (s'):

Udaljenost slike je – 1/8 metra. Predznak minus znači da je slika virtualna.

Žarišna duljina konveksnog zrcala (f):

Negativni predznak znači da je fokus konveksnog zrcala virtualni.

Točan odgovor je A.

4. Slika koju tvore konveksno zrcalo i predmet visine h postavljen ispred zrcala je...

A. pravi, uspravan, uvećan

B. virtualni, uspravni, uvećani

C. pravi, uspravan, reduciran

D. stvarni, obrnuti, uvećani

E. virtualni, uspravni, reducirani

Rasprava

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

Točan odgovor je E.

Konveksna leća

5. Iz gornjeg grafa konveksne leće, povećanje slike pri 1/s = 3 je...

A. 1,5 puta

B. 2 puta

C. 3 puta

D. 4 puta

E. 6 puta

Rasprava

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

Točan odgovor je C.

Konkavna leća

6. Paralelni snop svjetlosti pada na konkavnu leću. U leći, snop svjetlosti doživljava…

A. refrakcija tako da se svjetlost širi

B. refleksija tako da se svjetlost širi

C. refrakcija tako da se zrake skupljaju

D. refleksija tako da se svjetlost skuplja

E. lom, ali zrake ostaju paralelne

Rasprava

Ogledala mogu reflektirati svjetlost, dok leće mogu lomiti svjetlost.

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

Točan odgovor je A.

vuk

7. Leća žarišne duljine od 5 cm koristi se kao povećalo. Ako normalno oko koristi povećalo s maksimalnom akomodacijom, tada je kutno povećanje povećala...

A. 3 puta

B. 4 puta

C. 5 puta

D. 6 puta

E. 8 puta

Rasprava

Poznato je da:

Žarišna duljina objektiva (f) = 5 cm

Bliska točka normalnog oka (N) = 25 cm

Pitanje: Kutno povećanje povećala

Odgovor:

Ako je oko maksimalno akomodirano, udaljenost slike koju proizvodi povećalo jednaka je bliskoj točki normalnog oka. Formula za kut povećanja povećala kada je oko maksimalno akomodirano:

Točan odgovor je D.

Očne mane

8. Osoba s hipermetropijom mora nositi naočale s jačinom leće 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

Oko 50 cm

D. 60 cm

E. 100 cm

Rasprava

Poznato je da:

Jačina leće (P) = +2 dioptrije

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

Odgovor:

Konkavna ili konveksna leća?

Snaga leće je pozitivna, stoga je korištena leća pozitivna leća, poznata i kao konveksna leća, odnosno konvergentna leća.

Kolika je žarišna duljina objektiva?

P = 1/f

2 = 1/f

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

Žarišna duljina konveksne leće 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 točka normalnog oka je 25 cm. Da bi oko vidjelo predmet na udaljenosti od 25 cm kao normalno oko, leća mora formirati sliku na udaljenosti od x cm ispred leće. Slika je ispred konveksne leće tako da je slika uspravna i virtualna. Slika je virtualna, 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 kratkovidno oko može vidjeti je 50 cm. Najmanja udaljenost za normalno oko je 25 cm.

Točan odgovor je C.

Naočale

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

A. -2 dioptrije

B. -1/2 dioptrije

C. + 1/2 dioptrije

D. +2 dioptrije

E. +4 dioptrije

Rasprava

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

Da bi se objekt mogao promatrati na udaljenosti od 25 cm ispred oka, leća mora formirati sliku na udaljenosti od 50 cm ispred oka i leće. 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 : Žarišna duljina (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 žarišna duljina znači da je korištena leća konveksna leća.

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

Snaga ili dioptrija leće je +2 D. Pozitivan predznak znači da je korištena leća konveksna leća.

Točan odgovor je D.

Mikroskop

10. Mikroskop ima objektiv i okular sa žarišnim duljinama od 0,9 cm i 5 cm. Osoba postavlja uzorak od 10 mm ispred objektiva kako bi ga promatrala kroz okular bez akomodacije. Ako uzorak ima duljinu od 0,5 mm, a normalna udaljenost čitanja osobe je 25 cm, tada će prividna duljina predmeta biti...

A. 7,5 mm

B. 10 mm

Oko 12,5 mm

D. 15 mm

E. 20 mm

Rasprava

Poznato je da:

Žarišna duljina objektiva (f _ob ) = 0,9 cm = 9 mm

Žarišna udaljenost leće okulara ( _fok ) = 5 cm = 50 mm

Udaljenost predmeta od objektiva (s _ob ) = 10 mm

Duljina objekta (v) = 0,5 mm

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

Pitanje: Duljina sjene (h')

Odgovor:

Promatranje bez akomodacije isto je kao i promatranje s minimalnom akomodacijom, gdje se oko opušta pri promatranju slike 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 povećanje mikroskopa kada je oko u minimalnoj akomodaciji ili kada je slika u beskonačnosti izračunava se pomoću formule:

Duljina sjene = duljina objekta x ukupno povećanje = (0,5 mm)(45) = 22,5 milimetara.

11. Mikroskop ima žarišnu duljinu objektiva od 2,0 cm. Predmet se nalazi ispod objektiva na udaljenosti od 2,2 cm. Mikroskop je dug 24,5 cm i promatrač promatra bez akomodacije. Ako promatrač ima normalne oči, ukupno povećanje mikroskopa je…

A. 20 puta

B. 25 puta

C. 50 puta

D. 75 puta

E. 100 puta

Rasprava

Poznato je da:

Žarišna duljina objektiva (f _ob ) = 2,0 cm

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

Duljina mikroskopa (l) = 24,5 cm

Bliska točka normalnog oka (N) = 25 cm

Promatranje bez akomodacije

Pitanje: Ukupno povećanje mikroskopa (M)

Odgovor:

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

Formula za ukupno povećanje mikroskopa kada je oko u minimalnoj akomodaciji:

Informacije:

M = ukupno uvećanje

l = duljina mikroskopa = udaljenost između objektiva i okulara = žarišna duljina 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.

Žarišna duljina leće okulara (f _ok ):

l = f _ok + s _ob '

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

Ukupno povećanje mikroskopa (M):

Točan odgovor je E.

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

A. 30 puta

B. 36 puta

C. 40 puta

D. 46 puta

E. 50 puta

Rasprava

Poznato je da:

Bliska točka normalnog oka (N) = 25 cm

Udaljenost objekta (s _ob ) = 1,2 cm

Objektivna žarišna duljina (f _ob ) = 1 cm

Žarišna duljina leće 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 povećanje mikroskopa kada je oko u maksimalnoj akomodaciji:

Rasprava o mikroskopima

Dvogled

Rasprava o dalekozoru

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

A. 20 cm
B. 24 cm
Oko 25 cm
D. 27 cm
E. 29 cm

Rasprava

Poznato je da:
Udaljenost objekta od objektiva (s_ob) = 2 cm
Žarišna duljina objektiva (f_ob) = 1,8 cm
Udaljenost stvarne slike od leće okulara (s_ok) = 6 cm
Žarišna duljina leće okulara (f_ok) = 6 cm
Pitanje: Udaljenost između objektiva i okulara (duljina mikroskopskog tubusa)
Odgovor:

Promatrajte gornju sliku. Kada je oko u minimalnoj akomodaciji, konačna slika koju formira okularna leća nalazi se na beskonačnoj udaljenosti. Da bi konačna slika koju proizvodi okularna leća bila na beskonačnoj udaljenosti, stvarna slika koju proizvodi objektivna leća mora biti u žarišnoj točki okularne leće. Dakle, udaljenost između objektivne leće i okularne leće (l) = udaljenost stvarne slike od objektivne leće (s _ob ') + žarišna duljina okularne leće (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 (duljina mikroskopskog tubusa):
l = s_ob' + f_ok
l = 18 cm + 6 cm
l = 24 cm
Točan odgovor je B.

Izvor pitanja:

Pitanja iz fizike za nacionalni ispit za višu srednju školu/srednju strukovnu školu

Primjeri pitanja o optičkim instrumentima za oči
Osoba s normalnim očima isprva vidi objekt udaljen 500 metara. Nekoliko trenutaka kasnije osoba vidi objekt udaljen 1 metar. Udaljenost između rožnice i mrežnice otirač smatra se istim kao i udaljenost sjene, koja iznosi približno 2,5 cm. Izračunajte:
(a) Žarišna duljina i snaga okulara pri fokusiranju na objekt udaljen 500 metara
(b) Žarišna duljina i snaga okulara pri fokusiranju na objekt udaljen 1 metar
(c) Promjena žarišne duljine okulara pri preusmjeravanju fokusiranja s 500 metara na 1 metar.
Rasprava
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) Žarišna duljina i snaga očne leće kada se oko fokusira na objekt udaljen 500 metara
Žarišna duljina (f) okulara izračunava se pomoću formula konveksne leće :
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 metar
Čvrstoća očne leće:
P₁ = 1/f₁ = 1/0,02499875 = 40,0 dioptrija

(b) Žarišna duljina i snaga očne leće kada se oko fokusira na objekt udaljen 1 metar
Žarišna duljina (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 metar
Čvrstoća očne leće:
P₂ = 1/f₂ = 1/0,02439024 = 41,0 dioptrija

(c) Promjena žarišne duljine i snage očne leće pri promjeni fokusiranja s 500 metara na 1 metar.
Promjena žarišne duljine očne leće = f₁ - f₂ = 0,02499875 – 0,02439024 = 0,00060851 metara
Promjena jakosti očne leće = 41,0 – 40,0 = 1,0 dioptrija

Na temelju rasprave o gore navedenim pitanjima može se zaključiti:
– Žarišna duljina očne leće je veća kada oko promatra predmete na udaljenosti, a žarišna duljina očne leće je manja kada oko promatra predmete na udaljenosti.
– Snaga očne leće je veća kada oko promatra bliski objekt, a snaga očne leće je manja kada oko promatra udaljeni objekt. Dakle, što je objekt bliži, to je snaga očne leće 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 povećala ili pitanja o povećalu
Napisani tekst je toliko malen da se ne može pročitati. Osoba čita tekst pomoću povećala kada je oko u minimalnoj akomodaciji, kut povećanja povećala je 5x. Kolika je žarišna duljina povećala?
Rasprava
Poznato je da:
Bliska točka normalnog oka (N) = 25 cm
Povećanje kuta povećala (M) = 5 x
Pitao/la sam: Žarišna duljina povećala (f)
Odgovor:
Formula za povećanje kuta povećala 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
Žarišna duljina povećala je 6,25 cm. Žarišna duljina povećala je pozitivna jer povećalo 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 s normalnim očima promatra objekt pomoću mikroskopa. Žarišna duljina objektiva je 20 mm, a žarišna duljina okulara je 30 mm. Ako je stvarna slika koju proizvodi objektiv udaljena 10 cm, izračunajte kutno povećanje mikroskopa kada se promatra okom s minimalnom akomodacijom.
Rasprava
Poznato je da:
Žarišna duljina objektiva (f_ob) = 20 mm
Žarišna duljina leće okulara (f_ok) = 30 mm
Udaljenost slike objektiva (s)_ob') = 10 cm = 100 mm
Udaljenost bliže točke normalnog oka (N) = 25 cm = 250 mm
Pitao/la sam: Kutno povećanje mikroskopa promatrano okom pri minimalnoj akomodaciji
Odgovor:
Formula za ukupno kutno povećanje mikroskopa kada oko akomodira barem:

Ukupno kutno povećanje (M) mikroskopa kada je oko u minimalnom akomodiranom 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.