Оптикалық құралдар – мәселелер және оларды шешу жолдары

Оптикалық құралдар – мәселелер және оларды шешу жолдары

Ойыс айна

1. h-биіктіктегі нысан фокустық қашықтығы f-тен кіші қашықтықта орналастырылған. Кескіннің қасиеттерін анықтаңыз.

шешім

Жоғарыдағы суретке сәйкес, кескіннің қасиеттері виртуалды, тік және нысаннан үлкенірек.

2. Егер нысан фокустық нүкте мен ойыс айнаның ортасына орналастырылса, айнадан пайда болған кескін:

1. Заттан 2 есе үлкен

2. Тік

3. Кескін қашықтығы = фокустық қашықтық

4. Виртуалды

Дұрыс тұжырым....

Шешімі:

Фокустық қашықтық (f) = 20 см және нысанның қашықтығы (d)_o) = 10 см, төмендегі суретте көрсетілгендей:

а) Кескін қашықтығы

1/f = 1/күн_o + 1/күн_i

1/20 = 1/10 + 1/күн_i

1/20 – 1/10 = 1/күн_i

1/20 – 2/20 = 1/күн_i

-1/20 = 1/күн_i

d_i = -20 см

Минус белгісі кескіннің виртуалды екенін немесе сәулелердің нүктеден өтпейтінін көрсетеді.

b) Суретті үлкейту

M = -d_i / г_o = -(-20)/10 = 20/10 = 2 есе

Плюс белгісі кескіннің тік тұрғанын және кескіннің нысаннан 2 есе үлкен екенін көрсетеді.

Кескін сипаттары

1. Объектіден 2 есе үлкен кескін

2. Тік

3. Кескін қашықтығы = фокустық қашықтық = 20 см

4. Виртуалды

Дөңес айна

3. Дөңес айнаның алдындағы заттың қашықтығы 2 метр, ал кескін биіктігі зат биіктігінің 1/16 есесіне тең. Айнаның фокустық қашықтығы қандай?

Белгілі:

Нысанның қашықтығы (d_o) = 2 метр

Кескінді үлкейту (M) = 1/16 есе

Қалаған: дөңес айнаның фокустық қашықтығы

Шешімі:

Кескін қашықтығы:

Суреттің қашықтығы – 1/8 метр. Минус белгісі кескіннің виртуалды екенін көрсетеді.

Фокустық қашықтық (f):

Минус белгісі фокустық қашықтықтың виртуалды екенін көрсетеді.

4. Дөңес айнаның алдында орналасқан h-биіктіктегі кескіннің қасиеттерін анықтаңыз.

шешім

Суретке сәйкес, кескіннің қасиеттері виртуалды, тік және нысаннан кішірек.

Үлкейткіш әйнек

7. Үлкейткіш әйнек ретінде қолданылатын 5 м фокустық қашықтықтағы линза. Көз жақын нүктеге фокусталған кезде қалыпты көз пайдаланатын линза. Үлкейткіш әйнектің бұрыштық үлкейтілуі қандай?

Белгілі:

Фокустық қашықтық (f) = 5 см

Қалыпты көздің жақын нүктесі (N) = 25 см

Қажетті: Бұрыштық үлкейту

Шешімі:

Егер көз өзінің жақын нүктесіне фокусталса, кескін қашықтығы қалыпты көздің жақын нүктесі болып табылады. Бұрыштық үлкейту теңдеуі:

M = бұрыштық үлкейту, N = қалыпты көздің жақын нүктесі, f = үлкейткіш әйнектің фокустық қашықтығы

Көз жақын нүктеге фокусталған кездегі бұрыштық үлкейту:

Жақыннан көргіш көз және алыстан көргіш көз

8. Біреумен Жақыннан көргіш көз +2 пайдаланыңыз Диоптрлар көзшыны. қандай ең жақын қашықтық The адам онсыз да көре алады көзшыны.

Белгілі:

Линза қуаты (P) = +2 диоптр

Қажетті: The ең жақын қашықтық

Шешімі:

A конвергенциялық линза or шашыраңқы линза?

Линзаның қуаты оң, себебі пайдаланылған линза оң линза немесе конвергентті линза болып табылады.

Линзаның фокустық қашықтығы қандай?

P = 1/f

2 = 1/f

f = 1/ 2 = 0.5 м = 50 см

Фокустық қашықтығы 50 см.

Жақыннан көргіш көз және алыстан көргіш көз?

Жақыннан көргіштік, себебі қолданылған линза оң линза болып табылады.

қандай ең жақын қашықтық The адам онсыз да көре алады көзілдірік?

Көз кәдімгі көз сияқты 25 см қашықтықтағы заттарды көруі үшін, линза линзаның алдында x см қашықтықта кескін қалыптастыруы керек. Кескін линзаның алдында орналасады, сондықтан кескін тік және виртуалды болады. Кескін виртуалды болады, сондықтан көлеңкенің қашықтығы теріс болады.

-1/к_i = 1/f – 1/күн_o

-1/к_i = 1/50 – 1/25 = 1/50-2/50 = -1/50

-d_i = -50/1 = -50 см = -0.50 метр

d_i = 50 см = 0.5 метр

The ең жақын қашықтық The адам онсыз да көре алады көзшыны 50 см. Қалыпты көз көре алатын ең жақын қашықтық - 25 см.

Көзілдірік

9. n әрпі бар адамның жақын нүктесіқұлақ көретін көз is 50 см. Адам 25 см қашықтықтағы заттарды көру үшін қандай линзаны пайдаланады?

шешім

Қалыпты көздің жақын нүктесі 25 см, ал көздің жақын нүктесі n. адамның нүктесіне жақын.құлақ көретін көз 50 см-ге тең. Адам қолданатын линза - жинайтын линза.

Байқалған объект үшінs көздің алдында 25 см болуы үшін, линза пішінін қалыптастыруы керек бейне көз бен линзаның алдында 50 см қашықтықта. бейне көру үшін көздің алдында болуы керек, сонда бейне тік және виртуалды.

Белгілі:

Нысанның қашықтығы (d_o) = 25 см

Кескін қашықтығы (d_i) = -50 см (теріс, себебі виртуалды)

Қажет : Фокустық қашықтық (f) және линзаның оптикалық күші (P)

Шешімі:

1/f = 1/с + 1/с'

1/f = 1/25 + 1/-50

1/f = 2/50 – 1/50

1/f = 1/50

f = 50/1 = 50 см = 0.5 м

Плюс белгісі линзаның конвергенциясын көрсетеді.

P = 1/f = 1/0.5 = +2 Диоптрлар

Линзаның оптикалық күші +2 D құрайды.

микроскоп

10. Микроскоптың объективі және окулярлық линзасы бар фокустық қашықтықпен 0.9 см және 5 см. Біреу 10 мм қояды зат объективтің алдында аккомодациясыз көз линзасы арқылы бақыланады. Егер заттың ұзындығы 0.5 мм болса және адамның қалыпты оқу қашықтығы 25 см болса, онда заттың ұзындығы... болып көрінеді.

Белгілі:

Объективтің фокустық қашықтығы (f)_ob) = 0.9 см = 9 мм

Көз линзасының фокустық қашықтығы (f)_ok) = 5 см = 50 мм

Объективтен объективке дейінгі қашықтық (с)_ob) = 10 мм

Нысанның ұзындығы (сағ_o) = 0.5 мм

Қалыпты көздің жақын нүктесі (N) = 25 см = 250 мм

Қажетті: Кескін ұзындығы (сағ_{мен '})

Шешімі:

Объективтен кескін қашықтығы

1 / сек_ob' = 1/f_ob – 1/с_ob = 1/9 – 1/10 = 10/90 – 9/90 = 1/90

s_ob' = 90/1 = 90 мм

Көз босаңсыған кезде немесе кескін шексіздікте көрсетілген кезде микроскоптың толық үлкейтуі, теңдеу арқылы есептеледі:

Кескін ұзындығы = нысан ұзындығы x жалпы үлкейту = (0.5 мм)(45) = 22.5 мм.

11. Микроскоптың объективінің фокустық қашықтығы 2.0 см. Зат 2.2 см-ге орналастырылған. Микроскоптың ұзындығы 24.5 см. Көз қалыпты және босаңсыған. Микроскоптың жалпы үлкейтуі қандай?

Белгілі:

Объективтің фокустық қашықтығы (f)_ob) = 2.0 см

Объективтен объективке дейінгі қашықтық (d_ob) = 2.2 см

Микроскоптың ұзындығы (л) = 24.5 см

Қалыпты көздің жақын нүктесі (N) = 25 см

Көз босаңсыған.

Қалаған: Микроскоптың жалпы үлкейтуі (М)

Шешімі:

Шексіздік кезінде кескінді көргенде көз босаңсыйды.

Көз босаңсыған кездегі микроскоптың толық үлкейтуі:

M = жалпы үлкейту

l = микроскоп ұзындығы =көз линзасы мен объектив арасындағы қашықтық = көз линзасының фокустық аралығы + объективтен кескін қашықтығы (d_ob') = f_ok + d_ob«

Объективтен кескін қашықтығы (d_ob') :

1/ф_ob = 1/күн_ob + 1/күн_ob«

1 / д_ob' = 1/f_ob – 1/күн_ob = 1/2 – 1 / 2.2 = 2.2 / 4.4 – 2 / 4.4 = 0.2 / 4.4

d_ob' = 22

Объективтен кескіннің қашықтығы 22 см.

Көз линзасының фокустық аралығы (f_ok):

l = f_ok + s_ob«

f_ok = l – d_ob' = 24.5 – 22 = 2.5 см

Микроскоптың жалпы үлкейтуі (М):

12. Қалыпты көздің жақын нүктесі 25 см. Микроскоптың үлкейтуі қандай?

Белгілі:

Қалыпты көздің жақын нүктесі (N) = 25 см

Нысанның қашықтығы (d_ob) = 1.2 см

Объективтің фокустық қашықтығы (f_ob) = 1 см

Көз линзасының фокустық аралығы (f_ok) = 5 см

Көз линзасы мен объектив арасындағы қашықтық = 10 см

Қалаған: Микроскоптың үлкейтілуі

Шешімі:

Егер соңғы кескін шексіздікте болса, онда көз босаңсыған (минималды аккомодация). Егер соңғы кескін жақын нүктеде (25 см) болса, көз босаңсыған емес, жақын нүктеде (максималды аккомодация) шоғырланған.

Көз жақын нүктеге (максималды аккомодация) фокусталған кездегі микроскоптың үлкейту теңдеуі:

Объективтен кескін қашықтығы (d_ob') :

1 / д_ob' = 1/күн_ob – 1/күн_ob = 1/1 – 1 / 1.2 = 12/12 – 10/12 = 2/12

d_ob' = 12/2 = 6 см

Суретті үлкейту:

Микроскопиялық мәселелер және оларды шешу жолдары

телескоп

Телескоп мәселелері және оларды шешу жолдары 1

Телескоп мәселелері және оларды шешу жолдары 2

1. Оптикалық аспаптардың негізгі принципі қандай?
   • жауапОптикалық құралдардың негізгі қағидасы - жарықты, ең алдымен, сыну және шағылысу арқылы манипуляциялау, кескіндерді қалыптастыру және үлкейту, бұл бізге объектілерді жақсы бақылауға немесе жарықтың белгілі бір қасиеттерін өлшеуге көмектеседі.
2. Көруді жақсарту үшін түзеткіш көзілдіріктер қалай жұмыс істейді?
   • жауапТүзетуші көзілдіріктерде көздің жарықты фокустаудағы кемшіліктерін өтейтін линзалар бар. Жақыннан көргіштік үшін дөңес линзалар жарық сәулелерін таратады, ал алыстан көргіштік үшін дөңес линзалар жарық сәулелерін біріктіреді, бұл көздің кескіндерді торлы қабыққа дұрыс фокустауына мүмкіндік береді.
3. Неліктен үлкейткіш әйнек заттарды үлкенірек етіп көрсетеді?
   • жауапҮлкейткіш әйнек – линзаның фокустық қашықтығына орналастырылған кезде, оның виртуалды, үлкейтілген және тік кескінін жасайтын дөңес линза. Көз бұл үлкейтілген кескінді заттың өзінен үлкенірек деп қабылдайды.
4. Камераның диафрагмасы кескін сапасына қалай әсер етеді?
   • жауап: Диафрагма камераға түсетін жарық мөлшерін басқарады. Үлкенірек диафрагма көбірек жарық түсіруге мүмкіндік береді, бұл аз жарықта жақсы фотосуреттер түсіруге әкелуі мүмкін. Дегенмен, үлкенірек диафрагма өріс тереңдігін де азайтады, яғни кескіннің кішірек бөлігі фокуста болады. Керісінше, кішірек диафрагма өріс тереңдігін арттырады, бірақ ұзақ экспозиция уақытын немесе жоғары сезімталдық параметрлерін қажет етуі мүмкін.
5. Неліктен дүрбілерде көбінесе «10×50» сияқты сан жазылады?
   • жауап«10×50» дүрбісінде «10x» нысанның көзге қарағанда 10 есе жақын көрінетінін білдіреді. «50» нысанның диаметрін миллиметрмен көрсетеді. Үлкенірек нысан көбірек жарық жинай алады, бұл кескінді жарқын етеді, әсіресе жарық аз жағдайда пайдалы.
6. Телескоп адам көзінен гөрі қалай көбірек жарық жинайды және бұл алыс жұлдыздарды бақылау үшін неліктен маңызды?
   • жауапТелескоптардың адам көзіне қарағанда әлдеқайда үлкен объектив линзалары (немесе айналары) бар, бұл оларға көбірек жарық жинауға және шоғырландыруға мүмкіндік береді. Бұл жарық жинау мүмкіндігінің артуы жалаңаш көзге көрінбейтін алыс және әлсіз аспан денелерін бақылау үшін өте маңызды.
7. Рефракциялық және шағылыстырғыш телескоптың айырмашылығы неде?
   • жауапРефракциялық телескоп (немесе рефрактер) жарықты бүгу және фокустау үшін линзаларды пайдаланады, ал шағылыстырғыш телескоп (немесе рефлектор) айнаны пайдаланады. Рефрактер көбінесе хроматикалық аберрациядан зардап шегеді, бұл заттардың айналасында түрлі-түсті жолақтардың пайда болуына әкелуі мүмкін. Рефлекторлар бұл мәселені болдырмайды, бірақ жиірек туралау мен реттеуді қажет етуі мүмкін.
8. Неліктен микроскоптар бірнеше линзаларды пайдаланады?
   • жауапМикроскоптар жоғары үлкейту мен ажыратымдылыққа қол жеткізу үшін линзалардың (объектив және окуляр) тіркесімін пайдаланады. Объектив линза үлгіні үлкейтеді, содан кейін окуляр сол кескінді одан әрі үлкейтеді. Бұл тіркесім ұсақ құрылымдарды егжей-тегжейлі бақылауға мүмкіндік береді.
9. Оптикалық талшық ақпаратты ұзақ қашықтыққа қалай жеткізеді?
   • жауапОптикалық талшықтар толық ішкі шағылысу принципін қолданады. Жарық сигналдары (лазерлерден) талшыққа енгізіліп, талшықтың ішкі қабырғаларынан шағылысады, қарқындылығы минималды жоғалтумен үлкен қашықтыққа таралады. Бұл жарық сигналдары үлкен көлемдегі деректерді тасымалдай алады.
10. Спектрометрде призманың рөлі қандай?

• жауапСпектрометрде призма кіретін жарықты толқын ұзындығына негізделген құрамдас түстеріне (спектріне) шашыратады. Бұл жарық көздерінің құрамын, қарқындылығын және басқа да қасиеттерін анықтау үшін оларды талдауға мүмкіндік береді.