Примеры вопросов по оптическим приборам

12 примеров вопросов по оптическим приборам

Вогнутое зеркало

1. Изображение объекта высотой h, расположенного на расстоянии меньше f (f = фокусное расстояние зеркала), образованное вогнутым зеркалом, представляет собой...

А. виртуальный, прямой, редуцированный

B. виртуальный, прямой, увеличенный

C. реальный, прямой, редуцированный

D. реальный, перевернутый, увеличенный

Е. действительный, перевернутый, редуцированный

Обсуждение

Ниже приведён пример образования тени, аналогичный вопросу выше. Судя по этому изображению, тень является виртуальной, прямой и увеличенной. Правильный ответ — B.

2. Если объект поместить посередине между фокусом и поверхностью вогнутого зеркала, то образуется следующее изображение:

(1) увеличено в два раза

(2) вертикально

(3) имеет расстояние до изображения = расстояние до фокуса

(4) виртуальный

Правильное утверждение:

А. 1, 2 и 3

В. 1 и 3

С. 1 и 4

Д. только 4

E. Все варианты верны.

Обсуждение

Предположим, что фокусное расстояние (f) равно 20 см, а расстояние до объекта (s) равно 10 см, как показано на изображении ниже.

а) Расстояние до тени

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/с'

s' = -20 см

Отрицательное значение расстояния до тени означает, что тень является виртуальной. Тень виртуальна, потому что через нее не проходит свет. Это обозначено пунктирной линией на изображении.

б) Увеличение изображения

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

Положительное увеличение изображения означает, что изображение прямое. Изображение увеличено в 2 раза.

Свойства теней, полученные на основе приведенного выше изображения и результатов расчетов, следующие:

1. Увеличено в 2 раза

2. Вертикальный

3. Расстояние до изображения = фокусное расстояние = 20 см

4. Виртуальный по своей природе

Правильный ответ — Е.

Выпуклое зеркало

3. Выпуклое зеркало установлено на повороте дороги. Когда объект находится на расстоянии 2 м от зеркала, высота образующегося изображения составляет 1/16 высоты объекта. Фокусное расстояние зеркала равно…

А. 2/15 м

Б. 2/17 м

С. 5/8 м

Д. 15/2 м

В. 17/2 м

Обсуждение

Известно, что:

Расстояние до объекта (с) = 2 метра

Увеличение изображения (M) = 1/16 раза

Вопрос: Фокусное расстояние выпуклого зеркала

Джаваб:

Сначала рассчитайте расстояние до тени (s'):

Расстояние до изображения составляет –1/8 метра. Отрицательный знак означает, что изображение мнимое.

Фокусное расстояние выпуклого зеркала (f):

Отрицательный знак означает, что фокус выпуклого зеркала является виртуальным.

Правильный ответ — А.

4. Изображение, образованное выпуклым зеркалом и объектом высотой h, расположенным перед зеркалом, представляет собой...

А. настоящий, прямой, увеличенный

B. виртуальный, прямой, увеличенный

C. реальный, прямой, редуцированный

D. реальный, перевернутый, увеличенный

Е. виртуальный, прямой, редуцированный

Обсуждение

Судя по изображению сбоку, свойства тени — виртуальные, прямые и уменьшенные.

Правильный ответ — Е.

Выпуклая линза

5. Из приведенного выше графика выпуклой линзы следует, что увеличение изображения при 1/с = 3 равно...

А. 1,5 раза

Б. 2 раза

С. 3 раза

Д. 4 раз

Е. 6 раз

Обсуждение

Известно, что:

1/s = 3 см⁻¹ ^, s = 1/3 см

1/s' = 1 см⁻¹ ^, s' = 1/1 см = 1 см

Вопрос: Увеличение изображения (М)

Джаваб:

Увеличение изображения:

M = s' : s

M = 1 см : 1/3 см

M = 1 см x 3/1 см

М = 3 раза

Правильный ответ — C.

Вогнутая линза

6. Параллельный луч света падает на вогнутую линзу. В линзе луч света испытывает…

А. преломление, в результате которого лучи рассеиваются.

Б. отражение, благодаря которому свет рассеивается.

C. преломление, в результате которого лучи собираются

D. отражение, благодаря которому свет собирается

Е. преломление, но лучи остаются параллельными.

Обсуждение

Зеркала способны отражать свет, а линзы — преломлять его.

Вогнутые линзы обладают свойством рассеивать свет, поэтому их также называют рассеивающими линзами.

Правильный ответ — А.

волк

7. Линза с фокусным расстоянием 5 см используется в качестве увеличительного стекла. Если нормальный глаз использует увеличительное стекло с максимальной аккомодацией, то угловое увеличение увеличительного стекла составляет...

А. 3 раза

Б. 4 раза

С. 5 раза

Д. 6 раз

Е. 8 раз

Обсуждение

Известно, что:

Фокусное расстояние объектива (f) = 5 см

Ближняя точка нормального глаза (Н) = 25 см

Вопрос: Угловое увеличение увеличительного стекла

Джаваб:

При максимальном аккомодировании глаза расстояние до изображения, получаемого увеличительным стеклом, совпадает с ближней точкой нормального глаза. Формула для угла увеличения увеличительного стекла при максимальном аккомодировании глаза:

Правильный ответ — D.

Дефекты зрения

8. Человеку с дальнозоркостью для нормального зрения необходимы очки с линзами +2 диоптрии. Следовательно, минимальное расстояние, на которое этот человек может видеть без очков, составляет...

A. 2,5 см

B. 15 см

C. 50 см

Д. 60 см

Е. 100 см

Обсуждение

Известно, что:

Сила линзы (P) = +2 диоптрии

Вопрос: На каком минимальном расстоянии человек может видеть без очков?

Джаваб:

Вогнутая или выпуклая линза?

Оптическая сила линзы положительна, поэтому используется положительная линза, также известная как выпуклая линза или собирающая линза.

Каково фокусное расстояние линзы?

Р = 1/f

2 = 1/f

f = 1/2 = 0,5 метра = 50 см

Фокусное расстояние выпуклой линзы составляет 50 см.

Близорукость или дальнозоркость?

Если используется выпуклая линза, то это близорукость.

На каком минимальном расстоянии глаз может видеть без очков?

Ближняя точка нормального глаза составляет 25 см. Для того чтобы глаз мог видеть объект на расстоянии 25 см как нормальный глаз, хрусталик должен формировать изображение на расстоянии x см перед собой. Изображение находится перед выпуклой линзой, поэтому оно является прямым и мнимым. Изображение является мнимым, следовательно, расстояние до изображения (s') отрицательно.

-1/s' = 1/f – 1/s

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

-s' = -50/1 = -50 см = -0,50 метра

s' = 50 см = 0,5 метра

Минимальное расстояние, на котором может видеть близорукий глаз, составляет 50 см. Минимальное расстояние для нормального глаза составляет 25 см.

Правильный ответ — C.

Очки

9. У человека с пресбиопией ближняя точка зрения составляет 50 см. Для чтения на обычном расстоянии ему необходимы очки с оптической силой...

А. -2 диоптрии

Б. -1/2 диоптрии

С. + 1/2 диоптрии

Д. +2 диоптрии

Е. +4 диоптрии

Обсуждение

Ближняя точка зрения у здорового глаза составляет 25 см, а у пациента — 50 см. Это означает, что человек испытывает трудности со зрением вблизи, это состояние известно как дальнозоркость. Дальнозоркость можно скорректировать с помощью выпуклой линзы, как показано на изображении ниже.

Для наблюдения объекта на расстоянии 25 см перед глазом линза должна сформировать изображение на расстоянии 50 см между глазом и линзой. Изображение должно находиться перед глазом, чтобы его можно было увидеть, поэтому оно должно быть прямым и мнимым.

Известно, что :

Расстояние до объекта (с) = 25 см

Расстояние до изображения (s') = -50 см (отрицательное значение, поскольку изображение виртуальное)

Вопрос : Фокусное расстояние (f) очков и оптическая сила линзы (P)

Отвечать :

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

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

1/ф = 2/50 – 1/50

1/ф = 1/50

f = 50/1 = 50 см = 0,5 метра

Положительное фокусное расстояние означает, что используется выпуклая линза.

P = 1/f = 1/0,5 = +2 диоптрии

Сила или оптическая сила линзы составляет +2 диоптрии. Положительный знак означает, что используется выпуклая линза.

Правильный ответ — D.

Микроскоп

10. Микроскоп имеет объектив и окуляр с фокусными расстояниями 0,9 см и 5 см соответственно. Человек помещает образец размером 10 мм перед объективом для наблюдения через окуляр без аккомодации. Если длина образца составляет 0,5 мм, а нормальное расстояние для чтения человека — 25 см, то кажущаяся длина объекта будет равна...

А. 7,5 мм

Б. 10 мм

С. 12,5 мм

Д. 15 мм

Е. 20 мм

Обсуждение

Известно, что:

Фокусное расстояние объектива (f _ob ) = 0,9 см = 9 мм

Фокусное расстояние окулярной линзы (f _ok ) = 5 см = 50 мм

Расстояние от объекта до объектива (s _ob ) = 10 мм

Длина объекта (h) = 0,5 мм

Ближняя точка нормального глаза (Н) = 25 см = 250 мм

Вопрос: Длина тени (h')

Джаваб:

Наблюдение без аккомодации аналогично наблюдению с минимальной аккомодацией, когда глаз расслабляется при рассматривании бесконечно удаленного изображения.

Сначала рассчитайте расстояние изображения от объектива. Объектив является выпуклой линзой, поэтому используется формула для выпуклых линз:

1/с _об ' = 1/f _об - 1/с _об = 1/9 - 1/10 = 10/90 - 9/90 = 1/90

s _ob ' = 90/1 = 90 мм

Суммарное увеличение микроскопа при минимальной аккомодации глаза или при нахождении изображения на бесконечности рассчитывается по формуле:

Длина тени = длина объекта × общее увеличение = (0,5 мм)(45) = 22,5 миллиметра.

11. Микроскоп имеет фокусное расстояние объектива 2,0 см. Объект расположен под объективом на расстоянии 2,2 см. Длина микроскопа составляет 24,5 см, и наблюдатель наблюдает без аккомодации. Если у наблюдателя нормальное зрение, то общее увеличение микроскопа составляет…

А. 20 раза

Б. 25 раза

С. 50 раза

Д. 75 раз

Е. 100 раз

Обсуждение

Известно, что:

Фокусное расстояние объектива (f _ob ) = 2,0 см

Расстояние объекта перед объективом (s _ob ) = 2,2 см

Длина микроскопа (l) = 24,5 см

Ближняя точка нормального глаза (Н) = 25 см

Наблюдение без учета условий

Вопрос: Общее увеличение микроскопа (М)

Джаваб:

Когда изображение находится на бесконечном расстоянии, глаз минимально аккомодирует, как показано на изображении сбоку.

Формула для расчета полного увеличения микроскопа при минимальной аккомодации глаза:

Информация :

M = общее увеличение

l = длина микроскопа = расстояние между объективом и окуляром = фокусное расстояние окуляра + расстояние изображения от объектива (s _ob ') = f _ok + s _ob '

Расстояние от объектива до изображения (с _ob '):

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

1/с _об ' = 1/f _об - 1/с _об = 1/2 - 1/2,2 = 2,2/4,4 - 2/4,4 = 0,2/4,4

s _ob ' = 22

Расстояние от объектива до изображения составляет 22 см.

Фокусное расстояние окулярной линзы (f _ok ):

l = f _ok + s _ob '

f _ок = л – с _об ' = 24,5 – 22 = 2,5 см

Общее увеличение микроскопа (М):

Правильный ответ — Е.

12. Студент (Sn = 25 см) провел эксперимент с использованием микроскопа, получив данные, представленные на следующей диаграмме. Увеличение микроскопа составляет…

А. 30 раза

Б. 36 раза

С. 40 раза

Д. 46 раз

Е. 50 раз

Обсуждение

Известно, что:

Ближняя точка нормального глаза (Н) = 25 см

Расстояние до объекта (s _ob ) = 1,2 см

Фокусное расстояние объектива (f _ob ) = 1 см

Фокусное расстояние окулярной линзы (f _ok ) = 5 см

Расстояние между объективом и окуляром = 10 см

Вопрос: Увеличение микроскопа

Джаваб:

Если конечное изображение находится на бесконечном расстоянии, глаз будет аккомодировать минимально; наоборот, если изображение находится на конечном расстоянии, глаз будет аккомодировать максимально. На изображении выше показано конечное изображение, для которого глаз будет аккомодировать максимально.

Формула для увеличения микроскопа при максимальной аккомодации глаза:

Обсуждение микроскопов

Бинокль

Обсуждение биноклей

13. Посмотрите на изображение пути светового луча, формирующего изображение, на следующем микроскопе:
Расстояние между объективом и окуляром dИсточник микроскопа находится…

A. 20 см
B. 24 см
C. 25 см
Д. 27 см
Е. 29 см

Обсуждение

Известно, что:
Расстояние объекта от объектива (с)_ob) = 2 см
Фокусное расстояние объектива (f)_ob) = 1,8 см
Расстояние действительного изображения от линзы окуляра (с)_ok) = 6 см
Фокусное расстояние окулярной линзы (f)_ok) = 6 см
Вопрос: Расстояние между объективом и окуляром микроскопа (длина тубуса микроскопа)
Джаваб:

Рассмотрите изображение выше. Когда глаз находится в минимальном аккомодирующем состоянии, конечное изображение, формируемое окулярной линзой, находится на бесконечном расстоянии. Для того чтобы конечное изображение, создаваемое окулярной линзой, находилось на бесконечном расстоянии, действительное изображение, создаваемое объективной линзой, должно находиться в фокусе окулярной линзы. Таким образом, расстояние между объективной линзой и окулярной линзой (l) = расстояние действительного изображения от объективной линзы (s _ob ') + фокусное расстояние окулярной линзы (f _ok ).

Расстояние от действительного изображения до объектива (с)_ob') :
1 / s_ob + 1/с_ob' = 1/f_ob
1 / s_ob' = 1/f_ob – 1/с_ob
1 / s_ob' = 1/1,8 – 1/2
1 / s_ob' = 10/18 – 9/18 = 1/18
s_ob' = 18 см

Расстояние между объективом и окуляром микроскопа (длина тубуса микроскопа):
л = с_ob' + f_ok
l = 18 см + 6 см
д = 24 см
Правильный ответ — B.

Источник вопроса:

Вопросы по физике для национального экзамена в старших классах средней школы/профессионального училища.

Примеры вопросов об оптических приборах для проверки зрения.
Человек с нормальным зрением сначала видит объект на расстоянии 500 метров. Через несколько мгновений он видит объект на расстоянии 1 метра. Расстояние между роговицей и сетчаткой — это расстояние между роговицей и сетчаткой. мата Считается, что это расстояние совпадает с расстоянием до тени, которое составляет приблизительно 2,5 см. Рассчитайте:
(а) Фокусное расстояние и увеличение окуляра при фокусировке на объекте, находящемся на расстоянии 500 метров.
(b) Фокусное расстояние и увеличение окуляра при фокусировке на объекте, находящемся на расстоянии 1 метра.
(c) Изменение фокусного расстояния окуляра при переключении фокусировки с 500 метров на 1 метр.
Обсуждение
Известно, что:
Расстояние до объекта 1 (с)₁) = 500 метр = 50.000 см
Расстояние до объекта 2 (с)₂) = 1 метр = 100 см
Расстояние до тени (s') = 2,5 см
Джаваб:
(а) Фокусное расстояние и оптическая сила хрусталика глаза при фокусировке на объекте, находящемся на расстоянии 500 метров.
Фокусное расстояние (f) окуляра рассчитывается по формуле: формула выпуклой линзы :
1 / е₁ = 1 / с₁ + 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 см
f₁ = 0,02499875 метров
Сила линзы глаза:
P₁ = 1/f₁ = 1/0,02499875 = 40,0 диоптрии

(b) Фокусное расстояние и оптическая сила хрусталика глаза при фокусировке на объекте, находящемся на расстоянии 1 метра.
Фокусное расстояние (f) окуляра:
1 / е₂ = 1 / с₂ + 1/s' = 1/100 + 1/2,5 = 1/100 + 40/100 = 41/100
f₂ = 100/41 = 2,439024 см
f₂ = 0,02439024 метров
Сила линзы глаза:
P₂ = 1/f₂ = 1/0,02439024 = 41,0 диоптрии

(c) Изменение фокусного расстояния и оптической силы хрусталика глаза при переключении фокусировки с 500 метров на 1 метр.
Изменение фокусного расстояния хрусталика глаза = f₁ - е₂ = 0,02499875 – 0,02439024 = 0,00060851 метров
Изменение силы линзы глаза = 41,0 – 40,0 = 1,0 диоптрия

На основании обсуждения вышеприведенных вопросов можно сделать вывод, что:
– Фокусное расстояние хрусталика глаза больше, когда глаз наблюдает за объектами на расстоянии, и меньше, когда глаз наблюдает за объектами на расстоянии.
– Оптическая сила хрусталика глаза больше, когда глаз наблюдает за близким объектом, и меньше, когда глаз наблюдает за удаленным объектом. Таким образом, чем ближе объект, тем больше оптическая сила хрусталика глаза.

Более подробное обсуждение вопросов можно найти в статье, содержащей примеры вопросов, касающихся оптических приборов для проверки зрения.

Пример вопросов об очках
Более подробное обсуждение вопросов можно найти в статье, посвященной примерам вопросов, касающихся оптических стекол.

Примеры вопросов по контактным линзам
Более подробное обсуждение вопросов можно найти в статье, содержащей примеры вопросов, касающихся оптических приборов для контактных линз.

Пример вопроса, связанного с увеличительным стеклом.
Текст написан настолько мелко, что его невозможно прочитать. Человек читает текст с помощью увеличительного стекла, когда глаз находится в минимальном аккомодационном положении, угол увеличения увеличительного стекла равен 5x. Каково фокусное расстояние увеличительного стекла?
Обсуждение
Известно, что:
Ближняя точка нормального глаза (Н) = 25 см
Увеличение угла увеличительного стекла (M) = 5 x
Вопрос: Фокусное расстояние увеличительного стекла (f)
Джаваб:
Формула для увеличения угла аккомодации увеличительного стекла при максимальной аккомодации глаза:
M = (Н/ф) + 1
5 = (25 см / f) + 1
5 – 1 = 25 см / f
4 = 25 см / f
f = 25 см / 4
f = 6,25 см
Фокусное расстояние увеличительного стекла составляет 6,25 см. Фокусное расстояние увеличительного стекла положительное, потому что в увеличительном стекле используется... выпуклая линза или, другими словами, позитивная линза.

Более подробное обсуждение вопросов можно найти в статье, где приводятся примеры вопросов о увеличительных стеклах или самих увеличительных стеклах.

Примеры вопросов по микроскопу
Человек с нормальным зрением рассматривает объект под микроскопом. Фокусное расстояние объектива составляет 20 мм, а фокусное расстояние окуляра — 30 мм. Если действительное изображение, создаваемое объективом, находится на расстоянии 10 см, рассчитайте угловое увеличение микроскопа при наблюдении глазом с минимальной аккомодацией.
Обсуждение
Известно, что:
Фокусное расстояние объектива (f)_ob) = 20 мм
Фокусное расстояние окулярной линзы (f)_ok) = 30 мм
Расстояние до изображения в объективе (с)_ob') = 10 см = 100 мм
Ближнее расстояние нормального глаза (Н) = 25 см = 250 мм
Вопрос: Угловое увеличение микроскопа при наблюдении глазом в состоянии минимальной аккомодации.
Джаваб:
Формула полного углового увеличения микроскопа когда глаз аккомодирует на минимальном уровне:

Суммарное угловое увеличение (M) микроскопа при минимальной аккомодации глаза составляет приблизительно 42,0 x.

Более подробное обсуждение вопросов можно найти в статье, посвященной примерам вопросов, касающихся работы со световым микроскопом.

Пример вопроса о звёздном телескопе
Более подробное обсуждение вопросов можно найти в статье, посвященной примерам вопросов, касающихся звездных телескопов.

Примеры вопросов об оптических приборах для фотокамер
Более подробное обсуждение вопросов можно найти в статье, посвященной примерам вопросов, касающихся оптических приборов для фотокамер.