сайты - меню - вход - но­во­сти


Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 0 № 602
i

В оп­ти­че­ском чер­ном ящике на­хо­дят­ся линза и зер­ка­ло. Не раз­би­рая ящик, опре­де­ли­те:

1. фо­кус­ное рас­сто­я­ние линзы

2. угол между оп­ти­че­ской осью линзы и нор­ма­лью к зер­ка­лу

3. рас­сто­я­ние между цен­тром линзы и плос­ко­стью зер­ка­ла

Обо­ру­до­ва­ние: чер­ный ящик, ла­зер­ная указ­ка, лист мил­ли­мет­ро­вой бу­ма­ги, ли­ней­ка, кар­тон, нож­ни­цы и скотч по тре­бо­ва­нию.

За­ме­ча­ние: будь­те ак­ку­рат­ны с чер­ным ящи­ком, не ро­няй­те его и не на­но­си­те по­мет­ки на по­верх­ность линзы. Из­лу­че­ние ла­зе­ра опас­но для зре­ния. Не на­прав­ляй­те луч ла­зе­ра в глаза себе и дру­гим участ­ни­кам.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

Для на­ча­ла из­ме­рим угол между оп­ти­че­ской осью линзы и нор­ма­лью к зер­ка­лу. Для этого за­фик­си­ру­ем лазер при по­мо­щи кар­то­на и скот­ча на одном краю листа мил­ли­мет­ро­вой бу­ма­ги (точка А), уста­но­вим линзу так, чтобы луч падал на её центр (точка О), и будем вра­щать ее до тех пор, пока от­ра­жен­ный от зер­ка­ла и про­шед­ший об­рат­но через линзу луч не сов­ме­стит­ся с ла­зе­ром. За­фик­си­ру­ем при этом точку В, ле­жа­щую на луче, от­ра­жен­ном от пе­ред­ней по­верх­но­сти линзы.

 

Из­ме­рив угол AOB при по­мо­щи по­стро­е­ния на мил­ли­мет­ро­вой бу­ма­ге, най­дем ис­ко­мый угол между лин­зой и зер­ка­лом как  альфа = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби \angle AOB.

Сле­ду­ю­щим шагом най­дем F и рас­сто­я­ние между лин­зой и зер­ка­лом. На­пра­вим луч ла­зе­ра в центр линзы вдоль оп­ти­че­ской оси (так чтобы от­ра­жен­ный от пе­ред­ней по­верх­но­сти линзы луч сов­ме­стил­ся с ла­зе­ром).

 

От­ме­тим на мил­ли­мет­ров­ке точки O, A, B, и про­ве­дем через A пря­мую, па­рал­лель­ную оп­ти­че­ской оси  левая круг­лая скоб­ка OO’ пра­вая круг­лая скоб­ка . Рас­сто­я­ние между зер­ка­лом и цен­тром линзы тогда можно найти как d= дробь: чис­ли­тель: |OA|, зна­ме­на­тель: синус альфа конец дроби . Для на­хож­де­ния фо­кус­но­го рас­сто­я­ния, из­ме­рим угол BAO’ при по­мо­щи по­стро­е­ний на мил­ли­мет­ров­ке. Со­ста­вим урав­не­ние для из­ме­не­ния угла при про­хож­де­нии зер­ка­ла в па­рак­си­аль­ном при­бли­же­нии: \theta в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка \prime пра­вая круг­лая скоб­ка =\theta минус дробь: чис­ли­тель: x, зна­ме­на­тель: F конец дроби , где x  — рас­сто­я­ние от оп­ти­че­ско­го цен­тра линзы до точки, в ко­то­рой луч пе­ре­се­ка­ет плос­кость линзы. Сле­до­ва­тель­но, фо­кус­ное рас­сто­я­ние можно найти как F= дробь: чис­ли­тель: |OA|, зна­ме­на­тель: 2 альфа минус \angle BAO’ конец дроби .

 

Ответ: F= дробь: чис­ли­тель: |OA|, зна­ме­на­тель: 2 альфа минус \angle BAO’ конец дроби .

Спрятать критерии
Критерии проверки:

Кри­те­рии по за­да­ниюБаллы
Идея из­ме­ре­ния угла по углу между двумя от­ра­же­ни­я­ми2
Пря­мые из­ме­ре­ния длин, не­об­хо­ди­мые для вы­чис­ле­ния угла1
Вы­пол­не­ны по­втор­ные из­ме­ре­ния1
По­лу­чен ре­зуль­тат для  альфа 1
При­ве­де­ны схемы, опи­сы­ва­ю­щие ход лучей1
Опи­са­на ме­то­ди­ка из­ме­ре­ния F и d1
За­пи­са­но урав­не­ние для из­ме­не­ния угла при про­хож­де­нии линзы

ИЛИ

Если линза с зер­ка­лом пред­став­ле­на в виде линзы с D= дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: F конец дроби

2

ИЛИ

1

Ре­зуль­та­ты пря­мых из­ме­ре­ний1
Най­де­но d2
При из­ме­ре­нии ис­поль­зо­ван весь раз­мер мил­ли­мет­ров­ки1
Най­де­но F 1
Классификатор: Экс­пе­ри­мент. Экс­пе­ри­мент 7−9