swiatlo.ps (mpage)

Zadanka otwarte z matury podstawowej z fizyki, światło
△ 2001
6. Zadanie 17. (3 pkt) Współczynnik załamania światła w szkle wynosi 1,50.
Uczeń narysował bieg promienia padającego na szklany pryzmat umieszczony
w powietrzu (patrz rysunek obok).
1. Zadanie 16. Soczewka (5 pkt) Przedmiot umieszczono w odległości 0,4 m
od cienkiej soczewki skupiającej o ogniskowej 0,6 m.
(a)
(b)
(c)
(d)
Narysuj bieg promieni od przedmiotu do jego obrazu.
Scharakteryzuj powstały obraz.
Oblicz odległość, w jakiej powstaje obraz.
Ile wynosi powiększenie?
△ 2002.01
2. Zadanie 23. (2 pkt) Płasko-wypukła soczewka rzutnika pisma jest wykonana
ze szkła o współczynniku załamania n = 1,5. Ogniskowa soczewki w próżni
wynosi 0,5 m. Wyznacz promień jej wypukłej powierzchni.
△ 2002.05
3. Zadanie 22. (3 pkt) W celu identyfikacji oleju zawartego w butelce wykorzystano zjawisko załamania światła. Bieg promienia świetlnego w badanym
ośrodku przedstawiono poniżej na rysunku.
45
o
45
o
szklo
Czy uczeń narysował prawidłowo bieg promienia od momentu wejścia do
pryzmatu do wyjścia z niego? Uzasadnij odpowiedź.
7. Zadanie 18. (3 pkt) Dla pewnej soczewki otrzymano rzeczywisty obraz o tej
samej wielkości co przedmiot, ustawiając przedmiot w odległości 20 cm od
tej soczewki. Oblicz zdolność skupiającą tej soczewki.
△ 2005.01
8. Zadanie 16. Obraz świeczki (2 pkt ) Na stole postawiono świeczkę w
odległości 20 cm od bombki choinkowej o średnicy 8 cm, znajdującej się
w świątecznym stroiku. Sporządź odpowiedni rysunek i oblicz, w jakiej
odległości od powierzchni bombki zobaczymy obraz świeczki?
△ 2005.05
9. Zadanie 27. (2 pkt) Przed soczewką dwuwypukłą umieszczono przedmiot w
odległości mniejszej niż ogniskowa Narysuj obraz tego przedmiotu. Zapisz
trzy cechy powstałego obrazu.
△ 2005.11
30
o
Wartości bezwzględnych współczynników załamania światła w różnych ośrodkach przedstawiono w tabeli:
1
substancja
powietrze
olej uniwersalny
olej rzepakowy
olej parafinowy
oliwa z oliwek
współczynnik załamania
1.00
1.38
1.41
1.44
1.47
△ 2004.12
4. Zadanie 20. (2 pkt) Na rysunku przedstawiono oko z wadą wzroku.
10. Zadanie 17. Krótkowidz (5 pkt) Odległość dobrego widzenia dla człowieka
wynosi 25cm. Adam jest krótkowidzem. Aby dobrze widzieć, musi używać
okularów o zdolności skupiającej równej - 0,5 D.
(a) (1 pkt) Jaka jest ogniskowa okularów Adama?
(b) (4 pkt) Jaka jest odległość najlepszego widzenia dla Adama, jeśli nie
używa okularów?
△ 2006.05
3
11. Zadanie 18. Dwie soczewki (3 pkt) Dwie identyczne soczewki płasko-wypukłe
wykonane ze szkła zamocowano na ławie optycznej w odległości 0,5 m od
siebie tak, że główne osie optyczne soczewek pokrywają się. Na pierwszą
soczewkę wzdłuż głównej osi optycznej skierowano równoległą wiązkę światła,
która po przejściu przez obie soczewki była nadal wiązką równoległą biegnącą
wzdłuż głównej osi optycznej.
(a) (1 pkt) Wykonaj rysunek przedstawiający bieg wiązki promieni zgodnie z
opisaną sytuacją. Zaznacz na rysunku położenie ognisk dla obu soczewek.
(b) (2 pkt) Oblicz ogniskową układu zbudowanego w powietrzu z tych soczewek po złożeniu ich płaskimi powierzchniami. Przyjmij, że promienie
krzywizny soczewek wynoszą 12,5 cm, a bezwzględne współczynniki załamania światła w powietrzu oraz szkle wynoszą odpowiednio 1 i 1,5.
△ 2007.05
Nazwij tę wadę i podaj sposób korekcji tej wady.
5. Zadanie 23. (3 pkt) Maciek zaprojektował oświetlenie szklanego akwarium o
grubym dnie równoległą wiązką światła (rys.) padającą pod kątem 63o na
powierzchnię wody.
12. 17. Załamanie światła (4 pkt) Monochromatyczna wiązka światła biegnąca w
powietrzu pada na przeźroczystą płytkę płasko-równoległą tak jak pokazano
na rysunku.
30o
30o
(a) (2 pkt) Oblicz współczynnik załamania materiału, z którego wykonano
płytkę. Wykorzystaj informacje zawarte na rysunku oraz tabelę.
(b) (2 pkt) Zapisz dwa warunki, jakie muszą być spełnione, aby na granicy
dwóch ośrodków wystąpiło zjawisko całkowitego wewnętrznego odbicia.
Gdy w ciemnym pokoju Maciek spojrzał z góry na wodę w akwarium to rybki
były niewidoczne. Wyjaśnij, dlaczego obserwacja rybek w wodzie przez Maćka
była niemożliwa. Bezwzględny współczynnik załamania światła w wodzie jest
równy 34 , a w szkle 32 .
△ 2004.12w
2
△ 2008.05
13. Zadanie 19. Soczewka (4 pkt) Zdolność skupiająca soczewki płasko-wypukłej
wykonanej z materiału o współczynniku załamania równym 2 i umieszczonej
w powietrzu wynosi 2 dioptrie.
(a) Zadanie 19.1 (3 pkt) Oblicz promień krzywizny wypukłej części soczewki.
4
(b) Zadanie 19.2 (1 pkt) Napisz, czy ta soczewka może korygować wadę
dalekowzroczności.
△ 2009.01
14. Zadanie 17. Akwarium (4 pkt) Na powierzchnię wody wypełniającej akwarium
skierowano z powietrza wiązkę światła laserowego tak, że promień padający
tworzy z powierzchnią wody kąt 30o . Wiązka częściowo ulega odbiciu a
częściowo załamaniu. Współczynnik załamania światła dla wody wynosi 43 .
(a) Zadanie 17.1 (2 pkt) Naszkicuj bieg promieni w opisanej sytuacji i oblicz
kąt pomiędzy promieniem odbitym i padającym.
(b) Zadanie 17.2 (2 pkt) Oblicz wartość prędkości światła w wodzie.
△ 2009.05
15. Zadanie 16. Zjawisko załamania (3 pkt) Na granicy dwóch ośrodków o
różnych współczynnikach załamania może zachodzić zjawisko całkowitego
wewnętrznego odbicia. Naszkicuj, zachowując właściwe relacje kątów, dalszy bieg promieni świetlnych w trzech przedstawionych poniżej sytuacjach.
Wykorzystaj informację, że kąt graniczny dla diamentu znajdującego się w
powietrzu wynosi 24o .
powietrze
powietrze
powietrze
(a) Zadanie 17.1 (1 pkt) Oblicz zdolność skupiającą zwierciadła.
(b) Zadanie 17.2 (1 pkt) Oblicz promień krzywizny tego zwierciadła.
(c) Zadanie 17.3 (3 pkt) Narysuj konstrukcję ilustrującą powstawanie obrazu
w sytuacji opisanej w treści zadania. Zapisz cechy otrzymanego obrazu.
△ 2010.operon
21. Zadanie 14. Mikroskop (8 pkt) W rozwoju nauki niezwykle ważną rolę odegrał mikroskop. Aby uzyskać możliwie duże powiększenie małego obiektu
umieszczamy go jak najbliżej ogniska obiektywu. Tak powiększony, rzeczywisty obraz obserwujemy przez okular, który pełni w tym wypadku rolę lupy.
Powstaje on w odległości dobrego widzenia od okularu, której wartość przyjmuje się jako d = 25 cm . Parametry mikroskopu laboratoryjnego wynoszą:
ogniskowa obiektywu fob = 3 cm , ogniskowa okularu fok = 2 cm , odległość
pomiędzy okularem a obiektywem L = 30 cm .
(a) 14.1. (2 pkt) Narysuj konstrukcję powstawania obrazu w mikroskopie.
(b) 14.2. (6 pkt) Oblicz powiększenie p obiektu za pomocą mikroskopu, wiedząc, że iloczyn powiększeń okularu i obiektywu równy jest powiększeniu
końcowemu. Obliczenia dokonaj z dokładnością do 1 mm.
△ 2011.05
66
66
22. Zadanie 16. Światło w szkle (3 pkt)
60
diament
diament
diament
△ 2009.11
16. Zadanie 17. Soczewka (5 pkt) Symetryczna soczewka dwuwypukła wykonana
ze szkła o współczynniku załamania 1,4 ma promień krzywizny 10 cm.
(a) 17. 1. (2 pkt) Gdzie powstanie obraz, jeśli przedmiot umieścimy w
odległości 50 cm od soczewki?
(b) 17. 2. (1 pkt) Oblicz powiększenie obrazu.
(c) 17. 3. (2 pkt) Narysuj konstrukcję obrazu i podaj jego cechy.
△ 2010.01
1,25.
5
W powietrzu biegnie promień światła jednobarwnego o długości fali λ =
0.60µm i pada na płytkę szklaną.
(a) Zadanie 16.1 (1 pkt) Podaj nazwę wielkości charakteryzującej falę
świetlną, która nie zmienia wartości przy przejściu z powietrza do szkła.
(b) Zadanie 16.2 (2 pkt) Przyjmując, że prędkość światła w powietrzu wynosi
300 000 km/s, a w szkle 200 000 km/s, oblicz długość fali tego światła
po wejściu do szkła.
Zadanie 18. Zwierciadło (3 pkt) Rysunek przedstawia 2 wybrane promienie
wychodzące z jednego punktu świecącej kuli. Starannie narysuj bieg tych
promieni po odbiciu od zwierciadła i skonstruuj obraz świecącego punktu.
7
17. Zadanie 16. Wady wzroku (4 pkt) Powszechnymi wadami wzroku jest dalekowzroczność i krótkowzroczność.
(a) 16.1. (1 pkt) Przedstaw poniżej bieg promieni równoległych wpadających
do oka obarczonego wskazaną wadą.
(b) 16.2. (1 pkt) Dla każdej z wad wpisz nazwę soczewki korygującej.
(c) 16.3 (2 pkt) Przedstaw na rysunkach bieg promieni z uwzględnieniem
korekcji. Uwzględnij bieg promieni pomiędzy soczewką korygującą i okiem
oraz w środku oka.
18. Zadanie 19. Mikroskop optyczny (4 pkt) Mikroskop optyczny jest urządzeniem, którego działanie można wyjaśnić na przykładzie układu dwóch
soczewek skupiających. Mikroskopy mają wymienne obiektywy i okulary, co
daje możliwość zmiany powiększenia mikroskopu w zależności od rozmiarów
obserwowanego przedmiotu. Zarówno okulary, jak i obiektywy mikroskopów
mają zazwyczaj podane wartości powiększeń.
(a) 19.1. ( 1 pkt) Rozważmy dwa różne okulary mikroskopu oznaczone
powiększeniami p1 i p2. Wykaż w oparciu o znajomość zasady działania
mikroskopu i równanie soczewki, że stosunek powiększeń p1 : p2 = x2 :
x1 , gdzie x1 i x2 są odpowiednio odległościami okularu od miejsca, gdzie
powstaje obraz tworzony przez obiektyw.
(b) 19.2. (3 pkt) Przyjmując 25 cm jako odległość dobrego widzenia, oblicz
ogniskową okularu, którego powiększenie wynosi 40.
19. Zadanie 21. (4 pkt) Mając do dyspozycji świecącą żaróweczkę, linijkę, ekran
i soczewkę skupiającą o nieznanej ogniskowej, opisz doświadczenie, pozwalające na wyznaczenie zdolności skupiającej soczewki (Z). W opisie wymień
kolejne czynności i wielkości mierzone oraz wyjaśnij zależność matematyczną,
z której można obliczyć Z na podstawie pomiarów.
△ 2010.05
20. Zadanie 17. Zwierciadło kosmetyczne (5 pkt) Podczas zabiegów kosmetycznych stosuje się zwierciadła sferyczne wklęsłe, w celu uzyskania powiększonych obrazów określonych fragmentów twarzy. W odległości 20 cm od
takiego zwierciadła, którego ogniskowa wynosi 100 cm, umieszczono świecący przedmiot. Powiększenie otrzymanego obrazu w tym zwierciadle wynosi
6
8