8. Эффект Доплера для световых волн
На скорость света не влияют ни скорость источника света, ни скорость наблюдателя. Постоянство скорости света в вакууме имеет огромное значение для физики и астрономии. Однако частота и длина световой волны меняются с изменением скорости источника или наблюдателя. Этот факт известен как эффект Доплера.
Предположим, что источник, расположенный в т. О, испускает свет длиной волны λ0. Наблюдатели в точках А и В, для которых источник света находится в покое, зафиксируют излучение с длиной волны λ0 (см. рисунок 1). Если источник света начинает двигаться со скоростью V, то длина волны меняется. Для наблюдателя А, к которому источник света приближается, длина световой волны уменьшается. Для наблюдателя В, от которого источник света удаляется, длина световой волны увеличивается (см. рисунок 2). Так как в видимой части электромагнитного излучения наименьшим длинам волн соответствует фиолетовый свет, а наибольшим – красный, то говорят, что для приближающегося источника света наблюдается смещение длины волны в фиолетовую сторону спектра, а для удаляющегося источника света – в красную сторону спектра.
Рис. 1 |
Рис. 2 |
Изменение длины световой волны зависит от скорости источника относительно наблюдателя (по лучу зрения) и определяется формулой Доплера:
(λ−λ0)/λ0=v/c
Эффект Доплера нашел широкое применение, в частности в астрономии, для определения скоростей источников излучения.
Задание №027A83
Примерно сто лет назад американский астроном Весто Слайфер обнаружил, что длины волн в спектрах излучения большинства галактик смещены в красную сторону. Этот факт может быть связан с тем, что
1)галактики разбегаются (Вселенная расширяется)
2)галактики сближаются (Вселенная сжимается)
3)Вселенная бесконечна в пространстве
4)Вселенная неоднородна
9. Лупа
Лупа – оптическая система (одна или несколько линз) с небольшим фокусным расстоянием (от 1 до 10 см), располагаемая между предметом и глазом, позволяющая простейшим образом увеличить угол, под которым виден предмет. Угол, под которым виден предмет, называют углом зрения (на рис. 1 это угол β).
Рис. 1
При рассматривании предмета «невооружённым» глазом для получения максимального угла зрения предмет нужно поместить на расстояние наилучшего видения d0. Угол зрения приблизительно равен: β≈h/d0.
Рис. 2
Для нормального глаза расстояние наилучшего видения принимают равным 25 см. Для близорукого глаза, который не может видеть чётко далёкие объекты, это расстояние меньше 25 см, а для дальнозоркого –– больше 25 см.
При рассматривании малых предметов с помощью лупы его помещают вблизи фокальной плоскости лупы, между фокусом и лупой. Глаз при этом рассматривает не сам предмет, а его мнимое увеличенное изображение H, которое значительно удалено от лупы и глаза на значительное расстояние d (рис. 2). При приближении предмета к фокальной плоскости его изображение отодвигается в «бесконечность».
Угол зрения, под которым виден предмет, рассматриваемый через лупу, исходя из подобия треугольников (см. рис. 2), можно приблизительно считать равным: β′≈H/d≈h/F, где F – фокусное расстояние лупы.
Увеличением лупы Г называют отношение угла зрения, под которым видно изображение предмета в лупе, к углу зрения, под которым предмет виден «невооружённым» глазом с расстояния наилучшего видения: Г=β′/β=d0/F. Таким образом, увеличение лупы зависит не только от фокусного расстояния линзы, но и от особенностей глаза человека, который пользуется этой лупой.
Увеличение можно сделать очень большим, применяя короткофокусные линзы. Однако в этом случае появляются значительные аберрации (искажения). Для их устранения лупы с большим увеличением (до 50) делают из двух или трёх линз. Однолинзовые лупы обычно делают с 2–4-кратным увеличением.
Задание №90A4FC
Одна и та же линза с фокусным расстоянием 10 см даст увеличение
1)больше, чем 2,5, для близорукого глаза и меньше, чем 2,5, для дальнозоркого
2)меньше, чем 2,5, для близорукого глаза и больше, чем 2,5, для дальнозоркого
3)больше, чем 2,5, для близорукого глаза и равно 2,5 для нормального
4)меньше, чем 2,5, для дальнозоркого глаза и равно 2,5 для нормального
Задание №B0B676 Отложить Пометить как решённое
Где необходимо поместить предмет, чтобы при рассмотрении его через лупу его мнимое изображение находилось в бесконечности?
1)в фокальной плоскости лупы
2)между фокусом и двойным фокусом
3)между фокусом и лупой
4)за двойным фокусом