VIII. ГЕОМЕТРИЧЕСКАЯ ОПТИКА
ПРИНЯТЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
с - |
скорость распространения |
R - |
D - |
света в вакууме, концентрация |
S - |
оптическая сила линзы, про- |
||
d - |
зрачность, дисперсия |
|
расстояние от линзы (зеркала) |
v - |
|
Е - |
до изображения |
x - |
освещенность, оптическая |
||
F - |
плотность (поглощение) |
|
фокусное расстояние линзы |
αпред. |
|
|
(зеркала) |
|
ƒ - |
расстояние от предмета до |
θ1,θ2 - |
H - |
линзы (зеркала) |
|
линейный размер изображе- |
κ- |
|
h - |
ния |
|
линейный размер предмета |
λ - |
|
I - |
интенсивность света, сила све- |
τ - |
k - |
та |
|
линейное увеличение |
γ - |
|
L - |
оптическая длина пути; яр- |
ϕ(λ) - |
М - |
кость |
|
светимость |
Ф - |
|
n - |
абсолютный показатель пре- |
Ω - |
n21 - |
ломления среды |
|
относительный показатель |
|
|
|
преломления второй среды по |
|
|
отношению к первой |
|
радиус сферической поверхности линзы (зеркала) площадь
скорость распространения света в среде координата, переменная величина предельный угол полного
внутреннего отражения угол падения и угол преломления коэффициент поглощения
длина волны время
угол функция распределения
энергии по длинам волн световой поток телесный угол
76
ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ
1.Закончите предложение, являющееся определением принципа Гюйгенса, «Каждая точка, до которой доходит волновое движение,
а) …служит центром вторичной сферической волны, амплитуда которой обратно пропорциональна расстоянию от источника света;
б) …служит центром вторичной сферической волны, амплитуда которой пропорциональна величине элемента поверхности dS;
в) …служит центром вторичных сферических волн, огибающая которых дает положение фронта волны в следующий момент времени.
2.Принцип Ферма утверждает, что свет распространяется по такому пути, для прохождения которого ему требуется минимальное время. Какое из приведенных ниже выражений соответствует указанному принципу?
2 |
1 |
2 |
в) n1sinθ1 = n2sinθ2. |
⌠ |
⌠ |
||
а) L = ⌡nds; |
б) τ = c |
⌡nds; |
|
1 |
|
1 |
|
3.Закону (определению) поставьте в соответствие математическое выражение.
Закон (определение)
а) закон полного внутреннего отражения б) оптическая разность хода в) абсолютный показатель преломления г) оптическая сила линзы д) фокусное расстояние
Математическое выражение
c
1) n = v
2) sinα0 = n21
R
3) F = 2
1
4) D = F
5) L = n2l2 – n1l1
а) ; |
б) ; |
в) ; |
г) ; |
д) . |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4.Луч света падает на границу раздела «жидкость – газ» под углом больше
αпред. На каком из приведенных ниже рисунков дано правильное изображение преломленного луча?
αпр |
αпр |
αпр |
αпр |
а) |
б) |
в) |
д) |
77
5.В каком из приведенных ниже случаев угол падения меньше угла прелом-
ления? (nвода = 1,33, nскипидар = 1,48, nстекло = 1,6).
а) при падении световой волны на границу раздела вода – стекло; б) при падении световой волны на границу раздела стекло – вода; в) при падении световой волны на границу раздела воздух – вода; г) при падении световой волны на границу раздела вода – скипидар;
д) при падении световой волны на границу раздела вакуум – скипидар.
6.На каком из приведенных ниже рисунков дано правильное изображение хода луча в стеклянной призме с преломляющим углом 45°?
45° |
45° |
45° |
а) |
б) |
в) |
7.В каком из приведенных ниже выражений для закона преломления допущена ошибка?
sinθ1 |
n2 |
sinθ1 |
v2 |
sinθ1 |
|
λ1 |
sinθ1 |
v1 |
а) sinθ2 |
= n1; |
б) sinθ2 |
= v1; |
в) sinθ2 |
= |
λ2; |
д) sinθ2 |
= v2. |
8.Какой из рисунков правильно отображает ход световых лучей монохроматического света при прохождении прозрачной плоскопараллельной пластинки?
а) |
б) |
в) |
г) |
9. Фокусное расстояние для тонкой линзы определяется выражением
|
1 |
nл |
|
1 |
|
1 |
|
|
1 |
|
|
1 |
|
1 |
|
1 |
|
|
R |
|
|
а) |
F |
= |
|
– 1 |
|
+ |
|
; |
б) D = |
|
; |
в) |
F |
= |
d |
+ |
f |
; |
г) F = |
2 |
. |
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
nср |
R1 |
|
R2 |
|
F |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
10.Луч света падает на зеркало под углом α. На какой угол повернется отраженный луч при повороте зеркала на угол γ?
78
а) γ; |
б) α + γ; |
в) 2α; |
г) 2γ; |
д) 2(α + γ). |
11.Свет проходит последовательно через воздух – воду – стекло. Каково соотношение между скоростями распространения света в различных средах?
а) v1>v2>v3; б) v1>v2<v3; в) v1<v2>v3; г) v1<v2<v3.
Здесь v1,v2, и v3 – скорости распространения света в воздухе, воде и стекле, соответственно.
12.Какая из формул для тонкой линзы используется в случае, если линза выпуклая, а предмет расположен ближе фокуса?
а) |
1 |
= |
1 |
+ |
1; |
б) – |
1 = 1 |
– |
1; |
в) |
1 = 1 |
– |
1; |
г) – |
1 = 1 |
+ |
1. |
|
F |
|
d |
|
f |
|
F d |
|
f |
|
F d |
|
f |
|
F d |
|
f |
13. Какое из приведенных соотношений дает линейное увеличение линзы?
а) |
d |
; |
б) |
f |
|
; |
в) |
H; |
г) |
h |
. |
d |
|
||||||||||
|
f |
|
|
|
|
h |
|
H |
|||
14.Какая из формул для вогнутого сферического зеркала используется в случае, если получается действительное изображение предмета?
а) |
– 1 |
= |
1 + 1; б) – |
1 = 1 |
– |
1; |
|
в) |
1 = |
1 – |
1; |
|
|
г) |
1 = |
1 + 1. |
|||||||||||
|
F |
|
|
|
d f |
|
F d |
f |
|
|
|
F d |
f |
|
F d f |
||||||||||||
15. В каком из приведенных ниже построений допущена ошибка? |
|
||||||||||||||||||||||||||
|
θ1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
B |
|
A |
|
|
|
|
n1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
2F |
|
F |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
n2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
F |
|
|
2F |
|
|
|
|
|
|
A1 |
|
θ |
|
|
|
n1<n2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
B1 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
а)2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
в) |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
б) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
S |
|
|
2F |
|
|
|
F |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
* |
|
* |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
F |
|
2F |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
F |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
S1 |
2F |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
г) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
д) |
|
|
|
||||
16. Для двух сред «масло – воздух» синус угла полного внутреннего отражения света равен 0,66. Свет в масле распространяется со скоростью, равной
а) 2,0 108 м/с; б) 2,2 108 м/с; в) 2,4 108 м/с; г) 2,6 108 м/с; д) 2,8 108 м/с.
79
17.На рисунке показаны положения главной оптической оси линзы ОО, светящейся точки А и ее оптического изображения А1. Какая это линза?
|
|
• А |
|
|
О |
|
О |
|
|||
|
|
• А1 |
|
а) рассеивающая; |
б) собирающая. |
||
18.Какое изображение получается в сферическом зеркале, если предмет установлен между вершиной зеркала и главным фокусным расстоянием
(d<F)?
а) увеличенное, прямое, мнимое; б) увеличенное, обратное, мнимое;
в) увеличенное, прямое, действительное; г) увеличенное, обратное, действительное.
19.Какое изображение получается в сферическом зеркале, если предмет установлен от вершины зеркала на расстоянии d > 2F?
а) уменьшенное, прямое, мнимое; б) уменьшенное, обратное, мнимое;
в) уменьшенное, прямое, действительное; г) уменьшенное, обратное, действительное.
20.Расстояние от предмета до собирающей линзы F < d < 2F. Какое получится изображение?
а) мнимое, перевернутое, увеличенное; б) мнимое, прямое, увеличенное;
в) действительное, перевернутое, увеличенное; г) действительное, прямое, увеличенное.
21.Расстояние от предмета до рассеивающей линзы F < d < 2F. Какое получится изображение?
а) мнимое, перевернутое, уменьшенное; б) мнимое, прямое, уменьшенное; в) мнимое, прямое, увеличенное;
г) мнимое, перевернутое, увеличенное.
22. На экране получено четкое изображение предмета, увеличенное в 2 раза. Зная, что фокусное расстояние линзы равно 8 см, найдите расстояние от
80
|
предмета до экрана. |
|
|
|
|
а) 12 см; |
б) 16 см; |
в) 28 см; |
г) 36 см. |
23. |
Оптическая сила линзы, фокусное расстояние которой 20 см, равна |
|||
|
а) 0,05 дп; |
б) 0,5 дп; |
в) 1 дп; |
г) 5 дп. |
24. |
Оптическая сила линзы, радиус кривизны которой R = 50 см, равна |
|||
|
а) 4 дп; |
б) 2 дп; |
в) 1 дп; |
г) 0,5 дп. |
25. Фокусное расстояние линзы, оптическая сила которой D = 5 дп, равно |
||||
|
а) 50 см; |
б) 25 см; |
в) 20 см; |
г) 5 см. |
26.Линейные размеры изображения, полученного на экране, в три раза больше линейных размеров предмета. Фокусное расстояние линзы F = 0,24 м. Расстояние от предмета f до линзы равно
а) 6 см; б) 8 см; в) 16 см; г) 24 см; д) 32 см.
27. Определению поставьте в соответствие математическое выражение.
|
|
|
Определение |
|
|
|
Математическое выражение |
||||||||||
а) интенсивность света |
|
|
|
|
|
|
|
|
I0 |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
1) lg I |
|
|
|
||||||||||
б) коэффициент поглощения |
|
|
|
|
dn |
|
|
|
|||||||||
|
2) dλ |
|
|
|
|||||||||||||
в) оптическая плотность (поглощение) |
|
|
|
|
I |
|
|
|
|||||||||
3) |
|
|
100% |
|
|
|
|||||||||||
|
I0 |
|
|
|
|||||||||||||
г) прозрачность |
|
|
|
4) |
Ф |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
S |
|
|
|
||||||||||
д) дисперсия |
|
|
|
|
|
|
5) |
1 |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
l |
|
|
|
|||||||
а) ; |
б) ; |
в) ; |
г) |
; |
|
д) . |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
28.При прохождении в некотором веществе пути l интенсивность света I уменьшилась в 2 раза. Во сколько раз уменьшится интенсивность света при прохождении пути 3l?
а) 4; |
б) 6; |
в) 8; |
г) 16. |
29. Пучок интегрального света падает на оптически неоднородную среду. Для световых волн. Отношение интенсивностей рассеянного света I1/I2 с длинами волн λ1 = 350 и λ2 =700 нм равно
81
а) 2; |
|
|
б) 4; |
|
|
в) 8; |
|
|
|
|
|
|
|
г) 16. |
|||||||||
30. Закону поставьте в соответствие математическое выражение. |
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
Закон |
|
|
|
|
|
|
Математическое выражение |
|||||||||||
а) закон Ламберта-Беера |
|
|
|
|
|
|
1) θ1 = θ2 |
||||||||||||||||
б) закон рассеяния Рэлея |
|
|
|
|
|
|
2) I= I0 exp (– κx) |
||||||||||||||||
в) закон преломления |
|
|
|
|
|
|
|
sinθ1 |
= n21 |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
3) sinθ2 |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
г) закон отражения |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
4) I ~ |
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
λ4 |
|||||||||||||||||||
а) |
|
|
; |
|
б) ; |
|
|
в) |
; |
|
|
|
|
|
г) . |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
31. Определению поставьте в соответствие математическое выражение. |
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
Определение |
|
|
|
|
Математическое выражение |
||||||||||||||
а) световой поток (Φ) |
|
|
|
|
|
1) |
|
|
dΦ |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
dΩ ∆S cosθ |
|
|||||||||||||||||
б) сила света (I) |
|
|
|
|
2) |
dФпад |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
dS |
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3) |
λ2 |
|
|
|
|
|
||||
в) освещенность (Е) |
|
|
|
|
⌠ |
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
⌡ϕ(λ)dλ |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
λ1 |
|
|
|
|
|
|
г) светимость (М) |
|
|
|
|
|
|
|
|
dФ |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
4) dΩ |
|
|
|
|
|
|||||||||||
д) яркость (L) |
|
|
|
|
5) |
dФисп |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
dS |
|
|
|
|
|
||||||||||||||
а) |
|
|
; |
б) ; |
в) ; |
г) ; |
|
|
|
д) . |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
32. На трехгранную призму падает пучок белого света. Вследствие явления дисперсии наблюдается разделение луча на его составляющие компоненты, граничными лучами которых являются красные и фиолетовые лучи. Какой из рисунков является правильным?
|
кр |
|
ф |
а |
ф |
б |
кр |
|
|
||
|
|
82 |
|
33.Какой из приведенных ниже графиков описывает кривую поглощения разреженных газов?
I |
κ |
κ |
κ |
x |
x |
x |
с |
а |
б |
в |
г |
83