Что проверяет: Оптика: задача с построением
Задание 25 ЕГЭ по физике проверяет тему «оптика: задача с построением». Ниже вы найдёте 4 варианта с условием, ответом и разбором, а под ними теория и алгоритм решения этого номера.
Определите площадь изображения квадрата в линзе. Сделайте рисунок, на котором постройте изображение квадрата в линзе, указав ход всех необходимых для построения лучей
Текст распознан с изображения задания. Формулы, таблицы и рисунки смотрите на картинке ниже.
Предмет высотой 2 см расположен на расстоянии 30 см от собирающей линзы с фокусным расстоянием 10 см. Постройте изображение предмета и определите его высоту. Ответ поясните.
Построение. Проводим два луча из верхней точки предмета: первый параллельно главной оптической оси — после линзы он проходит через задний фокус; второй через оптический центр линзы — он не преломляется. Точка их пересечения за линзой даёт изображение верхней точки предмета.
Расчёт. По формуле тонкой линзы 1/F = 1/d + 1/f находим 1/f = 1/10 − 1/30 = 2/30, откуда f = 15 см.
Линейное увеличение Γ = f / d = 15 / 30 = 0,5.
Ответ. Высота изображения H = Γ · h = 0,5 · 2 = 1 см. Изображение действительное, перевёрнутое и уменьшенное, расположено на расстоянии 15 см за линзой.
Луч света падает из воздуха в стекло с показателем преломления 1,5 под углом 30° к перпендикуляру. Постройте ход луча и определите синус угла преломления. Ответ поясните.
Построение. В точке падения восставляем перпендикуляр к границе раздела. Падающий луч, перпендикуляр и преломлённый луч лежат в одной плоскости. Так как свет переходит в оптически более плотную среду, преломлённый луч прижимается к перпендикуляру.
Расчёт. Закон преломления: sin α / sin β = n, где n — показатель преломления стекла относительно воздуха.
Отсюда sin β = sin α / n = sin 30° / 1,5 = 0,5 / 1,5 = 1/3 ≈ 0,33.
Ответ. Синус угла преломления равен примерно 0,33, то есть угол преломления составляет около 19,5°, что меньше угла падения, как и должно быть при переходе в более плотную среду.
Предмет расположен между собирающей линзой и её передним фокусом. Постройте изображение предмета и охарактеризуйте его. Ответ поясните.
Построение. Из верхней точки предмета проводим луч параллельно главной оптической оси — после преломления он идёт через задний фокус. Второй луч ведём через оптический центр без преломления.
За линзой эти лучи расходятся и не пересекаются. Пересекаются их продолжения, проведённые назад, по ту же сторону от линзы, где находится предмет.
Характеристика. Поскольку изображение образовано продолжениями лучей, оно мнимое. Оно прямое и увеличенное, расположено дальше от линзы, чем сам предмет.
Ответ. Изображение мнимое, прямое, увеличенное. Именно так работает лупа: предмет помещают между линзой и фокусом, d < F, и формула линзы даёт отрицательное f, что и означает мнимое изображение.
Задание второй части: задача на линзы и зеркала с обязательным построением хода лучей.
Схема решения задачи на линзу с построением.
Ответпостроение плюс расчёт по формуле линзы
Задание 25 входит в ЕГЭ по физике. Это единственная страница сайта, где собраны все варианты этого номера: текст условия, картинка задания, правильный ответ, разбор решения и теория с алгоритмом. Остальные номера открываются в списке выше, а их перечень с темами есть в списке заданий ЕГЭ по физике.