Самостоятельная работа №32. ОПТИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ И ОПТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ.

Начальный уровень

1. Что служит главной частью фотоаппарата? Каково ее назначение?

2. Какое изображение получается на сетчатке глаза?

3. В каком случае возникает близорукость и в каком — дальнозоркость?

4. Каким образом устраняются такие недостатки глаза, как близорукость и дальнозоркость?

5. Какие линзы применяют в очках, предназначенных для близоруких людей? дальнозорких?

6. Оптическая сила линз в очках -2 дптр. Для близо­рукого или дальнозоркого глаза эти очки?

Средний уровень

1. Как отличить очки для дальнозорких людей от оч­ков для близоруких людей?

2. Можно ли устроить фотографический аппарат без объектива?

3. В очках или без очков должны смотреть в микроскоп люди, имеющие дефект зрения?

4. В чем состоит преимущества зрения двумя глазами?

5. Можно ли в телескоп увидеть муху, севшую на его объектив?

6. Если человек в молодости страдал близорукостью, то в пожилом возрасте этот недостаток зрения у него уменьшается. Почему?

Достаточный уровень

1. Определить оптическую силу объектива проекцион­ного фонаря, если диапозитив высотой 5 см получа­ется на экране высотой 2 м, когда экран удален от объектива на 6 м.

2. Диапозитив имеет размеры 8x8 см. Определите фо­кусное расстояние объектива проекционного аппара­та, если на экране, отстоящем на расстоянии 4 м от него, получается изображение 2х2 м.

3. С высоты 1 км сфотографирована река. Определить ширину реки, если на снимке она равна 4 см. Опти­ческая сила объектива фотоаппарата равна 8 дптр.

4. С какого расстояния нужно фотографировать здание длиной 50 м, чтобы весь фасад здания поместился в кадре пленки размером 24х36 мм? Фокусное рас­стояние объектива равно 50 мм.

5. Высота здания на фотографическом снимке 7 см. Оп­ределить действительную высоту здания, если из­вестно, что главное фокусное расстояние объектива равно 20 см, а аппарат при съемке был поставлен на расстоянии 80 м от здания.

6. При фотографировании с расстояния 100 м высота дерева на негативе оказалась равной 12 мм. Найдите действительную высоту дерева, если фокусное рас­стояние объектива 50 мм.

Высокий уровень

1. Линзы с оптическими силами 5 дптр и 2,5 дптр на­ходятся на расстоянии 0,9 м друг от друга. Какое изображение даст эта система, если предмет распо­ложить на расстоянии 30 см перед первой линзой?

2. Две одинаковые тонкие собирающие линзы сложили вплотную так, что их оптические оси совпали и по­местили на расстояние 12,5 см от предмета. Какова оптическая сила системы и одной линзы, если дей­ствительное изображение, даваемое системой линз, было в четыре раза больше предмета?

3. Собирающая линза с оптической силой 2 дптр и рас­сеивающая линза с оптической силой -1,5 дптр рас­положены на расстоянии 40 см друг от друга и имеют общую оптическую ось. Со стороны соби­рающей линзы на расстоянии 4 м от нее находится предмет АВ высотой 20 см. Определите, где и какое изображение предмета дадут эти линзы.

4. Две линзы, выпуклую и вогнутую, сложили вплот­ную так, что их оптические оси совпали. Фокусное расстояние выпуклой линзы 10 см. Когда такую систему поместили на расстоянии 40 см от предме­та, то по другую от неё сторону на экране получи­лось чёткое изображение предмета. Определить оп­тическую силу вогнутой линзы, если расстояние от предмета до экрана 1,6 м.

5. Ученик привык читать книгу, держа её на расстоя­нии 20 см от глаз. Какова должна быть оптическая сила очков, которые должен носить ученик, чтобы читать книгу, держа её на расстоянии наилучшего зрения 25 см?

6. Оптическая система состоит из собирающей линзы с фокусным расстоянием 30 см и плоского зеркала, находящегося на расстоянии 15 см от линзы. Опре­делите положение изображения, даваемого этой сис­темой, если предмет находится на расстоянии 15 см перед линзой.

Контрольная работа. СВЕТОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ

Начальный уровень

ВАРИАНТ 1.

1. Угол падения луча равен 25°. Чему равен угол ме­жду падающим и отраженным лучами?

2. Фокусные расстояния трех линз соответственно равны 1,25 м; 0,5 м и 0.04 м. У какой линзы оп­тическая сила больше?

3. Какие очки предназначены для близорукого чело­века, а какие — для дальнозоркого, если оптиче­ские силы их линз таковы: +1 дптр; +2 дптр; -1,5 дптр; -2,5 дптр?

ВАРИАНТ 2

1. Угол между падающим и отраженным лучами со­ставляет 60°. Под каким углом к зеркалу падает свет?

2. Оптическая сила линзы -2,5 дптр. Вычислите ее фокусное расстояние. Какая это линза — рассеи­вающая или собирающая?

3. Какие линзы (собирающие или рассеивающие) в очках, предназначенных для близоруких людей? Обоснуйте свой ответ.

ВАРИАНТ 3

1. При каком угле падения падающий и отраженный лучи составляют между собой прямой угол?

2. Оптическая сила линз у очков соответственно равна 1,25 дптр, 2 дптр и 5 дптр. У какой линзы фокус­ное расстояние меньше?

3. Какой дефект зрения (близорукость или дально­зоркость) у человека, пользующегося очками с со­бирающими линзами? Обоснуйте свой ответ.

ВАРИАНТ 4

1. Угол между зеркалом и падающим на него лучом составляет 30°. Чему равен угол отражения луча?

2. Оптическая сила линзы 5 дптр. Вычислите ее фо­кусное расстояние. Какая это линза — рассеиваю­щая или собирающая?

3. Как устроен фотоаппарат? Где и какое получают в нем изображение предметов?

ВАРИАНТ 5

1. При каком угле падения луча на зеркало падающий и отраженный лучи совпадают?

2. Какой угол — падения или преломления — будет больше в случае перехода луча света из воздуха в алмаз? Сделайте соответствующий чертеж.

3. Как на ощупь (в темноте) можно отличить соби­рающую линзу от рассеивающей?

ВАРИАНТ 6

1. При каком угле падения падающий и отраженный лучи составляют между собой угол 120°?

2. Фокусное расстояние линзы равно 40 см. Какова ее оптическая сила?

3. Зачем объективы у проекционных аппаратов и фо­тоаппаратов должны быть подвижными?

Средний уровень

ВАРИАНТ 1

1. Чем отличается действительное изображение от мнимого?

2. Когда оптическая сила глаза больше: при рассмот­рении удаленных или близких предметов?

3. Сделайте чертеж (см. рис.) и изобразите на нем те­ни и полутени от мяча, освещенного двумя источ­никами света A₁ и А₂.

ВАРИАНТ 2

1. Расстояние от предмета до его изображения в плос­ком зеркале равно 80 см. Чему равно расстояние от предмета до зеркала?

2. Если читать книгу, держа ее очень близко или очень далеко от глаз, глаза быстро утомляются. Почему?

3. Перечертив рисунок в тетрадь, покажите на нем области тени и полутени, образуемые за непро­зрачным предметом ВС, который освещается дву­мя источниками света A₁ и А₂ (см. рис.)

ВАРИАНТ 3

1. При каком условии собирающая линза может дать изображение предмета, равное по размеру самому предмету?

2. На линзу объектива фотоаппарата села муха. Как это отразится на качестве снимка?

3. Постройте изображение предмета АВ в плоском зеркале. Какое это будет изображение? Почему? Определите графически область видения этого предмета.

ВАРИАНТ 4

1. Почему, находясь в лодке, трудно попасть копьем (острогой) в рыбу, плавающую невдалеке?

2. Какой оптический прибор по своему устройству наиболее похож на глаз человека?

3. На рисунках показаны ход отраженных от поверхно­сти параллельных лучей. Какие из этих поверхно­стей зеркальные, какие имеют шероховатости? Почему? Объясните.

ВАРИАНТ 5

1. С какой скоростью удаляется предмет от зеркала, ес­ли изображение предмета удаляется от предмета со скоростью 80см/с?

2. Собирающую стеклянную линзу мальчик погрузил в воду. Изменилась ли при этом оптическая сила линзы?

3. Постройте изображение предмета CD в плоском зеркале АВ. Найдите область, в которой глаз будет видеть изображение всего предмета.

ВАРИАНТ

1. Луч света падает на плоскую границу раздела двух сред. Угол падения равен 40°, угол между отражен­ным лучом и преломленным 110°. Чему равен угол преломления?

2. Почему в солнечный летний день нельзя днем поли­вать цветы в саду?

3. Между светящейся точкой А и глазом поместили плоскопараллельную пластинку. Построить изобра­жение точки А.

Достаточный уровень

ВАРИАНТ 1

1. По какому признаку можно обнаружить, что вы оказались в полутени некоторого предмета?

2. На рисунке показаны положение оптической оси ММ тонкой линзы, светящейся точки А и ее изображения А₁. Найдите построением положения центра линзы и ее фокусов. Какая это линза?

3. В солнечный день длина тени на земле от человека ростом 1,8 м равна 90 см, а от дерева — 10 м. Ка­кова высота дерева?

ВАРИАНТ 2

1. Как и почему меняются очертания тени и полутени человека, когда он удаляется вечером от фонаря уличного освещения?

2. Даны точки А и А₁ на оси линзы неизвестной фор­мы. Определить вид линзы (собирающая или рас­сеивающая). Постройте фокусы линзы.

3. Предмет находится на расстоянии 40 см от соби­рающей линзы. Каким будет изображение предме­та (действительным или мнимым, прямым или пе­ревернутым, увеличенным или уменьшенным), ес­ли оптическая сила линзы 4 дптр?

ВАРИАНТ 3

1. Как влияют размеры источника света на ширину области полутени?

2. На рисунке показаны главная оптическая ось ММ линзы, предмет АВ и его изображение A₁B₁. Определите графически положение оптического центра и фокуса линзы.

3. В солнечный день длина тени на земле от дома равна 40 м, а от дерева высотой 3 м длина тени равна 4 м. Какова высота дома?

ВАРИАНТ 4

1. Почему в комнате, освещаемой одной лампой, по­лучаются довольно резкие тени от предметов, а в комнате, где источником освещения служит люст­ра, такие тени не наблюдаются?

2. На рисунке показаны положение предмета АВ и его изображения A₁B₁. Найти построением поло­жение линзы и расположение ее фокусов.

3. Линза дает мнимое изображение предмета, располо­женного на расстоянии 35 см от линзы. Может ли оптическая сила линзы быть равной 2,5 дптр? Рас­смотрите случаи собирающей и рассеивающей линз.

ВАРИАНТ 5

1. На крытых стадионах часто можно наблюдать, что у спортсменов, находящихся на поле, четыре тени. Чем это можно объяснить?

2. На рисунке показаны положение оптической оси ММ тонкой линзы, светящейся точки А и ее изо­бражения А₁. Найдите построением положения центра линзы и ее фокусов. Какая это линза?

3. Уличный фонарь висит на высоте 3 м. Палка дли­ной 1,2 м, установленная вертикально в некотором месте, отбрасывает тень, длина которой равна дли­не палки. На каком расстоянии от основания стол­ба расположена палка?

ВАРИАНТ 6

1. Тень от штанги футбольных ворот утром и вечером длиннее, чем днем. Меняется ли в течение дня дли­на тени от перекладины ворот?

2. На рисунке даны ход произвольного луча в соби­рающей линзе и положение ее главной оптической оси и оптического центра. Найдите построением положение фокусов линзы.

3. Где может быть расположен предмет, если соби­рающая линза с фокусным расстоянием 20 см дает его действительное изображение? Каким будет это изображение — прямым или перевернутым?

Высокий уровень

ВАРИАНТ 1

1. Можно ли сказать, что изображение предмета в зер­кале абсолютно ему идентично (одинаково с ним)?

2. Объектив фотоаппарата имеет фокусное расстояние 10,5 см. На каком расстоянии от объектива дол­жен быть помещен предмет, чтобы снимок полу­чился в 5 раз меньше размера предмета?

3. Вы нашли очки. Предложите способ, с помощью которого можно определить, близорукость или дальнозоркость у их владельца.

4. АВ — предмет, А₁В₁ - изображение предмета, (А₁В₁)/АВ = 5. Оптическая сила линзы 40 дптр. Найти расстояние от предмета до линзы и от изображе­ния до линзы. Расчёт проверить построением (см. рис.).

ВАРИАНТ 2

1. Пузырьки воздуха, расположенные на стеблях и листьях подводных растений кажутся серебристо-зеркальными. Почему?

2. С какого расстояния был сделан фотоснимок элек­трички, если высота вагона на снимке 9 мм, а дей­ствительная высота вагона 3 м? Фокусное расстоя­ние объектива фотоаппарата 15 см.

3. Сидящие рядом дальнозоркий и близорукий зри­тели пользуются одинаковыми биноклями. У ка­кого зрителя трубка бинокля раздвинута больше?

4. На рисунке показан ход луча относительно глав­ной оптической оси тонкой линзы. Определите по­строением положение линзы и её фокусов.

ВАРИАНТ 3

1. Как располагается радуга относительно Солнца? Почему она имеет форму дуги?

2. Расстояние между предметом и экраном 120 см. Где нужно поместить собирающую линзу с фокус­ным расстоянием 25 см, чтобы на экране получи­лось отчетливое изображение предмета?

3. Перед вами одинаковые по виду и размеру очки. На одном рецепте к этим очкам написано +1,5 дптр, а на другом +3 дптр. Как, используя излучение лампы, отобрать очки, соответствующие рецепту +1,5 дптр? У каких очков масса стекол больше?

4. На рисунке показано положение оптической оси ММ тонкой линзы и ход луча ABC. Найдите по­строением ход произвольного луча КЕ.

ВАРИАНТ 4

1. Неровности дороги днем видны хуже, чем ночью при освещении дороги фарами автомобиля. Почему?

2. Чему равно главное фокусное расстояние соби­рающей линзы, если изображение предмета, рас­положенного от линзы на расстоянии 20 см, полу­чилось увеличенным в 4 раза?

3. В каком случае хрусталик глаза делается более выпуклым: если мы смотрим на близкие или да­лекие предметы?

4. Построить дальнейший ход луча (см. рис.) если угол паде­ния равен 40°, а показатель преломления равен 2.

ВАРИАНТ 5

1. Края линзы обрезали. Изменилось ли при этом ее фокусное расстояние?

2. Линза дает трехкратное увеличение предмета, находящегося на расстоянии 10 см от нее. Найти фокусное расстояние линзы.

3. В воде человек видит размытые контуры окру­жающих его предметов. Означает ли это, что под водой глаз становится очень близоруким или очень дальнозорким? Обоснуйте свой ответ.

4. Построить дальнейший ход луча (см. рис.), если угол паде­ния равен 68°; n₁=1,5; n₂ =2.

ВАРИАНТ 6

1. Какой дефект зрения «появится» у рыбы, которую вынули из воды, — близорукость или дальнозор­кость?

2. Объектив проекционного аппарата имеет фокусное расстояние 15 см. На каком расстоянии нужно по­местить диапозитив размером 9x12 см от объек­тива, чтобы получить на экране изображение раз­мером 45х60 см?

3. Перед собирающей линзой надо поместить горящую свечу так, чтобы расстояние между пламенем и дей­ствительным его изображением было наименьшим. Где должна стоять свеча по отношению к линзе?

4. Построить дальнейший ход луча в призме. n_2-1= 3 (см. рис.).