Методические рекомендации и задания для самостоятельной работы по физике разделы (стр. 2 из 8)
13. Вывод формулы тонкой линзы. Главный фокус, фокальная плоскость, фокусное расстояние, оптический центр, главная и побочные оптические оси, оптическая сила линз.
14. Собирающая и рассеивающая линзы. Построение изображения в линзах. Правило знаков.
15. Изменение оптической силы линзы при переносе ее из вакуума в среду с 1)
, 2) 
.16. Глаз как оптический прибор.
17. Лупа. Увеличение лупы.
18. Ход лучей в микроскопе. Увеличение микроскопа.
19. Ход лучей в телескопе.
20. Погрешности оптических систем.
Задачи к коллоквиуму
1. Выпуклое зеркало имеет радиус кривизны R=60 см. На расстоянии a1=10 см от зеркала поставлен предмет высотой y1=2 см. Найти положение и высоту изображения. Дать чертеж.
(Ответ: -7,5 см, 1,5 см)
2. В каком направлении пловец, нырнувший в воду, видит заходящее Солнце?
(Ответ: 410)
3. Луч света выходит из скипидара в воздух. Предельный угол полного внутреннего отражения для этого луча 420. Найти скорость распространения света в скипидаре.
(Ответ:
)4. Монохроматический луч падает на боковую поверхность равнобедренной призмы и после преломления идет в призме параллельно ее основанию. Выйдя из призмы, он оказывается отклоненным на угол
от своего первоначального направления. Найти связь между преломляющим углом призмы 
, углом отклонения луча 
и показателем преломления 
.(Ответ:
)5. Найти фокусное расстояние для следующих линз:
1) линза двояковыпуклая R1= 15 см, R2=-25 см;
2) линза плоско-выпуклая R1= 15 см, R2=
;3) линза вогнуто-выпуклая (положительный мениск) R1= 15 см, R2=25 см;
4) линза двояковогнутая R1= -15 см, R2=-25 см;
5) линза плоско-вогнутая R1=
, R2=-15 см;6) линза выпукло–вогнутая (отрицательный мениск) R1= 25 см, R2=15 см.
Показатель преломления материала линзы 1,5.
6. На расстоянии а1=15 см от двояковыпуклой линзы оптическая сила которой 10 дптр, поставлен перпендикулярно к оптической оси предмет высотой 2 см. Найти положение и высоту изображения. Дать чертеж.
(Ответ: 0,3 м, 0,04 м)
7. Двояковыпуклая линза с радиусами кривизны поверхностей R1=R2=12 см поставлена на таком расстоянии от предмета, что изображение на экране получилось в
раз больше предмета. Найти расстояние а1+а2 от предмета до экране, если: а) 
, б) 
, в) 
.(Ответ: 0,48 м; 2,65 м; 0,864 м)
8. Решить предыдущую задачу при условии, что линза погружена: а) в воду, б) в сероуглерод. Показатель преломления материала линзы 1,50, воды – 1,33, сероуглерода – 1,63. Найти ее фокусное расстояние.
(Ответ: 0,46 м; -0,75 м)
9. Микроскоп состоит из объектива с фокусным расстоянием 2 мм и окуляра с фокусным расстоянием 40 мм. Расстояние между фокусами объектива и окуляра 18 см. Найти увеличение, даваемое микроскопом.
(Ответ: 568)
10. Свет от электрической лампочки с силой света 200 кд падает под углом 450 на рабочее место, создавая освещенность 141 лк. На каком расстоянии от рабочего места находится лампочка? На какой высоте от рабочего места она висит?
(Ответ: 1 м; 0,7 м)
11. На лист белой бумаги площадью
перпендикулярно к поверхности падает световой поток 120 лм. Найти освещенность, светимость и яркость бумажного листа, если коэффициент отражения 0,75.(Ответ:
, 
, 
)12. Электрическая лампа с силой света 100 кд посылает во все стороны в единицу времени 122 Дж/мин световой энергии. Найти механический эквивалент света и КПД световой отдачи, если лампа потребляет мощность 100 Вт.
(Ответ: 0,0016 Вт/лм, ~2%)
Вопросы к лабораторным работам
I. « Определение Фокусного расстояния тонких линз»
1. Какие линзы называются тонкими?
2. Чем отличаются действительное изображение от мнимого?
3.Можно ли сфотографировать мнимое изображение предмета, полученное с помощью рассеивающей линзы?
4.Может ли двояковыпуклая линза иметь отрицательную оптическую силу?
5. Найдите отношение фокусных расстояний одинаковых по форме двояковыпуклых линз, если они сделаны из стекла с разными показателями преломления (
и 
) .6.Можно ли сделать линзу, не обладающую сферической аберрацией?
7. Укажите возможность устранения хроматической аберрации в оптических приборах.
8.Какие объективы называются анастигматами?
9.Выведите связь между продольным и поперечным увеличением линзы.
10.Как построить изображение точки, лежащей на главной оптической оси?
11.Светящаяся точка перемещается вдоль оптической оси собирающей (рассеивающей) линзы из бесконечности к линзе; как перемещается изображение точки?
12.Пригоден ли метод Бесселя для толстых линз.
13.Каково минимальное расстояние между предметом и экраном, при котором возможно получение действительного изображения предмета с помощью собирающей линзы, имеющей оптическую силу
?II. «Определение увеличения микроскопа»
1. Как определить увеличение объектива микроскопа и его окуляра?
2. Почему объектив состоит из многих (до 10) линз, а окуляр, как правило, из двух?
3. Как зависит увеличение микроскопа от длины его тубуса?
4. Чем определяется максимальное увеличение микроскопа?
5. От чего зависит разрешающая способность микроскопа (по Аббе)?
6. Укажите возможные пути повышения разрешающей способности оптического микроскопа.
7. К какой из оптических систем микроскопа - окуляру или объективу - предъявляется более жесткое требование в смысле исправления аберраций?
8. Каков принцип действия электронного микроскопа?
III. «Измерение показателя преломления жидких тел и твердых тел с помощью рефрактометра»
1. Получите при помощи принципа Ферма закон отражения света от границы раздела двух сред.
2. Используя принцип Гюйгенса, получите законы преломления света на границе двух сред.
3. Может ли возникнуть явление полного внутреннего отражения, если свет проходит из воды в стекло?
4. Объясните принцип действия и устройство рефрактометра.
5. Из каких соображений следует выбирать измерительную призму и иммерсионную жидкость?
6. Что будет видно в зрительной трубе, если неравенство не выполнено?
7. Почему результат измерения показателя преломления твердых тел не зависит от показателя преломления иммерсионной жидкости?
8. Оценить точность измерения показателя преломления.
IV. «Определение показателя преломления и дисперсии призмы с помощью гониометра»
1. В каких пределах может меняться угол отклонения
, который может дать стеклянная призма с преломляющим углом А=60˚?2. Как изменились бы значения А и
, если бы мы проводили измерения не в воздухе, а в воде?3. Докажите, что наименьшее отклонение преломленного луча соответствует условию:
, 
?4. Дайте определение дисперсии света. В чем заключается закон дисперсии?
5. Каковы экспериментальные трудности наблюдения аномальной дисперсии?
6. Начертите принципиальную схему экспериментальной установки с использованием гониометра.
Задания для самостоятельного решения
I вариант
1. На каком расстоянии а2 от зеркала получится изображение предмета в выпуклом зеркале с радиусом кривизны R=40 см, если предмет помещен на расстоянии а1=30 см от зеркала? Какова будет высота изображения, если предмет имеет высоту 2 см? Сделать чертеж.
2. Луч света падает под углом 300 на плоскопараллельную стеклянную пластинку и выходит из нее параллельно первоначальному лучу. Показатель преломления стекла 1,5. Какова толщина пластинки, если расстояние между лучами 1,94 см?
3. Монохроматический луч падает нормально на боковую поверхность призмы, преломляющий угол которой 400. Показатель преломления материала призмы 1,5. Найти угол отклонения
луча, выходящего из призмы, от первоначального направления.