Оптика
Геометричната оптика описва светлината като лъчи, които се разпространяват праволинейно, отразяват се и се пречупват. При отражение ъгълът на падане е равен на ъгъла на отражение. При преминаване в друга среда лъчът се пречупва по закона на Снелиус, а при определени условия настъпва пълно вътрешно отражение. Лещите създават образи, които намираме с формулата на тънката леща.
Какво да запомним
- Закон за отражението: ъгълът на падане е равен на ъгъла на отражение.
- Закон на Снелиус: n1sin α = n2sin β.
- Пълно вътрешно отражение: sin αгр = 1/n (при изход във въздух).
- Тънка леща: 1/f = 1/d + 1/d'; оптична сила D = 1/f в диоптри (dpt).
- Дисперсия: показателят на пречупване зависи от цвета (дължината на вълната).
Пример
Предмет е на 30 cm от събирателна леща с f = 10 cm. От 1/d' = 1/10 − 1/30 = 2/30 следва d' = 15 cm, а увеличението е 15/30 = 0,5.
Проверете се: 15 въпроса
Натиснете въпроса, за да видите верния отговор и обяснението.
Лъч пада на огледало под ъгъл 35° спрямо нормалата. Какъв е ъгълът между падащия и отразения лъч?
- 70°
- 35°
- 55°
- 110°
Отговор: 70°
Ъгълът на отражение е равен на ъгъла на падане: 35° + 35° = 70°.
Каква е оптичната сила на събирателна леща с фокусно разстояние 25 cm?
- 0,25 dpt
- 25 dpt
- 4 dpt
- 40 dpt
Отговор: 4 dpt
D = 1/f = 1/0,25 m = 4 dpt.
Колко е граничният ъгъл на пълно вътрешно отражение при преминаване на светлина от вещество с n = 2 във въздух?
- 60°
- 45°
- 30°
- 90°
Отговор: 30°
sin αгр = 1/n = 0,5, затова αгр = 30°.
Как се нарича разлагането на бялата светлина на цветове при преминаване през призма?
- Отражение
- Дисперсия
- Поляризация
- Интерференция
Отговор: Дисперсия
Показателят на пречупване зависи от дължината на вълната, затова цветовете се пречупват различно.
Как се изменя скоростта на светлината при преминаване от въздух в стъкло?
- Намалява
- Увеличава се
- Не се изменя
- Става нула
Отговор: Намалява
В стъклото v = c/n, а n > 1.
Предмет е на 15 cm от събирателна леща с фокусно разстояние 10 cm. Какво е линейното увеличение на образа?
- 2
- 0,5
- 3
- 1,5
Отговор: 2
1/b = 1/10 − 1/15 = 1/30, b = 30 cm; Γ = b/a = 30/15 = 2.
Как се разпространява светлината в еднородна прозрачна среда?
- Праволинейно
- По окръжност
- По парабола
- Зигзагообразно
Отговор: Праволинейно
В еднородна среда светлината се разпространява по прави линии (лъчи).
Каква е единицата за оптична сила на леща?
- Лукс (lx)
- Диоптър (dpt)
- Кандела (cd)
- Метър (m)
Отговор: Диоптър (dpt)
1 dpt = 1/m, оптичната сила е реципрочна на фокусното разстояние в метри.
Какъв вид е лещата с отрицателна оптична сила?
- Събирателна
- Плоскопаралелна
- Разсейвателна
- Цилиндрична
Отговор: Разсейвателна
Разсейвателните лещи имат имагинерен фокус и отрицателно f и D.
Лъч пада от въздух на стъкло с n = 1,5 под ъгъл 30°. Колко е синусът на ъгъла на пречупване?
- 0,75
- 0,5
- ≈ 0,67
- ≈ 0,33
Отговор: ≈ 0,33
sin β = sin 30°/1,5 = 0,5/1,5 ≈ 0,33.
Какъв образ дава плоското огледало?
- Имагинерен, прав, равен
- Действителен, обърнат, равен
- Имагинерен, обърнат, умален
- Действителен, прав, увеличен
Отговор: Имагинерен, прав, равен
Образът в плоско огледало е имагинерен, прав, равен по размер и симетричен на предмета.
Къде трябва да е предметът, за да даде събирателна леща имагинерен увеличен образ?
- Между f и 2f
- Между фокуса и лещата
- Отвъд 2f
- Точно във фокуса
Отговор: Между фокуса и лещата
При d < f лъчите след лещата се разхождат и образът е имагинерен, прав и увеличен (лупа).
При какъв преход е възможно пълно вътрешно отражение?
- Към оптически по-плътна среда
- Само при огледала
- Към оптически по-рядка среда
- При всеки преход
Отговор: Към оптически по-рядка среда
Пълно вътрешно отражение има само при преход от среда с по-голям към среда с по-малък показател на пречупване.
Предмет е на 20 cm от разсейвателна леща с f = −20 cm. Къде е образът?
- На 20 cm, действителен
- На 10 cm, действителен
- В безкрайност
- На 10 cm, имагинерен
Отговор: На 10 cm, имагинерен
1/d' = 1/f − 1/d = −1/20 − 1/20 = −1/10, d' = −10 cm, т.е. имагинерен образ от страната на предмета.
Лъч пада от въздух на стъкло под ъгъл 60°, а отразеният и пречупеният лъч са перпендикулярни. Какъв е показателят на пречупване?
- ≈ 1,73
- 1,5
- ≈ 1,41
- 2
Отговор: ≈ 1,73
Ъгълът на пречупване е 90° − 60° = 30°, n = sin 60°/sin 30° = √3 ≈ 1,73.