Przejdź do treściPrzejdź do informacji o dostępnościMenu skrótów klawiszowych
Logo OpenStax

Spis treści
  1. Przedmowa
  2. Optyka
    1. 1 Natura światła
      1. Wstęp
      2. 1.1 Rozchodzenie się światła
      3. 1.2 Prawo odbicia
      4. 1.3 Załamanie
      5. 1.4 Całkowite wewnętrzne odbicie
      6. 1.5 Rozszczepienie
      7. 1.6 Zasada Huygensa
      8. 1.7 Polaryzacja
      9. Podsumowanie rozdziału
        1. Kluczowe pojęcia
        2. Najważniejsze wzory
        3. Podsumowanie
        4. Pytania
        5. Zadania
        6. Zadania dodatkowe
        7. Zadania trudniejsze
    2. 2 Optyka geometryczna i tworzenie obrazu
      1. Wstęp
      2. 2.1 Obrazy tworzone przez zwierciadła płaskie
      3. 2.2 Zwierciadła sferyczne
      4. 2.3 Obrazy tworzone przez załamanie promieni światła
      5. 2.4 Cienkie soczewki
      6. 2.5 Oko
      7. 2.6 Aparat fotograficzny
      8. 2.7 Proste przyrządy powiększające
      9. 2.8 Mikroskopy i teleskopy
      10. Podsumowanie rozdziału
        1. Kluczowe pojęcia
        2. Najważniejsze wzory
        3. Podsumowanie
        4. Pytania
        5. Zadania
        6. Zadania dodatkowe
    3. 3 Interferencja
      1. Wstęp
      2. 3.1 Doświadczenie Younga z dwiema szczelinami
      3. 3.2 Matematyczny opis interferencji
      4. 3.3 Interferencja na wielu szczelinach
      5. 3.4 Interferencja w cienkich warstwach
      6. 3.5 Interferometr Michelsona
      7. Podsumowanie rozdziału
        1. Kluczowe pojęcia
        2. Najważniejsze wzory
        3. Podsumowanie
        4. Pytania
        5. Zadania
        6. Zadania dodatkowe
        7. Zadania trudniejsze
    4. 4 Dyfrakcja
      1. Wstęp
      2. 4.1 Dyfrakcja na pojedynczej szczelinie
      3. 4.2 Natężenie światła w dyfrakcji na pojedynczej szczelinie
      4. 4.3 Dyfrakcja na podwójnej szczelinie
      5. 4.4 Siatki dyfrakcyjne
      6. 4.5 Otwory kołowe i rozdzielczość
      7. 4.6 Dyfrakcja rentgenowska
      8. 4.7 Holografia
      9. Podsumowanie rozdziału
        1. Kluczowe pojęcia
        2. Najważniejsze wzory
        3. Podsumowanie
        4. Pytania
        5. Zadania
        6. Zadania dodatkowe
        7. Zadania trudniejsze
  3. Fizyka współczesna
    1. 5 Teoria względności
      1. Wstęp
      2. 5.1 Niezmienność praw fizyki
      3. 5.2 Względność jednoczesności zdarzeń
      4. 5.3 Dylatacja czasu
      5. 5.4 Skrócenie długości w szczególnej teorii względności
      6. 5.5 Transformacja Lorentza
      7. 5.6 Względność prędkości w szczególnej teorii względności
      8. 5.7 Relatywistyczny efekt Dopplera
      9. 5.8 Pęd relatywistyczny
      10. 5.9 Energia relatywistyczna
      11. Podsumowanie rozdziału
        1. Kluczowe pojęcia
        2. Najważniejsze wzory
        3. Podsumowanie
        4. Pytania
        5. Zadania
        6. Zadania dodatkowe
    2. 6 Fotony i fale materii
      1. Wstęp
      2. 6.1 Promieniowanie ciała doskonale czarnego
      3. 6.2 Efekt fotoelektryczny
      4. 6.3 Efekt Comptona
      5. 6.4 Model atomu wodoru Bohra
      6. 6.5 Fale de Broglie’a
      7. 6.6 Dualizm korpuskularno-falowy
      8. Podsumowanie rozdziału
        1. Kluczowe pojęcia
        2. Najważniejsze wzory
        3. Podsumowanie
        4. Pytania
        5. Zadania
        6. Zadania dodatkowe
    3. 7 Mechanika kwantowa
      1. Wstęp
      2. 7.1 Funkcje falowe
      3. 7.2 Zasada nieoznaczoności Heisenberga
      4. 7.3 Równanie Schrӧdingera
      5. 7.4 Cząstka kwantowa w pudełku
      6. 7.5 Kwantowy oscylator harmoniczny
      7. 7.6 Tunelowanie cząstek przez bariery potencjału
      8. Podsumowanie rozdziału
        1. Kluczowe pojęcia
        2. Najważniejsze wzory
        3. Podsumowanie
        4. Pytania
        5. Zadania
        6. Zadania dodatkowe
        7. Zadania trudniejsze
    4. 8 Budowa atomu
      1. Wstęp
      2. 8.1 Atom wodoru
      3. 8.2 Orbitalny magnetyczny moment dipolowy elektronu
      4. 8.3 Spin elektronu
      5. 8.4 Zakaz Pauliego i układ okresowy pierwiastków
      6. 8.5 Widma atomowe i promieniowanie rentgenowskie
      7. 8.6 Lasery
      8. Podsumowanie rozdziału
        1. Kluczowe pojęcia
        2. Najważniejsze wzory
        3. Podsumowanie
        4. Pytania
        5. Zadania
        6. Zadania dodatkowe
    5. 9 Fizyka materii skondensowanej
      1. Wstęp
      2. 9.1 Rodzaje wiązań cząsteczkowych
      3. 9.2 Widma cząsteczkowe
      4. 9.3 Wiązania w ciałach stałych
      5. 9.4 Model elektronów swobodnych w metalach
      6. 9.5 Teoria pasmowa ciał stałych
      7. 9.6 Półprzewodniki i domieszkowanie
      8. 9.7 Przyrządy półprzewodnikowe
      9. 9.8 Nadprzewodnictwo
      10. Podsumowanie rozdziału
        1. Kluczowe pojęcia
        2. Najważniejsze wzory
        3. Podsumowanie
        4. Pytania
        5. Zadania
        6. Zadania dodatkowe
        7. Zadania trudniejsze
    6. 10 Fizyka jądrowa
      1. Wstęp
      2. 10.1 Własności jądra atomowego
      3. 10.2 Energia wiązania jądra
      4. 10.3 Rozpad promieniotwórczy
      5. 10.4 Procesy rozpadu
      6. 10.5 Rozszczepienie jądra atomowego
      7. 10.6 Fuzja jądrowa
      8. 10.7 Skutki biologiczne i zastosowania medyczne promieniowania jądrowego
      9. Podsumowanie rozdziału
        1. Kluczowe pojęcia
        2. Najważniejsze wzory
        3. Podsumowanie
        4. Pytania
        5. Zadania
        6. Zadania dodatkowe
        7. Zadania trudniejsze
    7. 11 Fizyka cząstek elementarnych i kosmologia
      1. Wstęp
      2. 11.1 Wstęp do fizyki cząstek elementarnych
      3. 11.2 Zasady zachowania w fizyce cząstek elementarnych
      4. 11.3 Kwarki
      5. 11.4 Akceleratory i detektory cząstek
      6. 11.5 Model standardowy
      7. 11.6 Wielki Wybuch
      8. 11.7 Ewolucja wczesnego Wszechświata
      9. Podsumowanie rozdziału
        1. Kluczowe pojęcia
        2. Najważniejsze wzory
        3. Podsumowanie
        4. Pytania
        5. Zadania
        6. Zadania dodatkowe
        7. Zadania trudniejsze
  4. A Jednostki
  5. B Przeliczanie jednostek
  6. C Najważniejsze stałe fizyczne
  7. D Dane astronomiczne
  8. E Wzory matematyczne
  9. F Układ okresowy pierwiastków
  10. G Alfabet grecki
  11. Rozwiązania zadań
    1. Rozdział 1
    2. Rozdział 2
    3. Rozdział 3
    4. Rozdział 4
    5. Rozdział 5
    6. Rozdział 6
    7. Rozdział 7
    8. Rozdział 8
    9. Rozdział 9
    10. Rozdział 10
    11. Rozdział 11
  12. Skorowidz nazwisk
  13. Skorowidz rzeczowy
  14. Skorowidz terminów obcojęzycznych

Zadania

25.

Przeanalizuj układ dwóch zwierciadeł płaskich ustawionych względem siebie pod kątem 120 ° 120°. Przedmiot zostaje umieszczony na dwusiecznej kąta pomiędzy zwierciadłami. Wykonaj rysunek i zaznacz bieg promieni (jak na Ilustracji 2.4), aby pokazać, ile powstaje obrazów.

26.

Przeanalizuj układ dwóch zwierciadeł płaskich ustawionych względem siebie pod kątem 60 ° 60°. Narysuj konstrukcję biegu promieni, aby pokazać, jak powstaje obraz odwrócony.

27.

Stosując więcej niż jedno zwierciadło płaskie, wykonaj konstrukcję biegu promieni, aby pokazać, jak powstaje obraz odwrócony.

28.

Na rysunku widzimy żarówkę zawieszoną pomiędzy dwoma zwierciadłami sferycznymi. Jedno z nich tworzy wiązkę równoległych promieni światła, a drugie zapobiega ucieczce światła. Gdzie znajduje się włókno żarówki w stosunku do ogniskowej lub promienia krzywizny każdego zwierciadła?

Żarówka jest umieszczona w środku rysunku, po lewej znajduje się małe zwierciadło wypukłe, a po prawej większe zwierciadło. Promienie wychodzące z żarówki, padające na mniejsze zwierciadło po odbiciu biegną w kierunku żarówki. Promienie biegnące od żarówki i padające na większe zwierciadło po odbiciu tworzą wiązkę równoległą, biegnącą w lewo.
29.

Dlaczego zwierciadła rozpraszające są często używane w lusterkach wstecznych samochodów? Jaka jest główna wada wynikająca z korzystania z tego typu zwierciadeł zamiast zwierciadeł płaskich?

30.

W niektórych teleobiektywach stosuje się zwierciadło zamiast soczewki. Jaki promień krzywizny powinno mieć zwierciadło, aby zastąpić soczewkę o ogniskowej 800 mm 800mm?

31.

Oblicz ogniskową zwierciadła, jakim jest błyszcząca, wypukła powierzchnia łyżki o promieniu krzywizny równym 3 cm 3cm.

32.

W grzejnikach elektrycznych stosuje się zwierciadła wklęsłe do odbijania promieniowania podczerwonego wytwarzanego przez gorące spirale. Pamiętajmy, że prawo odbicia stosuje się także dla promieniowania podczerwonego. Gdzie znajdują się spirale grzejnika, jeżeli zwierciadło ma promień krzywizny równy 50 cm 50cm i tworzy obraz spirali w odległości 3 m 3m?

33.

Oblicz powiększenie elementu grzejnego (spirali) z poprzedniego zadania. Zauważ, że duże powiększenie pomaga rozproszyć energię.

34.

Ile wynosi ogniskowa lustra do makijażu, zapewniającego 1,5 1,5-krotne powiększenie, gdy twarz osoby znajduje się 12 cm 12cm od niego? Rozwiąż to zadanie, postępując dokładnie według etapów opisanych w Ramce Sposób rozwiązywania zadań: zwierciadła sferyczne.

35.

Człowiek stojący w odległości 3 m 3m od wypukłego zwierciadła widzi swój obraz w powiększeniu 0,25 0,25 razy.

  1. Gdzie powstaje jego obraz?
  2. Jaka jest ogniskowa zwierciadła?
  3. Jaki jest promień krzywizny zwierciadła?
36.

Przedmiot o wysokości 1,5 cm 1,5cm znajduje się w odległości 3 cm 3cm od rogówki oka, a jego odbity obraz ma wysokość 0,167 cm 0,167cm.

  1. Jakie jest powiększenie?
  2. Gdzie powstaje obraz?
  3. Oblicz promień krzywizny zwierciadła wypukłego utworzonego przez rogówkę.

(Ta technika jest używana przez optyków do mierzenia krzywizny rogówki przy dobieraniu soczewek okularów lub szkieł kontaktowych, przyrząd stosowany do określania krzywizny rogówki oka nazywa się keratometrem).

37.

Konstrukcja biegu promieni dla zwierciadła płaskiego pokazuje, że obraz znajduje się za zwierciadłem w odległości równej odległości przedmiotu. Jest to wyrażone zależnością: d o = d p d o = d p , ujemna wartość odległość obrazu wynika z konwencji znaków (obraz pozorny). Jaka jest ogniskowa zwierciadła płaskiego?

38.

Wykaż, że dla zwierciadła płaskiego h o = h p h o = h p , wiedząc, że obraz powstaje za zwierciadłem w odległości równej odległości przedmiotu.

39.

Zastosuj prawo odbicia światła, aby udowodnić, że ogniskowa zwierciadła wynosi połowę jego promienia krzywizny, czyli f = R 2 f= R 2 . Zauważ, że jest to prawdziwe dla zwierciadła sferycznego tylko wtedy, gdy jego rozmiary są małe w porównaniu z promieniem krzywizny.

40.

Oblicz intensywność promieniowania podczerwonego w W m 2 W m 2 przekazywanego przez wklęsłe zwierciadło grzejnika elektrycznego z Ćwiczenia 2.32 na osobę znajdującą się w odległości 3 m 3m. Przyjmij, że moc elementu grzejnego (spirali) wynosi 1500 W 1500W, a jego powierzchnia wynosi 100 cm 2 100 cm 2 oraz że lustro odbija i skupia połowę promieniowania.

41.

Dwa lustra są ustawione pod kątem 60 ° 60°, a przedmiot znajduje się w punkcie równo oddalonym od luster. Korzystając z kątomierza, narysuj precyzyjnie promienie, aby znaleźć położenie wszystkich obrazów. Jeśli będzie to konieczne ze względu na nakładające się promienie obrazów, wykonaj kilka rysunków.

42.

Dwa równoległe, płaskie lustra stoją naprzeciwko siebie w odległości 3 cm 3cm. Punktowy przedmiot znajduje się między lustrami w odległości 1 cm 1cm od jednego z nich. Określ współrzędne wszystkich obrazów.

43.

Przedmiot znajduje się w odległości 30 cm 30cm od wierzchołka wklęsłej powierzchni wykonanej ze szkła o promieniu krzywizny 10 cm 10cm. Gdzie powstaje obraz utworzony przez załamującą powierzchnię i jakie jest jego powiększenie? Przyjmij, że n powietrza = 1 n powietrza =1, a n szkła = 1,5 n szkła =1,5.

44.

Przedmiot znajduje się w odległości 30 cm 30cm od wierzchołka wypukłej powierzchni wykonanej ze szkła o promieniu krzywizny 80 cm 80cm. Gdzie powstaje obraz utworzony przez załamującą powierzchnię i jakie jest jego powiększenie?

45.

Przedmiot znajduje się w wodzie w odległości 15 cm 15cm od wierzchołka wypukłej powierzchni wykonanej ze szkła o promieniu krzywizny 10 cm 10cm. Gdzie powstaje obraz utworzony przez załamującą powierzchnię i jakie jest jego powiększenie? Przyjmij że n wody = 4 3 n wody = 4 3 i n szkła = 1,5 n szkła =1,5.

46.

Przedmiot znajduje się w wodzie w odległości 30 cm 30cm od wierzchołka wypukłej powierzchni wykonanej z pleksiglasu o promieniu krzywizny 80 cm 80cm. Gdzie powstaje obraz utworzony przez załamującą powierzchnię i jakie jest jego powiększenie? Przyjmij że n wody = 4 3 n wody = 4 3 i n pleksi = 1,65 n pleksi =1,65.

47.

Przedmiot znajduje się w powietrzu w odległości 5 cm 5cm od wierzchołka wklęsłej powierzchni wykonanej ze szkła o promieniu krzywizny 20 cm 20cm. Gdzie powstaje obraz utworzony przez załamującą powierzchnię i jakie jest jego powiększenie? Przyjmij, że n powietrza = 1 n powietrza =1 i n szkła = 1,5 n szkła =1,5.

48.

Wyprowadź równanie sferycznej powierzchni wklęsłej dla załamania światła na powierzchni wklęsłej. (Wskazówka: Postępuj podobnie, jak przy wyprowadzaniu wzoru dla powierzchni wypukłej opisanym w tekście).

49.

W jakiej odległości od soczewki musi znajdować się film lub matryca w aparacie fotograficznym przy wykonywaniu zdjęcia kwiatu będącego w odległości 75 cm 75cm? Ogniskowa soczewki aparatu wynosi 35 mm 35mm. Postępuj ściśle według schematu opisanego w Ilustracji 2.26.

50.

Projektor slajdów ma soczewkę o ogniskowej 100 mm 100mm.

  1. W jakiej odległości znajduje się ekran, jeśli slajd umieszczono 103 mm 103mm od soczewki i jego obraz na ekranie jest ostry?
  2. Jeśli slajd ma wymiary 24 mm 24mm na 36 mm 36mm, to jakie są rozmiary obrazu?
51.

Lekarz, badając znamię, korzysta ze szkła powiększającego o ogniskowej 15 cm 15cm, znajdującego się w odległości 13,5 cm 13,5cm od znamienia.

  1. Gdzie powstaje obraz?
  2. Jakie jest jego powiększenie?
  3. Jak duży jest obraz znamienia o średnicy 5 mm 5mm?
52.

Fotografowana osoba stoi w odległości 3 m 3m od aparatu o ogniskowej 50 mm 50mm.

  1. W jakiej odległości od filmu musi znajdować się soczewka?
  2. Jeśli klatka filmu ma wysokość 36 mm 36mm, a osoba ma 175 cm 175cm wzrostu, to jaki procent tej osoby zmieści się w kadrze?
  3. Omów sensowność tego ustawienia, bazując na swoim doświadczeniu w zakresie fotografowania i pozowania do zdjęć.
53.

Soczewka aparatu używanego do robienia zdjęć z bliskiej odległości ma ogniskową o długości 22 mm 22mm. Od filmu może być oddalona maksymalnie o 33 mm 33mm.

  1. Jaka jest najmniejsza odległość przedmiotu, który może zostać sfotografowany?
  2. Jakie jest powiększenie tego przedmiotu?
54.

Przypuśćmy, że w twoim aparacie fotograficznym soczewka obiektywu jest w odległości 51 mm 51mm od kliszy.

  1. Jak daleko znajduje się ostro widoczny przedmiot?
  2. Jaką wysokość ma przedmiot, jeśli jego obraz mierzy 2 cm 2cm?
55.

Jaka jest długość ogniskowej szkła powiększającego, które daje trzykrotne powiększenie w odległości 5 cm 5cm od przedmiotu, np. rzadkiej monety?

56.

Powiększenie książki znajdującej się w odległości 7,5 cm 7,5cm od soczewki o ogniskowej 10 cm 10cm wynosi 3 3.

  1. Oblicz powiększenie książki, gdy znajduje się ona w odległości 8,5 cm 8,5cm od szkła powiększającego;
  2. Powtórz obliczenia dla książki znajdującej się w odległości 9,5 cm 9,5cm od szkła powiększającego;
  3. Opisz, jak zmienia się powiększenie, gdy zwiększa się odległość przedmiotu od szkła powiększającego.
57.

Załóżmy, że fotografujesz góry znajdujące się w odległości 10 km 10km aparatem z teleobiektywem o ogniskowej 200 mm 200mm.

  1. Gdzie powstaje obraz?
  2. Jaka jest wysokość obrazu skalnej ściany o wysokości 1000 m 1000m na jednej z gór?
58.

Fotografujesz Słońce, używając aparatu z obiektywem o ogniskowej 100 mm 100mm. Jaką średnicę ma tarcza słoneczna na kliszy, jeśli Słońce ma średnicę 1,4 10 6 km 1,4 10 6 km i znajduje się w odległości 1,5 10 8 km 1,5 10 8 km?

59.

Korzystając z równania cienkiej soczewki, wykaż, że powiększenie soczewki jest określone przez jej ogniskową oraz odległość przedmiotu i jest wyrażone równaniem p = f f d p p= f f d p .

60.

Przedmiot o wysokości 3 cm 3cm znajduje się w odległości 5 cm 5cm od soczewki skupiającej o ogniskowej 20 cm 20cm. Gdzie powstaje obraz przedmiotu i jaka jest jego wysokość?

61.

Przedmiot o wysokości 3 cm 3cm umieszczono w odległości 5 cm 5cm od rozpraszającej soczewki o ogniskowej 20 cm 20cm. Czy po drugiej stronie soczewki powstał obraz? W jakiej odległości i jakiej wielkości?

62.

Przedmiot o wysokości 3 cm 3cm umieszczono 25 cm 25cm przed rozpraszającą soczewką o ogniskowej 20 cm 20cm. Za nią umieszczono soczewkę skupiającą o ogniskowej 20 cm 20cm. Odległość między soczewkami wynosi 5 cm 5cm. Oblicz położenie i wielkość finalnego obrazu.

63.

Dwie soczewki wypukłe o ogniskowych 20 cm 20cm i 10 cm 10cm znajdują się w odległości 30 cm 30cm od siebie, przy czym soczewka o dłuższej ogniskowej jest po prawej stronie. Przedmiot o wysokości 2 cm 2cm znajduje się dokładnie pośrodku pomiędzy soczewkami. Opisz, co zobaczysz – czyli, gdzie powstają obrazy, czy są proste czy odwrócone oraz jakie jest ich powiększenie.

Jeżeli w poniższych zadaniach nie podano odległości od soczewki do siatkówki, przyjmujemy, że wynosi ona 2 cm 2cm.

64.

Jaka jest zdolność skupiająca oka patrzącego na przedmiot oddalony o 50 cm 50cm?

65.

Oblicz zdolność skupiającą oka patrzącego na przedmiot oddalony o 3 m 3m.

66.

Druk w książkach ma zazwyczaj około 3,5 mm 3,5mm wysokości. Jak wysoki jest obraz druku na siatkówce, jeśli książka znajduje się w odległości 30 cm 30cm od oka?

67.

Załóżmy, że ostrość widzenia pewnej osoby jest taka, że widzi ona wyraźnie przedmioty, które tworzą na siatkówce obraz o wysokości 4 µm 4µm. Jaka jest maksymalna odległość, przy której może ona czytać litery o wysokości 75 cm 75cm narysowane na samolocie?

68.

Jaki jest punkt dali u osoby, której oczy mają zdolność skupiającą 50,5 D 50,5D?

69.

Laser zmieniający kształt rogówki u pacjenta zredukował zdolność skupiającą oka o 9 D 9D, z dokładnością około ± 5 % ± 5 % .

  1. Jakiego zakresu soczewek okularów (w dioptriach) pacjent będzie potrzebował po tej operacji?
  2. Czy przed operacją pacjent był krótkowidzem, czy dalekowidzem? Uzasadnij.
70.

Zdolność skupiająca zdrowego oka dla bliskich przedmiotów wynosi 54 D 54D. Laserowa korekcja oka u pacjenta zwiększyła ją o 3 D 3D. Zakładając, że po operacji zdolność skupiająca oka pacjenta odpowiada zdolności skupiającej zdrowego oka, oblicz, ile wynosił punkt bliży u tego pacjenta przed operacją?

71.

Patrząc na przedmioty odległe, ludzkie oko ma zdolność skupiającą 50 D 50D. Jaki był wcześniej punkt dali u pacjenta, u którego w wyniku operacji zdolność skupiająca została zmniejszona o 7 D 7D, aby widział ostro odległe przedmioty?

72.

Oczy studenta czytającego z tablicy mają zdolność skupiającą 51 D 51D. Jak daleko znajduje się tablica?

73.

Zdolność skupiająca zdrowego oka dla odległych przedmiotów wynosi 50 D 50D. Młoda kobieta o normalnej zdolności skupiającej ma 10-procentową zdolność akomodacji, tj. zwiększenia zdolności skupiającej oczu. W jakiej odległości jest najbliższy przedmiot, jaki może widzieć wyraźnie?

74.

Dla mężczyzny z silną krótkowzrocznością punkt dali znajduje się w odległości 20 cm 20cm. Jaka powinna być zdolność skupiająca soczewek kontaktowych, które skorygują jego wadę wzroku?

75.

Osoba krótkowzroczna otrzymała soczewki kontaktowe o zdolności skupiającej 4 D 4 D . Jaki jest jej punkt dali?

76.

Soczewki kontaktowe umiarkowanie nadwzrocznej osoby mają zdolność skupiającą 0,75 D 0,75D, a punkt bliży dla tej osoby znajduje się w odległości 29 cm 29cm. Ile wynosi zdolność skupiająca warstwy płynnej pomiędzy rogówką a soczewką, jeżeli przy uwzględnieniu obecności warstwy płynnej korekcja jest idealna?

77.

Jakie jest powiększenie obrazu powstającego na siatkówce oka, jeśli obraz ma rozciągłość kątową 30 ° 30°, a przedmiot 5 ° 5°?

78.

Jakie powiększenie daje lupa o ogniskowej 10 cm 10cm trzymana 3 cm 3cm od oka, gdy przedmiot znajduje się 12 cm 12cm od oka?

79.

W jakiej odległości od przedmiotu powinieneś trzymać szkło powiększające o ogniskowej 2,1 cm 2,1cm, aby otrzymać 10-krotne powiększenie? Przyjmij, że oko znajduje się 5 cm 5cm od szkła powiększającego.

80.

Trzymasz lupę o ogniskowej 5 cm 5cm tuż przy powierzchni oka. Jakie jest jej powiększenie, jeżeli punkt bliży twojego oka znajduje się w odległości 25 cm 25cm?

81.

Patrzysz na górę przez szkło powiększające o ogniskowej f = 10 cm f= 10 cm . Jakie jest powiększenie?

82.

Patrzysz na przedmiot, trzymając szkło powiększające o ogniskowej 2,5 cm 2,5cm w odległości 10 cm 10cm od przedmiotu. Jak daleko od oka powinno znajdować się szkło powiększające, aby dało 10-krotne powiększenie?

83.

Szkło powiększające tworzy obraz w odległości 10 cm 10cm od soczewki, po przeciwnej stronie soczewki niż przedmiot, który znajduje się w odległości 10 cm 10cm. Jakie jest powiększenie soczewki dla osoby o typowym punkcie bliży, jeżeli oczy tej osoby znajdują się w odległości 12 cm 12cm od przedmiotu?

84.

Przedmiot oglądany nieuzbrojonym okiem ma rozciągłość kątową 2 ° 2°. Jaka jest rozciągłość kątowa obrazu, jeżeli patrzysz na przedmiot przez szkło o 10‐krotnym powiększeniu?

85.

Dla rozluźnionego oka powiększenie kątowe lupy wynosi 4 4. Jakie największe powiększenie może dać ta lupa?

86.

Jaki zakres powiększenia jest możliwy dla soczewki skupiającej o ogniskowej 7 cm 7cm?

87.

Lupa daje powiększenie kątowe 4,5 4,5, gdy używana jest przez młodą osobę o punkcie bliży znajdującym się w odległości 18 cm 18cm. Jakie jest maksymalne powiększenie kątowe dla starszej osoby, której punkt bliży wynosi 45 cm 45cm?

88.

Mikroskop o całkowitym powiększeniu 800 800 ma obiektyw, który powiększa 200 200 razy.

  1. Jakie jest powiększenie kątowe okularu?
  2. Mikroskop jest wyposażony w dwa dodatkowe obiektywy o powiększeniach 100 100 i 400 400. Jakie inne całkowite powiększenia mikroskopu są jeszcze możliwe?
89.
  1. Jakie jest powiększenie obiektywu mikroskopu o ogniskowej 0,15 cm 0,15cm, znajdującego się w odległości 0,155 cm 0,155cm od oglądanego przedmiotu?
  2. Jakie jest całkowite powiększenie przy zastosowaniu okularu o 8-krotnym powiększeniu?
90.

Gdzie musi znajdować się przedmiot względem mikroskopu, aby jego obiektyw o ogniskowej 0,5 cm 0,5cm tworzył powiększenie równe 400 400?

91.

Ameba znajduje się w odległości 0,305 cm 0,305cm od obiektywu mikroskopu o ogniskowej 0,3 cm 0,3cm.

  1. Gdzie powstaje obraz utworzony przez soczewkę obiektywu?
  2. Jakie jest powiększenie tego obrazu?
  3. Okular o ogniskowej 2 cm 2cm znajduje się w odległości 20 cm 20cm od obiektywu. Gdzie powstaje ostateczny obraz?
  4. Ile wynosi powiększenie kątowe okularu?
  5. Jakie jest całkowite powiększenie (zob. Ilustracja 2.39)?
92.

Nieracjonalne wyniki. Koledzy pokazują ci obraz w mikroskopie. Mówią, że mikroskop ma obiektyw o ogniskowej 0,5 cm 0,5cm i okular o ogniskowej 5 cm 5cm. Obliczyli, że całkowite powiększenie mikroskopu wynosi 250 000 250 000. Czy te wartości są realne dla tego mikroskopu?

Jeżeli nie podano inaczej, w kolejnych zadaniach przyjmujemy, że odległość soczewki oka od siatkówki wynosi 2 cm 2cm.

93.

Jakie jest powiększenie kątowe teleskopu, który ma obiektyw o ogniskowej 100 cm 100cm i okular o ogniskowej 2,5 cm 2,5cm?

94.

Oblicz odległość pomiędzy obiektywem a okularem teleskopu z poprzedniego zadania konieczną do powstania ostatecznego obrazu bardzo odległego od oka obserwatora. Zauważ, że teleskop jest zazwyczaj używany do oglądania bardzo odległych obiektów.

95.

Duży teleskop refrakcyjny ma zwierciadło obiektywu o promieniu krzywizny 10 m 10m. Jakie jest powiększenie kątowe teleskopu, gdy używany jest okular o ogniskowej 3 m 3m?

96.

Obiektywem małego teleskopu jest zwierciadło wklęsłe o promieniu krzywizny 2 m 2m. Jego okular ma ogniskową 4 cm 4cm.

  1. Jakie jest powiększenie kątowe teleskopu?
  2. Jaką rozciągłość kątową ma plama słoneczna o średnicy 25 000 km 25 000km?
  3. Jaka jest rozciągłość kątowa jej obrazu?
97.

Lornetka powiększająca 7,5 7,5-krotnie daje powiększenie kątowe 7,5 7,5. Zwierciadła służą wyłącznie do otrzymania prostego obrazu. Jeżeli lornetka ma obiektyw o ogniskowej 75 cm 75cm, to jaka jest ogniskowa okularu?

98.

Wymyśl własne zadanie. Przyjrzyj się teleskopowi podobnemu do tego, jakiego używał Galileusz, a więc teleskopowi, który ma obiektyw z soczewką skupiającą i okular z soczewką rozpraszającą, jak pokazano w części (a) Ilustracji 2.40. Wymyśl zadanie, w którym należy obliczyć położenie i rozmiar utworzonego obrazu. Należy się zastanowić, ile powinny wynosić ogniskowe soczewek oraz położenie i rozmiar przedmiotu. Ustal dane tak, aby powiększenie kątowe było większe niż 1.

99.

Skorzystaj z techniki konstrukcji biegu promieni, aby określić, w którą stronę będzie skierowany promień załamany przez cienką soczewkę na poniższym rysunku. Wskazówka: W każdym przypadku wybierz punkt P P na podanym promieniu. Potraktuj ten punkt jak przedmiot. Teraz znajdź jego obraz Q Q. Skorzystaj z zasady: wszystkie promienie po przeciwnej stronie soczewki albo przejdą przez punkt Q Q, albo będzie się wydawało, że wychodzą z punktu Q Q.

Figura a promień, który nie jest równoległy do osi optycznej, padający na soczewkę dwuwypukłą. Figura b promień, który nie jest równoległy do osi optycznej, padający na soczewkę dwuwklęsłą.
100.

Zastosuj technikę konstrukcji biegu promieni, aby narysować ostateczny obraz na poniższym rysunku. Wskazówka: Znajdź pośredni obraz utworzony przez soczewkę. Zastosuj go jako przedmiot dla zwierciadła i znajdź ostateczny obraz, który tworzy zwierciadło.

Figura od lewej do prawej przedstawia: przedmiot o podstawie O leżący na osi optycznej i wierzchołku P, soczewkę dwuwypukłą i zwierciadło wklęsłe o środku krzywizny C. Ognisko soczewki po stronie przedmiotu oznaczono F subscript 1 a ognisko po stronie zwierciadła jako F subscript 2.
101.

Zwierciadło wklęsłe o promieniu krzywizny 10 cm 10cm znajduje się w odległości 30 cm 30cm od cienkiej soczewki wypukłej o ogniskowej 15 cm 15cm. Oblicz położenie i powiększenie małej żarówki znajdującej się 50 cm 50cm od soczewki.

102.

Przedmiot o wysokości 3 cm 3cm znajduje się w odległości 25 cm 25cm od soczewki skupiającej o ogniskowej 20 cm 20cm. Za soczewką umieszczono zwierciadło wklęsłe o ogniskowej 20 cm 20cm. Odległość pomiędzy soczewką a zwierciadłem wynosi 5 cm 5cm. Określ położenie, orientację i rozmiar końcowego obrazu.

103.

Przedmiot o wysokości 3 cm 3cm znajduje się w odległości 25 cm 25cm naprzeciwko soczewki skupiającej o ogniskowej 20 cm 20cm. W odległości 10 cm 10cm od tej soczewki znajduje się kolejna soczewka skupiająca o ogniskowej 20 cm 20cm. Za soczewkami umieszczono zwierciadło wklęsłe o ogniskowej 15 cm 15cm, w odległości 50 cm 50cm od drugiej soczewki. Określ położenie, orientację i rozmiar końcowego obrazu.

104.

Przedmiot o wysokości 2 cm 2cm znajduje się w odległości 50 cm 50cm od soczewki rozpraszającej o ogniskowej 40 cm 40cm. Za soczewką w odległości 30 cm 30cm znajduje się zwierciadło wypukłe o ogniskowej 15 cm 15cm. Określ położenie, orientację i rozmiar końcowego obrazu.

105.

Dwa zwierciadła wklęsłe znajdują się naprzeciwko siebie, jedno z nich ma mały otwór w środku. Moneta leży na dolnym zwierciadle (zob. poniższy rysunek). Gdy patrzysz z boku, nad otworem widać obraz rzeczywisty monety. Wytłumacz, jak to jest możliwe.

Figura przedstawia dwa wklęsłe zwierciadła leżące jedno na drugim, zwrócone naprzeciwko siebie. Górne zwierciadło posiada otwór w środku. Na dolnym leży moneta. Obraz monety powstaje nad górnym zwierciadłem, tuż powyżej otworu.
106.

Lampa o wysokości 5 cm 5cm znajduje się w odległości 40 cm 40cm od soczewki skupiającej o ogniskowej 20 cm 20cm. W odległości 15 cm 15cm za soczewką znajduje się płaskie zwierciadło. Gdzie widzisz obraz, gdy patrzysz na zwierciadło?

107.

Równoległe promienie z odległego źródła padają na soczewkę skupiającą o ogniskowej 20 cm 20cm pod kątem 15 ° 15° względem poziomu. Znajdź położenie obrazu rzeczywistego obserwowanego na ekranie znajdującym się na płaszczyźnie ogniskowej.

108.

Równoległe promienie z odległego źródła padają na soczewkę rozpraszającą o ogniskowej 20 cm 20cm pod kątem 10 ° 10° względem poziomu. Jeśli będziesz patrzył przez soczewkę, to gdzie w płaszczyźnie pionowej powinien pojawić się obraz?

109.

Żarówkę umieszczono w odległości 10 cm 10cm od zwierciadła płaskiego, które znajduje się naprzeciwko zwierciadła wypukłego o promieniu krzywizny 8 cm 8cm. Zwierciadło płaskie jest w odległości 30 cm 30cm od wierzchołka zwierciadła wypukłego. Znajdź położenie dwóch obrazów w zwierciadle wypukłym. Czy istnieją inne obrazy? Jeżeli tak, to gdzie się znajdują?

110.

Punktowe źródło światła znajduje się w odległości 50 cm 50cm od soczewki skupiającej o ogniskowej 30 cm 30cm. Zwierciadło wklęsłe o ogniskowej 20 cm 20cm jest w odległości 25 cm 25cm za soczewką. Gdzie powstaje końcowy obraz i jakie są jego powiększenie oraz orientacja?

111.

Dokończ konstrukcję biegu promieni, aby dowiedzieć się, w jaki sposób poziomy promień wychodzący z punktu S S rozchodzi się za soczewką. Przyjmij, że współczynnik załamania szkła, z którego wykonano pryzmat, wynosi 1,5 1,5.

Figura przedstawia dwa pryzmaty których bazy są równoległe do siebie i tworzą kąt 45 stopni z poziomem. Po prawej stronie znajduje się soczewka dwuwypukła. Promień równoległy do osi optycznej biegnie z lewej strony i wchodzi do tego układu
112.

Dokończ konstrukcję biegu promieni i narysuj bieg poziomego promienia z punktu S S po przejściu przez soczewkę. Przyjmij, że współczynnik załamania szkła wynosi 1,55 1,55.

Figura przedstawia półkulę po lewej stronie i soczewkę dwuwypukłą. Promień równoległy do osi optycznej wchodzi do tego układu z lewej strony.
113.

Dokończ konstrukcję biegu promieni, aby otrzymać końcowy obraz.

Figura od lewej do prawej przedstawia: przedmiot o podstawie O leżący na osi i wierzchołku P. Soczewka dwuwklęsła o ogniskach F1 i F2 po lwej i prawej stronie soczewki i zwierciadło wklęsłe o środku krzywizny C.
114.

Znajdź punkt w szkle, gdzie promienie wychodzące z punktu S S skupiają się po załamaniu w soczewce i na wypukłej granicy pomiędzy powietrzem i szkłem. Wykonaj niezbędną konstrukcję biegu promieni. Promień krzywizny powierzchni załamującej szkła R R określ za pomocą linijki.

Figura przedstawia soczewkę dwuwypukłą po lewej i szkoło, którego powierzchnia jest wypukła. Soczewka po obu stronach ma ogniska F. Środek krzywizny wypukłej powierzchni szkła wynosi C, a jego promień krzywizny wynosi R. Punkt S leży pomiędzy soczewką a ogniskiem z lewej strony soczewki.
115.

Soczewka rozpraszająca ma ogniskową 20 cm 20cm. Jaka jest jej zdolność skupiająca Z Z w dioptriach?

116.

Dwie soczewki o ogniskowych f 1 f 1 i f 2 f 2 są sklejone razem przeźroczystym materiałem o pomijalnej grubości. Wykaż, że łączna zdolność skupiająca obydwu soczewek stanowi po prostu ich sumę.

117.

Jakie będzie powiększenie kątowe soczewki wypukłej o ogniskowej 2,5 cm 2,5cm?

118.

Jaki jest wzór na powiększenie kątowe soczewki wypukłej o ogniskowej f f, jeżeli oko obserwatora jest bardzo blisko soczewki, a punkt bliży znajduje się w odległości D D od oka?

Cytowanie i udostępnianie

Ten podręcznik nie może być wykorzystywany do trenowania sztucznej inteligencji ani do przetwarzania przez systemy sztucznej inteligencji bez zgody OpenStax lub OpenStax Poland.

Chcesz zacytować, udostępnić albo zmodyfikować treść tej książki? Została ona wydana na licencji Uznanie autorstwa (CC BY) , która wymaga od Ciebie uznania autorstwa OpenStax.

Cytowanie i udostępnienia
  • Jeśli rozpowszechniasz tę książkę w formie drukowanej, umieść na każdej jej kartce informację:
    Treści dostępne za darmo na https://openstax.org/books/fizyka-dla-szk%C3%B3%C5%82-wy%C5%BCszych-tom-3/pages/1-wstep
  • Jeśli rozpowszechniasz całą książkę lub jej fragment w formacie cyfrowym, na każdym widoku strony umieść informację:
    Treści dostępne za darmo na https://openstax.org/books/fizyka-dla-szk%C3%B3%C5%82-wy%C5%BCszych-tom-3/pages/1-wstep
Cytowanie

© 21 wrz 2022 OpenStax. Treść książki została wytworzona przez OpenStax na licencji Uznanie autorstwa (CC BY) . Nazwa OpenStax, logo OpenStax, okładki OpenStax, nazwa OpenStax CNX oraz OpenStax CNX logo nie podlegają licencji Creative Commons i wykorzystanie ich jest dozwolone wyłącznie na mocy uprzedniego pisemnego upoważnienia przez Rice University.