Оптические явления

Линзу удерживают на расстоянии 3 см от тетрадного листа с клетками, на котором нарисованы направленные в одну сторону одинаковые стрелки. (На фотографии показано изображение стрелок, которое видит глаз человека). Укажите тип линзы (собирающая или рассеивающая) и вычислите, используя фотографию, фокусное расстояние линзы. Ответ поясните, опираясь на явления и законы оптики. Линзу считать тонкой. [рис.]

Линзу с оптической силой, равной по модулю 12,5 дптр, удерживают на некотором расстоянии от тетрадного листа с клетками, на котором нарисованы направленные в одну сторону одинаковые стрелки. (На фотографии показано изображение стрелок, которое видит глаз человека). Укажите тип линзы (собирающая или рассеивающая) и вычислите, используя фотографию, расстояние на котором удерживают линзу. Ответ поясните, опираясь на явления и законы оптики. Линзу считать тонкой. [рис.]

[рис.] На горизонтальном столе закреплен однородный прозрачный шар радиусом R = 5 см, изготовленный из вещества с показателем преломления $n= корень из: начало аргумента: 2 конец аргумента$ На шар направлен тонкий луч света от лазерной указки, идущий параллельно столу. В исходном положении луч проходит через центр O шара. Указку начинают поступательно перемещать вдоль стола с постоянной скоростью V = 5 см/⁠c так, что она движется в направлении, перпендикулярном лучу (на рисунке показан вид сверху, пунктирной линией обозначена траектория лазерного луча в исходном положении шара). Опираясь на законы физики, изобразите график зависимости длины L участка лазерного луча, находящегося внутри шара, от времени t, прошедшего с момента начала движения указки. Объясните построение графика, указав явления и закономерности, которые Вы при этом использовали. На осях координат обозначьте физические величины в «особых» точках графика (максимумы, минимумы, разрывы, точки излома графика), если они есть.

Школьник решил прошедшей весной сделать модель солнечных часов. Для этого он на горизонтальной открытой площадке около своей школы в Москве установил вертикальный стержень высотой h = 2 м, окружил его кругом, разбитым на 24 одинаковых часовых сектора для отсчета времени, и стал следить за тенью стержня в светлое время суток от восхода до заката Солнца, измеряя через каждый час длину тени от основания стержня до конца тени. Опыт он проводил в день весеннего равноденствия (20 марта 2021 г.). Широта Москвы $фи _м\approx56 градусов$ можно считать, что восход был в 6.00, а заход — в 18.00. Постройте примерный график длины тени H от времени суток t (в промежутке от восхода до захода Солнца). Какова была при этом минимальная скорость VМ движения конца тени по площадке?

Школьник решил прошедшей весной сделать модель солнечных часов. Для этого он на горизонтальной открытой площадке около своей школы в Москве установил вертикальный стержень высотой h = 1 м, окружил его кругом, разбитым на 24 одинаковых часовых сектора для отсчета времени, и стал следить за тенью стержня в светлое время суток от восхода до заката Солнца, измеряя через каждый час длину тени от основания стержня до конца тени. Опыт он проводил в день весеннего равноденствия (20 марта 2021 г.). Широта Москвы $фи _м\approx56 градусов$ можно считать, что восход был в 6.00, а заход — в 18.00. Постройте примерный график длины тени H от времени суток t (в промежутке от восхода до захода Солнца). Какова была при этом минимальная скорость VМ движения конца тени по площадке?

[рис.] На тонкую собирающую линзу от удаленного источника падает пучок параллельных лучей (см. рис.). Как изменится положение изображения источника, создаваемого линзой, если между линзой и ее фокусом поставить плоскопараллельную стеклянную пластинку с показателем преломления n (на рисунке положение пластинки отмечено пунктиром)? Ответ поясните, указав, какие физические закономерности Вы использовали. Сделайте рисунок, поясняющий ход лучей до и после установки плоскопараллельной стеклянной пластинки.

Время восхода и заката Солнца рассчитывается для каждой точки на поверхности Земли и приводится в астрономических справочниках и календарях. Однако наблюдаемые времена немного отличаются от теоретических — табличных: Солнце встает чуть раньше, а заходит чуть позже, увеличивая длительность светового дня. Объясните, руководствуясь известными физическими законами и закономерностями, почему это происходит.

Длительность светового дня — это время, в течение которого из-⁠за горизонта «высовывается» хотя бы малая часть солнечного диска. Эта величина рассчитывается для каждой точки на поверхности Земли и приводится в астрономических справочниках и календарях. Однако наблюдаемая длительность светового дня немного превышает теоретическую — табличную. Объясните, руководствуясь известными физическими законами и закономерностями, почему это происходит.

Капитан парусного корабля в открытом море не обнаружил в пределах видимости (до горизонта) ни одного клочка земли. Тогда он послал юнгу оглядеться с самого верха грот-⁠мачты, который находился над уровнем моря в 4 раза выше, чем капитанский мостик. Во сколько раз при этом увеличилась площадь поверхности моря, которую можно было обозревать? Считайте, что радиус Земли гораздо больше высоты мачты.

Капитан парусного корабля в открытом море не обнаружил в пределах видимости (до горизонта) ни одного клочка земли. Тогда он послал юнгу оглядеться с самого верха грот-⁠мачты, который находился над уровнем моря в 4 раза выше, чем капитанский мостик. Во сколько раз при этом увеличилось расстояние до крайней точки поверхности моря, которую еще можно было видеть?

[рис.] С помощью тонкой линзы на экране получают изображение объекта AB, расположенного параллельно ей. После чего линзу закрывают ободком из черного картона. Нарисуйте ход лучей и объясните, что произойдет с изображением на экране.

Если смотреть ночью на далекий фонарь через натянутую тонкую ткань — кисею с прямоугольным плетением нитей, то вместо одного светлого пятна мы увидим набор светлых пятнышек, имеющий также прямоугольную структуру (см. фотографии — один фонарь и он же через кисею). [рис.] Аналогом какого физического прибора является данная тонкая ткань? Каким физическим явлением объясняется наблюдаемая картина?

Школьник решил провести наблюдение за далеким источником света. Для этого он ночью установил на штативе фотоаппарат, навел его на далекий фонарь, сфотографировал его, а потом поставил перед объективом фотоаппарата полупрозрачное препятствие и сделал еще один снимок (см. фотографии — один фонарь и его же изображение после фотографирования через препятствие). [рис.] Какое препятствие могло быть установлено школьником? Объясните, основываясь на известных Вам законах и явлениях физики, полученную во втором случае картину.

Грибник ушел от дороги далеко в лес и заблудился. Компаса у него не было, погода была облачная, солнца не видно, а без ориентации по сторонам света найти дорогу к своему автомобилю было невозможно. В кармане у него были противобликовые автомобильные очки, покрытые поляроидной пленкой. Он вышел на поляну, достал очки и стал их поворачивать вокруг оптической оси очковых стекол, глядя сквозь них на небо в разных направлениях. Оказалось, что в одном из направлений интенсивность света, прошедшего через очки от облачного неба, сильно меняется, а в другом, перпендикулярном первому, не меняется. Помог ли грибнику этот факт сориентироваться? Объясните, основываясь на известных физических законах и закономерностях, смысл его действий и укажите направление на Солнце. Справка: поляроидная пленка имеет выделенное направление и пропускает только проекцию вектора напряженности электромагнитного поля $\vecE$ в световой волне на это направление.

Грибник ушел от дороги далеко в лес и заблудился. Компаса у него не было, погода была облачная, солнца не видно, а без ориентации по сторонам света найти дорогу к своему автомобилю было невозможно. Тут он вспомнил, что в кармане у него есть противобликовые автомобильные очки, покрытые поляроидной пленкой. Он вышел на поляну, достал очки и стал их поворачивать вокруг оптической оси очковых стекол, глядя сквозь них на небо в разных направлениях. Через небольшое время он смог определить направление на солнце. Объясните, основываясь на известных физических законах и закономерностях, смысл его действий при таком способе ориентирования. Справка: поляроидная пленка имеет выделенное направление и пропускает только проекцию вектора напряженности электромагнитного поля $\vecE$ в световой волне на это направление.

Две одинаковые звуковые волны частотой 1 кГц распространяются навстречу друг другу. Расстояние между источниками волн очень велико. В точках А и В, расположенных на расстоянии 99 см друг от друга, амплитуда колебаний минимальна. На каком расстоянии от точки А находятся ближайшие к ней точки, в которой амплитуда колебаний также минимальна? Скорость звука в воздухе 330 м/с. Ответ укажите в метрах.

Если кольцо диаметром 3–4 см, согнутое из тонкой проволоки, окунуть в раствор мыла или стирального порошка, то, вынув его из раствора, можно обнаружить радужную пленку, затягивающую отверстие кольца. Если держать кольцо так, чтобы его плоскость была вертикальна, и рассматривать пленку в отраженном свете на темном фоне, то в верхней части пленки через некоторое время будет видно растущее темное пятно, окольцованное разноцветными полосами. Как чередуется цвет полос в направлении от темного пятна к нижней части кольца? Ответ поясните, используя физические закономерности.