Тема . №25 Электродинамика (Расчетная задача высокого уровня сложности)

.14 Скорость изображения в различных оптических системах (Отсутствует в ЕГЭ 2025)

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела №25 электродинамика (расчетная задача высокого уровня сложности)
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#24446

Висящий на пружине груз совершает вертикальные колебания, двигаясь перпендикулярно главной оптической оси линзы с фокусным расстоянием F1 = 32  см. На экране, который можно перемещать, получено изображение груза. При этом максимальная скорость изображения оказалась в 8 раз больше максимальной скорости груза.
1) Найдите расстояние между грузом и линзой.
2) Найдите фокусное расстояние F2  собирающей линзы, которую надо поместить вплотную к первой линзе, чтобы максимальная скорость изображения уменьшилась в 4 раза по сравнению с предыдущей.

Источники: Физтех 2012

Показать ответ и решение

1) Запишем формулу тонкой линзы:

1   1   1
d + f = F1,

где d  – расстояние от линзы до предмета, f  – расстояние от линзы до изображения.
Увеличение равно:

Γ = f-= u,
    d   v

где u  – скорость изображения, v  – скорость предмета.
Так как максимальная скорость изображения оказалась в 8 раз больше максимальной скорости груза, то Γ = 8  , отсюда

f = Γ d = 8d.

Тогда из формулы тонкой линзы:

8-+ -1 = 1-⇒  d= 9F1 = 9⋅32 см = 36 см
8d  8d   F1      8     8

2) Если расстоянием между линзами можно пренебречь, то оптическая сила системы из двух линз равна сумме оптических сил линз, то есть

             1-  -1
D = D1+ D2 = F1 + F2 ,

где D1  – оптическая сила первой линзы, F2  – оптическая сила второй линзы.
Запишем формулу тонкой линзы:

1 + 1-= -1 + 1-,
d   f1  F1   F2

где d  – расстояние от линзы до предмета, f1  – расстояние от линзы до изображения.
Увеличение равно:

     f1   u1
Γ 1 = d-= v1,

где u1  – скорость изображения, v1  – скорость предмета.
Так как максимальная скорость изображения уменьшилась в 4 раза по сравнению с предыдущей, то максимальная скорость изображения оказалась в 2 раз больше максимальной скорости груза, то есть Γ = 2
 1  , отсюда

f1 = Γ 1d= 2d.

Тогда из формулы тонкой линзы:

2    1    1   1    3    1   1
2d + 2d = F1 + F2 ⇒ 2d − F1 = F2

Отсюда

3F1−-2d= -1 ⇒ F2 = -2dF1--= --2⋅36 см-⋅32-см-= 96 см
 2dF1    F2        3F1− 2d  3 ⋅32 см− 2⋅36 см
Ответ:
Критерии оценки

Критерии оценивания выполнения задачи

Баллы

Приведено полное решение, включающее следующие элементы:

3

I) записаны положения теории и физические законы,

закономерности, применение которых необходимо для решения

задачи выбранным способом (в данном случае: записана формула тонкой линзы, записана формула увеличения, записана формула оптической силы линзы);

II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения

физических величин (за исключением обозначений констант,

указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии

задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при

написании физических законов);

III) представлены необходимые математические преобразования и

расчёты, приводящие к правильному числовому ответу

(допускается решение «по частям» с промежуточными

вычислениями);

IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения

искомой величины

Правильно записаны все необходимые положения теории,

2

физические законы, закономерности, и проведены необходимые

преобразования, но имеется один или несколько из следующих

недостатков

Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном

объёме или отсутствуют.

И (ИЛИ)

В решении лишние записи, не входящие в решение (возможно,

неверные), не отделены от решения (не зачёркнуты; не заключены

в скобки, рамку и т.п.).

И (ИЛИ)

В необходимых математических преобразованиях или вычислениях

допущены ошибки, и (или) преобразования/вычисления не

доведены до конца.

И (ИЛИ)

Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка

Представлены записи, соответствующие одному из следующих

1

случаев.

Представлены только положения и формулы, выражающие

физические законы, применение которых необходимо для решения

задачи, без каких-либо преобразований с их использованием,

направленных на решение задачи, и ответа.

ИЛИ

В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая

для решения задачи (или утверждение, лежащее в основе решения),

но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися

формулами, направленные на решение задачи.

ИЛИ

В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения задачи

(или в утверждении, лежащем в основе решения), допущена

ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с

имеющимися формулами, направленные на решение задачи

Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным

0

критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла

Максимальный балл

3

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!