Параграф 68 Ответы на вопросы ГДЗ Мякишев 11 класс (Физика)
©Reshak.ru — сборник решебников для учеников старших классов. Здесь можно найти решебники, ГДЗ, переводы текстов по школьной программе. Практически весь материал, собранный на сайте — авторский с подробными пояснениями профильными специалистами. Вы сможете скачать гдз, решебники, улучшить школьные оценки, повысить знания, получить намного больше свободного времени.
Главная задача сайта: помогать школьникам и родителям в решении домашнего задания. Кроме того, весь материал совершенствуется, добавляются новые сборники решений.
Тест с ответами на тему оптика
2. В чем состоит значение света в нашей жизни?
а) под действием света и тепла на Земле возникла жизнь;+
б) свет — средство видения;
в) свет — важнейшее средство познания природы;
г) свет — активный участник различных физических явлений;
д) деятельность человека зависима от света.
3. Какие крупные научные открытия обязаны свету?
а) открытие законов движения планет;
б) открытие строения клетки живых организмов;+
в) определение структуры металлов;
г) определение химического состава Солнца и других небесных тел.
4. Геометрической оптикой называется раздел оптики, в котором…
а) изучаются законы распространения в прозрачных средах световой энергии на основе представления о световом луче;+
б) глубоко рассматриваются свойства света и его взаимодействие с веществом.
5. Основоположником корпускулярной теории света был…
а) Ремер;
б) Ньютон;+
в) Максвелл;
г) Аристотель;
д) Гюйгенс.
6. Двойственность свойств (корпускулярно-волновой дуализм) присуща…
а) только свету;+
б) только микроскопическим телам;
в) любой форме материи.
7. Кто впервые определил скорость света?
а) Майкельсон;
б) Галилей;
в) Ремер;+
г) Физо.
8. Чем объяснялся успех астрономического метода измерения скорости тела?
а) движением Юпитера вокруг Солнца;+
б) проходимые светом расстояния были очень велики;
в) тем, что свет любые расстояния преодолевает мгновенно.
9. В чем сущность метода определения скорости света в опыте Физо?
а) для измерения времени распространения света использовалось вращающееся зеркало;+
б) для измерения времени распространения света использовался “прерыватель” — вращающееся зубчатое колесо.
10. Что называется световым лучом?
а) геометрическое место точек, имеющих одинаковые фазы в момент времени;
б) линия, указывающая направление распространения световой энергии;+
в) воображаемая линия, параллельная фронту распространения световой волны.
11. Тень, отброшенная предметом, освещенным протяженным источником…
а) имеет резкие очертания, подобные очертаниям предмета;
б) окружена полутенью.+
12. Если луч переходит из оптически менее плотной среды в оптически более плотную, то…
а) угол падения больше угла преломления;+
б) угол падения меньше угла преломления;
в) угол падения равен углу преломления.
13. Почему луч света при переходе из одной среды в другую преломляется?
а) изменяется скорость света в среде;+
б) изменяется направление светового пучка.
14. В каком случае угол падения равен углу преломления?
а) если угол падения близок к 90 градусам;
б) если угол падения равен нулю;
в) если скорости света в двух средах равны.+
15. Определяя глубину водоема “на глаз”…
а) мы точно определяем глубину;
б) дно кажется нам глубже;
в) дно кажется всегда ближе к нам, т.е. мельче.+
16. С какой физической характеристикой связано различие в цвете?
а) с длиной волны;
б) с интенсивностью света;
в) с показателем преломления среды;
г) с частотой.+
17. От чего не зависит показатель преломления вещества?
а) от свойства вещества;+
б) от длины волны;
в) от частоты;
г) от угла преломления;
д) от скорости света.
18. Предмет кажется нам белым, если он…
а) частично отражает все лучи;
б) частично поглощает все лучи;
в) одинаково отражает все лучи;+
г) одинаково поглощает все лучи.
19. В чем заключается явление интерференции света?
а) в усилении одного светового пучка другим;
б) в получении спектра белого света;
в) в огибании светом препятствий;
г) в наложении световых волн.+
20. В чем заключается просветление оптики?
а) в увеличении входного зрачка оптической системы;
б) в уменьшении отражения света от поверхности оптического стекла;+
в) в интерференции света на поверхности оптического стекла;
г) в повышении прозрачности оптического стекла;
д) в применении светофильтров.
II вариант.
1. Выберите верный ответ. Если фокусное расстояние одной линзы длиннее, чем другой, то какая из них даст большее увеличение?
а) Длиннофокусная+
б) Короткофокусная
в) Обе дадут одно и то же увеличение
2. Отметьте, какая из линз, которые имеют фокусные расстояния 15 см, 20 см и 25 см, обладает наибольшей оптической силой?
а) С F = 15 см+
б) С F = 20 см
в) С F = 25 см
3. Выберите формулу, по которой рассчитывают оптическую силу линзы:
а) ? = 1/T
б) D = 1/F+
в) R = U/I
г) q = Q/m
4. В каких единицах измеряют оптическую силу линзы?
а) Омах
б) Вольтах
в) Калориях
г) Диоптриях+
5. Найдите оптические силы линз, фокусные расстояния которых 25 см и 50 см.
а) 0,04 дптр и 0,02 дптр
б) 4 дптр и 2 дптр+
в) 1 дптр и 2 дптр
г) 4 дптр и 1 дптр
6. Оптические силы линз равны 5 дптр и 8 дптр. Каковы их фокусные расстояния?
а) 2 м и 1,25 м
б) 20 см и 12,5 см+
в) 2 см и 1,25 см
г) 20 м и 12,5 м
7. Для того чтобы отраженный луч составлял с падающим угол 40°, угол падения светового луча должен быть следующим:
а) 20°+
б) 50°
в) 40°
г) 25°
8. Определите, каким будет относительный показатель преломления двух сред, если угол падения равен 60°, а угол между отраженным и преломленным лучами равен 90°?
а) 1,5
б) v2
в) v3+
г) 1,2
9. Выберите, каким будет показатель преломления второй среды относительно первой, если при переходе света из первой среды во вторую угол преломления равен 30°, а угол падения в 2 раза больше?
а) 1/v3
б) v2
в) 1,5
г) v3+
10. Выясните, чему будет равен угол падения при переходе светового луча в оптически менее плотную среду из оптической более плотной?
а) угол падения равен углу преломления
б) свет проходит без преломления
в) угол падения больше угла преломления
г) угол падения меньше угла преломления+
11. Световой луч переходит из воды (n = 1,5) в воздух. Какое из приведенных соотношений имеет место для угла преломления В, если угол падения равен Б?
а) В<Б
б) В>Б+
в) В=Б
г) В>>Б
12. Угол между зеркалом и падающим лучом равен 50°. Определите, чему равен угол (град.) отражения луча:
а) 55
б) 70
в) 35
г) 40+
13. Линза это:
а) прозрачное тело, имеющее с двух сторон гладкие поверхности
б) тело, стороны которого отполированы и округлены
в) прозрачное тело, ограниченное сторонами, которые представляют собой сферические поверхности+
г) любое тело с гладкими изогнутыми поверхностями
14. Вспомните, когда линзы называют вогнутыми, когда — выпуклыми?
а) Вогнутыми — те, у которых края толще, чем середина, выпуклыми — у которых края тоньше, чем середина+
б) Вогнутыми — у которых края тоньше, чем середина, выпуклыми — у которых края толще, чем середина+
в) Вогнутыми — тела с поверхностями, обращенными внутрь, выпуклыми — с поверхностями, обращенными наружу
15. Что интересного в точке на оптической оси выпуклой линзы, которая называется фокусом?
а) Тем, что в ней собираются все преломляемые линзой лучи
б) Тем, что в ней пересекаются преломленные линзой лучи, направленные на нее параллельно оптической оси+
в) Тем, что в этой точке пересекаются все лучи, прошедшие сквозь середину линзы
г) Тем, что в ней пересекаются все лучи, прошедшие сквозь края линзы
16. Тень, отброшенная предметом, освещенным протяженным источником…
а) имеет резкие очертания, подобные очертаниям предмета;
б) окружена полутенью.+
17. Если луч переходит из оптически менее плотной среды в оптически более плотную, то…
а) угол падения больше угла преломления;+
б) угол падения меньше угла преломления;
в) угол падения равен углу преломления.
18. Почему луч света при переходе из одной среды в другую преломляется?
а) изменяется скорость света в среде;+
б) изменяется направление светового пучка.
19. В каком случае угол падения равен углу преломления?
а) если угол падения близок к 90 градусам;
б) если угол падения равен нулю;
в) если скорости света в двух средах равны.+
20. Определяя глубину водоема “на глаз”…
а) мы точно определяем глубину;
б) дно кажется нам глубже;
в) дно кажется всегда ближе к нам, т.е. мельче.+
Как получают когерентные световые волны. §68
1. Как получают когерентные световые волны?
2. В чем состоит явление интерференции света?
3. С какой физической характеристикой световых волн связано различие в цвете?
4. После удара камнем по прозрачному льду возникают трещины, переливающиеся всеми цветами радуги. Почему?
5. Длина волны света в воде уменьшается в n раз (n — показатель преломления воды относительно воздуха). Означает ли это, что ныряльщик под водой не может видеть окружающие предметы в естественном свете?
Свет и цвет: основы основ
Мы часто говорим о таком понятии как свет, источниках освещения, цвете изображений и объектов, но не совсем хорошо себе представляем, что такое свет и что такое цвет. Пора разобраться с этими вопросами и перейти от представления к понимаю.
Мы окружены
Осознаем мы этого или нет, но мы находимся в постоянном взаимодействии с окружающим миром и принимаем на себя воздействие различных факторов этого мира. Мы видим окружающее нас пространство, постоянно слышим звуки от различных источников, ощущаем тепло и холод, не замечаем, что пребываем под воздействием естественного радиационного фона, а также постоянно находимся в зоне излучения, которое исходит от огромного количества источников сигналов телеметрии, радио и электросвязи. Почти всё вокруг нас испускает электромагнитное излучение. Электромагнитное излучение — это электромагнитные волны, созданные различными излучающими объектами – заряженными частицами, атомами, молекулами. Волны характеризуются частотой следования, длинной, интенсивностью, а также рядом других характеристик. Вот вам просто ознакомительный пример. Тепло, исходящее от горящего костра – это электромагнитная волна, а точнее инфракрасное излучение, причем очень высокой интенсивности, мы его не видим, но можем почувствовать. Врачи сделали рентгеновский снимок – облучили электромагнитными волнами, обладающими высокой проникающей способностью, но мы этих волн не ощутили и не увидели. То, что электрический ток и все приборы, которые работают под его действием, являются источниками электромагнитного излучения, вы все, конечно же, знаете. Но в этой статье я не стану рассказать вам теорию электромагнитного излучения и его физическую природу, я постараюсь более мене простым языком объяснить, что же такое видимый свет и как образуется цвет объектов, которые мы с вами видим. Я начал говорить про электромагнитные волны, чтобы сказать вам самое главное: Свет – это электромагнитная волна, которая испускается нагретым или находящимся в возбужденном состоянии веществом. В роли такого вещества может выступить солнце, лампа накаливания, светодиодный фонарик, пламя костра, различного рода химические реакции. Примеров может быть достаточно много, вы и сами можете привести их в гораздо большем количестве, чем я написал. Необходимо уточнить, что под понятием свет мы будем подразумевать видимый свет. Всё выше сказанное можно представить в виде вот такой картинки (Рисунок 1).
Рисунок 1 – Место видимого излучения среди других видов электромагнитного излучения.
На Рисунке 1 видимое излучение представлено в виде шкалы, которая состоит из «смеси» различных цветов. Как вы уже догадались – это спектр. Через весь спектр (слева направо) проходит волнообразная линия (синусоидальная кривая) – это электромагнитная волна, которая отображает сущность света как электромагнитного излучения. Грубо говоря, любое излучение – есть волна. Рентгеновское, ионизирующее, радиоизлучение (радиоприемники, телевизионная связь) – не важно, все они являются электромагнитными волнами, только каждый вид излучения имеет разную длину этих волн. Синусоидальная кривая является всего лишь графическим представлением излучаемой энергии, которая изменяется во времени. Это математическое описание излучаемой энергии. На рисунке 1 вы также можете заметить, что изображенная волна как бы немного сжата в левом углу и расширена в правом. Это говорит о том, что она имеет разную длину на различных участках. Длина волны – это расстояние между двумя её соседними вершинами. Видимое излучение (видимый свет) имеет длину волны, которая изменяется в пределах от 380 до 780nm (нанометров). Видимый свет — всего лишь звено одной очень длинной электромагнитной волны.
От света к цвету и обратно
Ещё со школы вы знаете, что если на пути луча солнечного света поставить стеклянную призму, то большая часть света пройдет через стекло, и вы сможете увидеть разноцветные полосы на другой стороне призмы. То есть изначально был солнечный свет — луч белого цвета, а после прохождения через призму разделился на 7 новых цветов. Это говорит о том, что белый свет состоит из этих семи цветов. Помните, я только что говорил, что видимый свет (видимое излучение) — это электромагнитная волна, так вот, те разноцветные полосы, которые получились после прохождения солнечного луча через призму – есть отдельные электромагнитные волны. То есть получаются 7 новых электромагнитных волн. Смотрим на рисунок 2.
Рисунок 2 – Прохождение луча солнечного света через призму.
Каждая из волн имеет свою длину. Видите, вершины соседних волн не совпадают друг с другом: потому что красный цвет (красная волна) имеет длину примерно 625-740nm, оранжевый цвет (оранжевая волна) – примерно 590-625nm, синий цвет (синяя волна) – 435-500nm., не буду приводить цифры для остальных 4-х волн, суть, я думаю, вы поняли. Каждая волна – это излучаемая световая энергия, то есть красная волна излучает красный свет, оранжевая – оранжевый, зеленая – зеленый и т.д. Когда все семь волн излучаются одновременно, мы видим спектр цветов. Если математически сложить графики этих волн вместе, то мы получим исходный график электромагнитной волны видимого света – получим белый свет. Таким образом, можно сказать, что спектр электромагнитной волны видимого света – это сумма волн различной длины, которые при наложении друг на друга дают исходную электромагнитную волну. Спектр «показывает из чего состоит волна». Ну, если совсем просто сказать, то спектр видимого света – это смесь цветов, из которых состоит белый свет (цвет). Надо сказать, что и у других видов электромагнитного излучения (ионизирующего, рентгеновского, инфракрасного, ультрафиолетового и т.д.) тоже есть свои спектры.
Любое излучение можно представить в виде спектра, правда таких цветных линий в его составе не будет, потому, как человек не способен видеть другие типы излучений. Видимое излучение – это единственный вид излучений, который человек может видеть, потому-то это излучение и назвали – видимое. Однако сама по себе энергия определенной длины волны не имеет никакого цвета. Восприятие человеком электромагнитного излучения видимого диапазона спектра происходит благодаря тому, что в сетчатке глаза человека располагаются рецепторы, способные реагировать на это излучение.
Но только ли путем сложения семи основных цветов мы можем получить белый цвет? Отнюдь. В результате научных исследований и практических экспериментов было установлено, что все цвета, которые способен воспринимать человеческий глаз, можно получить смешиванием всего лишь трех основных цветов. Три основных цвета: красный, зеленый, синий. Если с помощью смешивания этих трех цветов можно получить практически любой цвет, значит можно получить и белый цвет! Посмотрите на спектр, который был приведен на рисунке 2, на спектре четко просматриваются три цвета: красный, зеленый и синий. Именно эти цвета лежат в основе цветовой модели RGB (Red Green Blue).
Проверим как это работает на практике. Возьмем 3 источника света (прожектора) — красный, зеленый и синий. Каждый из этих прожекторов излучает только одну электромагнитную волну определенной длины. Красный – соответствует излучению электромагнитной волны длиной примерно 625-740nm (спектр луча состоит только из красного цвета), синий излучает волну длиной 435-500nm (спектр луча состоит только из синего цвета), зеленый – 500-565nm (в спектре луча только зеленый цвет). Три разных волны и больше ничего, нет никакого разноцветного спектра и дополнительных цветов. Теперь направим прожектора так, чтобы их лучи частично перекрывали друг друга, как показано на рисунке 3.
Рисунок 3 — Результат наложения красного, зеленого и синего цветов.
Посмотрите, в местах пересечения световых лучей друг с другом образовались новые световые лучи – новые цвета. Зеленый и красный образовали желтый, зеленый и синий – голубой, синий и красный — пурпурный. Таким образом, изменяя яркость световых лучей и комбинируя цвета можно получить большое многообразие цветовых тонов и оттенков цвета. Обратите внимание на центр пересечения зеленого, красного и синего цветов: в центре вы увидите белый цвет. Тот самый, о котором мы недавно говорили. Белый цвет – это сумма всех цветов. Он является «самым сильным цветом» из всех видимых нами цветов. Противоположный белому – черный цвет. Черный цвет – это полное отсутствие света вообще. То есть там, где нет света — там мрак, там всё становится черным. Пример тому — иллюстрация 4.
Рисунок 4 – Отсутствие светового излучения
Я как-то незаметно перехожу от понятия свет к понятию цвет и вам ничего не говорю. Пора внести ясность. Мы с вами выяснили, что свет – это излучение, которое испускается нагретым телом или находящимся в возбужденном состоянии веществом. Основными параметрами источника света являются длина волны и сила света. Цвет – это качественная характеристика этого излучения, которая определяется на основании возникающего зрительного ощущения. Конечно же, восприятие цвета зависит от человека, его физического и психологического состояния. Но будем считать, что вы достаточно хорошо себя чувствуете, читаете эту статью и можете отличить 7 цветов радуги друг от друга. Отмечу, что на данный момент, речь идет именно о цвете светового излучения, а не о цвете предметов. На рисунке 5 показаны зависимые друг от друга параметры цвета и света.
Рисунки 5 и 6– Зависимость параметров цвета от источника излучения
Существуют основные характеристики цвета: цветовой тон (hue), яркость (Brightness), светлость (Lightness), насыщенность (Saturation).
Цветовой тон (hue)
– Это основная характеристика цвета, которая определяет его положение в спектре. Вспомните наши 7 цветов радуги – это, иначе говоря, 7 цветовых тонов. Красный цветовой тон, оранжевый цветовой тон, зелёный цветовой тон, синий и т.д. Цветовых тонов может быть довольно много, 7 цветов радуги я привел просто в качестве примера. Следует отметить, что такие цвета как серый, белый, черный, а также оттенки этих цветов не относятся к понятию цветовой тон, так как являются результатом смешивания различных цветовых тонов.
Яркость (Brightness)
– Характеристика, которая показывает, насколько сильно излучается световая энергия того или иного цветового тона (красного, желтого, фиолетового и т.п.). А если она вообще не излучается? Если не излучается – значит, её нет, а нет энергии — нет света, а там где нет света, там черный цвет. Любой цвет при максимальном снижении яркости становится черным цветом. Например, цепочка снижения яркости красного цвета: красный — алый — бордовый — бурый — черный. Максимальное увеличение яркости, к примеру, того же красного цвета даст «максимально красный цвет».
Светлость (Lightness)
– Степень близости цвета (цветового тона) к белому. Любой цвет при максимальном увеличении светлости становится белым. Например: красный — малиновый — розовый — бледно-розовый — белый.
– Степень близости цвета к серому цвету. Серый цвет является промежуточным цветом между белым и черным. Серый цвет образуется путем смешивания в равных количествах красного, зеленого, синего цвета с понижением яркости источников излучения на 50%. Насыщенность изменяется непропорционально, то есть понижение насыщенности до минимума не означает, что яркость источника будет снижена до 50%. Если цвет уже темнее серого, при понижении насыщенности он станет ещё более темным, а при дальнейшем понижении и вовсе станет черным цветом.
Такие характеристики цвета как цветовой тон (hue), яркость (Brightness), и насыщенность (Saturation) лежат в основе цветовой модели HSB (иначе называемая HCV).
Для того чтобы разобраться в этих характеристиках цвета, рассмотрим на рисунке 7 палитру цветов графического редактора Adobe Photoshop.
Рисунок 7 – Палитра цветов Adobe Photoshop
Если вы внимательно посмотрите на рисунок, то обнаружите маленький кружочек, который расположен в самом верхнем правом углу палитры. Этот кружочек показывает, какой цвет выбран на цветовой палитре, в нашем случае это красный. Начнем разбираться. Сначала посмотрим на числа и буквы, которые расположены в правой половине рисунка. Это параметры цветовой модели HSB. Самая верхняя буква – H (hue, цветовой тон). Он определяет положение цвета в спектре. Значение 0 градусов означает, что это самая верхняя (или нижняя) точка цветового круга – то есть это красный цвет. Круг разделен на 360 градусов, т.е. получается, в нем 360 цветовых тонов. Следующая буква – S (saturation, насыщенность). У нас указано значение 100% — это значит, что цвет будет «прижат» к правому краю цветовой палитры и имеет максимально возможную насыщенность. Затем идет буква B (brightness, яркость) – она показывает, насколько высоко расположена точка на палитре цветов и характеризует интенсивность цвета. Значение 100% говорит о том, что интенсивность цвета максимальна и точка «прижата» к верхнему краю палитры. Буквы R(red), G(green), B(blue) — это три цветовых канала (красный, зеленый, синий) модели RGB. В каждом в каждом из них указывается число, которое обозначает количество цвета в канале. Вспомните пример с прожекторами на рисунке 3, тогда мы выяснили, что любой цвет может быть получен путем смешивания трех световых лучей. Записывая числовые данные в каждый из каналов, мы однозначно определяем цвет. В нашем случае 8-битный канал и числа лежат в диапазоне от 0 до 255. Числа в каналах R, G, B показывают интенсивность света (яркость цвета). У нас в канале R указано значение 255, а это значит, что это чистый красный цвет и у него максимальная яркость. В каналах G и B стоят нули, что означает полное отсутствие зеленого и синего цветов. В самой нижней графе вы можете увидеть кодовую комбинацию #ff0000 — это код цвета. У любого цвета в палитре есть свой шестнадцатиричный код, который определяет цвет. Есть замечательная статья Теория цвета в цифрах, в которой автор рассказывает как определять цвет по шестнадцатеричному коду.
На рисунке вы также можете заметить перечеркнутые поля числовых значений с буквами «lab» и «CMYK». Это 2 цветовых пространства, по которым тоже можно характеризовать цвета, о них вообще отдельный разговор и на данном этапе незачем вникать в них пока не разберетесь с RGB.
Можете открыть цветовую палитру Adobe Photoshop и поэксперовать со значением цветов в полях RGB и HSB. Вы заметите, что изменение числовых значений в каналах R, G, и B приводит к изменению числовых значений в каналах H, S, B.
Цвет объектов
Пора поговорить о том, как так получается, что окружающие нас предметы принимают свой цвет, и почему он меняется при различном освещении этих предметов.
Объект можно увидеть, только если он отражает или пропускает свет. Если же объект почти полностью поглощает падающий свет, то объект принимает черный цвет. А когда объект отражает почти весь падающий свет, он принимает белый цвет. Таким образом, можно сразу сделать вывод о том, что цвет объекта будет определяться количеством поглощенного и отраженного света, которым этот объект освещается. Способность отражать и поглощать свет определятся молекулярной структурой вещества, иначе говоря — физическими свойствами объекта. Цвет предмета «не заложен в нем от природы»! От природы в нем заложены физические свойства: отражать и поглощать.
Цвет объекта и цвет источника излучения неразрывно связаны между собой, и эта взаимосвязь описывается тремя условиями.
— Первое условие: Цвет объект может принимать только при наличии источника освещения. Если нет света, не будет и цвета! Красная краска в банке будет выглядит черной. В темной комнате мы не видим и не различаем цветов, потому что их нет. Будет черный цвет всего окружающего пространства и находящихся в нем предметов.
— Второе условие: Цвет объекта зависит от цвета источника освещения. Если источник освещения красный светодиод, то все освещаемые этим светом объекты будут иметь только красные, черные и серые цвета.
— И наконец, Третье условие: Цвет объекта зависит от молекулярной структуры вещества, из которого состоит объект.
Зеленая трава выглядит для нас зеленой, потому что при освещении белым светом она поглощает красную и синюю волну спектра и отражает зеленую волну (Рисунок 8).
Рисунок 8 – Отражение зеленой волны спектра
Бананы на рисунке 9 выглядят желтыми, потому что они отражают волны, лежащие в желтой области спектра (желтую волну спектра) и поглощает все остальные волны спектра.
Рисунок 9 – Отражение желтой волны спектра
Собачка, та что изображена на рисунке 10 – белая. Белый цвет – результат отражения всех волн спектра.
Рисунок 10 – Отражение всех волн спектра
Цвет предмета – это цвет отраженной волны спектра. Вот так предметы приобретают видимый нами цвет.
В следующей статье речь пойдет о новой характеристике цвета — цветовой температуре.