Линза Френеля
×
Задание 1
Изучите внимательно видео «Линза Френеля» и ответьте на вопросы теста. Помните о том, что время выполнения теста ограничено и составляет 30 минут. У вас одна попытка. Желаем удачи!!! Линза Френеля — это...
×
Задание 2
Изучите внимательно видео «Линза Френеля» и ответьте на вопросы теста. Помните о том, что время выполнения теста ограничено и составляет 30 минут. У вас одна попытка. Желаем удачи!!! Чему равно фокусное расстояние закладки (линзы Френеля)? Ответ представить целым числом в см.
×
Задание 3
Изучите внимательно видео «Линза Френеля» и ответьте на вопросы теста. Помните о том, что время выполнения теста ограничено и составляет 30 минут. У вас одна попытка. Желаем удачи!!! Почему линзу Френеля использовали в отдалённых местах, таких как маяки?
×
Задание 4
Изучите внимательно видео «Линза Френеля» и ответьте на вопросы теста. Помните о том, что время выполнения теста ограничено и составляет 30 минут. У вас одна попытка. Желаем удачи!!! В чём преимущества линзы Френеля?
×
Задание 5
Изучите внимательно видео «Линза Френеля» и ответьте на вопросы теста. Помните о том, что время выполнения теста ограничено и составляет 30 минут. У вас одна попытка. Желаем удачи!!! Укажите устройства, в которых используется линза Френеля.
×
Задание 6
Изучите внимательно видео «Линза Френеля» и ответьте на вопросы теста. Помните о том, что время выполнения теста ограничено и составляет 30 минут. У вас одна попытка. Желаем удачи!!! В тексте1 на месте пропусков вставьте верные слова из предложенного списка. 1 Новиков С.М. Физика: познавательные задачи и их решения. – М.: Издательский Дом "МАГИСТР-ПРЕСС", 2015. – 864 с.
В начале XIX в. физик один из создателей Ж.О. Френель (1788-1827) усовершенствовал освещение. Он впервые реализовал на практике идею, предложенную еще в XVIII в., о так называемых ступенчатых линзах. Применение этих линз позволило кардинально улучшить конструкцию оптической системы . Другой французский физик Д.Ф. Араго (1786-1853) охарактеризовал заслуги Френеля в прикладной оптике словами, звучащими очень современно: «…истинные судьи, , единогласно утвердили превосходство новой системы. Против нее нет возражений…: при одинаковом действии требуют менее масла, нежели сколько употреблялось для старых , и государство ежегодно сберегает около половины миллиона». Созданную ступенчатую линзу с тех пор стали называть линзой Френеля. Эта линза представляет собой сложную составную линзу, состоящую не из цельного шлифованного стекла, а из отдельных примыкающих друг к другу концентрических колец небольшой толщины. Основная идея , которая была положена в основу изготовления Френелем ступенчатой линзы, заключается в том, что, если на плосковыпуклую линзу направить параллельный пучок света со стороны плоской поверхности, то преломление лучей произойдет только на . Значит можно изготовить более тонкую линзу, сохранив «рабочую» поверхность линзы. Такая линза по внешнему виду похожа на листовое стекло. Эта конструкция обеспечивает толщину, а, следовательно, и массу. Лучи от точечного источника света, помещенного в линзы Френеля, после преломления в кольцах выходят практически параллельным пучком, что очень важно в принципе работы маяка.
×
Задание 7
Определение фокусного расстояния линзы Френеля с помощью полупроводниковых лазеров1 Экспериментальная установка включает в себя 2 полупроводниковых лазера, экран, направляющую (оптическую скамью), линзу Френеля и фотографию 1. При помощи двух полупроводниковых лазеров можно получить параллельный пучок света. Лазеры включают и устанавливают экран так, чтобы расстояние между излучателями (полупроводниковыми лазерами) и пятнышками на экране были одинаковыми. В этом случае лучи идут практически параллельно. Линзу Френеля устанавливают таким образом, чтобы пятнышки на экране совпали (см. видеофрагмент), т.е. после преломления в линзе Френеля параллельный пучок света собирается в фокусе (см. рисунок). Тогда, расстояние от линзы Френеля до экрана совпадает с фокусным расстоянием (см. фотографию 2). Определите фокусное расстояние (в см) линзы Френеля (см. фотографию 2), если погрешность прямого измерения составляет цену деления измерительной ленты, прикреплённой на направляющей (оптической скамье). В поле ответов перенесите результат измерения с погрешностью через запятые, не разделяя их пробелом. 1 ОГЭ 2020. Физика. Тренажёр. Экспериментальные задания / Г. Г. Никифоров, Е. Е. Камзеева, М. Ю. Демидова. – М. : Издательство «Экзамен», 2020. – 141, [3] с. (Серия «ОГЭ. Тренажёр»)




×
Задание 8
Изучите внимательно видео «Линза Френеля» и ответьте на вопросы теста. Помните о том, что время выполнения теста ограничено и составляет 30 минут. У вас одна попытка. Желаем удачи!!! Укажите верное утверждение о линзе Френеля в качестве объектива подзорной трубы (телескопа).
×
Задание 9
Изучите внимательно видео «Линза Френеля» и ответьте на вопросы теста. Помните о том, что время выполнения теста ограничено и составляет 30 минут. У вас одна попытка. Желаем удачи!!! На какой поверхности плоско-выпуклой линзы происходит преломление световых лучей?
×
Задание 10
Изучите внимательно видео «Линза Френеля» и ответьте на вопросы теста. Помните о том, что время выполнения теста ограничено и составляет 30 минут. У вас одна попытка. Желаем удачи!!! Почему при изготовлении линзы Френеля её разрезают на слои и убирают плоскопараллельные пластинки?
×
Задание 11
Определение основных параметров линзы Френеля1: 1) фокусное расстояние; 2) оптическая сила; 3) радиус кривизны выпуклой поверхности; 4) показатель преломления материала, из которого изготовлена линза. Рассмотрим характеристики изображения предмета, достаточно удалённого от оптического центра линзы Френеля. Если предмет находится за двойным фокусом линзы Френеля, то его изображение: 1) действительное; 2) перевёрнутое; 3) уменьшенное (см. рисунок). Если источник света расположен очень далеко от центра линзы, то световые лучи ввиду чрезвычайной удалённости будут падать на линзу практически параллельным пучком. Расстояние от предмета до линзы достаточно велико в сравнении с расстоянием от линзы до изображения \(\Large d\gg f, d\to\infty,\)то \(\Large \frac{1}{d}\to 0\)и формула тонкой линзы \(\Large \frac{1}{F}=\frac{1}{d}+\frac{1}{f}\)принимает вид \(\Large \frac{1}{F}\approx\frac{1}{f}\). Следовательно, фокусное расстояние линзы Френеля \(F\approx f\), т.е. изображение будет располагаться почти точно в фокусе линзы. Таким образом, фокусное расстояние линзы Френеля может быть определено по измерению расстояния от уменьшенного, перевёрнутого изображения очень удалённого предмета на экране до центра линзы. Экспериментальная установка (см. фотографию 1) включает в себя направляющую в виде оптической скамьи с закреплённой измерительной шкалой (1), экран (2), линзу Френеля (3). В качестве удалённого источника рассматривается окно в кабинете. На фотографии 2 представлен эксперимент по измерению фокусного расстояния линзы Френеля. Запишите результат измерения фокусного расстояния линзы Френеля в см. Рассчитайте оптическую силу линзы Френеля по формуле \(\Large D=\frac{1}{F}\). Результат представить в диоптриях, округлив до целого значения. Для определения радиуса кривизны выпуклой поверхности линзы Френеля используют экспериментальную установку (см. фотографию 3). Линза должна быть повёрнута к экрану плоской стороной. Добиваются такого положения линзы Френеля, чтобы на экране наблюдалось чёткое изображение узкой щели. Тогда свет, отразившись от ребристой поверхности, сфокусируется на некотором расстоянии с. Получается, что свет проходит через систему «линза-вогнутое зеркало-линза». Поскольку оптические силы вплотную расположенных оптических приборов складываются, то \(\Large \frac{1}{c}+\frac{1}{c}=\frac{1}{F}+\frac{2}{R}+\frac{1}{F} \Rightarrow \frac{1}{c}=\frac{1}{F}+\frac{1}{R}\). Из последнего равенства выражают расчётную формулу для определения радиуса кривизны выпуклой поверхности линзы Френеля. Расстояние с определяют по шкале (см. фотографию 4), расположенной на направляющей (оптической скамье). Вам предлагается самостоятельно получить расчётную формулу для определения радиуса кривизны выпуклой поверхности линзы Френеля и узнать его числовое значение в см, округлив до целого значения. Для вычисления показателя преломления материала, из которого изготовлена линза Френеля, используется обобщённая формула линзы \(\Large \frac{1}{F}=(n-1)(\frac{1}{R_1}+\frac{1}{R_2})\), где \(R_1\), \(R_2\) – радиусы сферических поверхностей. Т.к. одна из поверхностей линзы Френеля плоская, то \(\Large R_1\to\infty\)и выражение \(\Large \frac{1}{R_1}\to0\), тогда последняя формула принимает вид \(\Large \frac{1}{F}=(n-1)\frac{1}{R}\). Вам предлагается самостоятельно получить расчётную формулу для определения показателя преломления материала, из которого изготовлена линза Френеля и узнать его числовое значение, округлив результат до десятых. Результаты измерений и вычислений основных параметров линзы Френеля занести в таблицу: 1) фокусное расстояние линзы Френеля представить в см; 2) оптическую силу линзы Френеля представить в диоптриях, округлив до целого значения; 3) радиус кривизны выпуклой поверхности линзы Френеля представить в см, округлив до целого значения; 4) числовое значение показателя преломления материала, из которого изготовлена линза Френеля, округлить до десятых. 1 XLIV Всероссийская олимпиада школьников по физике. Заключительный этап. Экспериментальный тур. 11 класс






