2. Задача

По графику, приведенному на рисунке 27, оп­ределите амплитуду, период, частоту.

Какие из величин, характеризующих гармони­ческие колебания (амплитуда, период, частота, смещение, скорость, ускорение), являются посто­янными и какие — переменными?

Ответ: А = 10 см; Т = 0,2 с; v = 5 Гц.

Переменными являются смещение, скорость, ускорение.

Билет № 21

1. Законы отражения и преломления света. Пока­затель преломления. Практическое использова­ние этих законов.

2. Задача на применение закона сохранения им­пульса при неупругом столкновении тел.

1. Ответ

При падении света на границу раздела двух сред часть света отражается в первую среду, а часть проходит во вторую среду, если она про­зрачна, изменяя при этом направление своего распространения, т. е. преломляется.

Закон отражения. Угол падения равен углу отражения ( = ). Падающий луч АО, отражен­ный луч ОВ и перпендикуляр ОС, восставленный в точке падения, лежат в одной плоскости

(рис. 28).

Закон преломления. Луч падающий АО и пре­ломленный ОВ лежат в одной плоскости с пер­пендикуляром CD, проведенным в точке падения луча к плоскости раздела двух сред (рис. 29). От­ношение синусов угла падения а и угла преломле­ния у постоянно для данных двух сред и называется показателем преломления второй среды по от-

ношению к первой:

Законы отражения света учитываются при построении изображения предмета в зеркалах (плоском, вогнутом и выпуклом) и проявляются в зеркальном отражении в перископах, в прожек­торах, автомобильных фарах и во многих других технических устройствах.

Законы преломления света учитываются при построении изображения во всевозможных лин­зах, призмах и их совокупности (микроскоп, те­лескоп), а также в оптических приборах (бинок­ли, спектральные аппараты, фотоаппараты и про­екционные аппараты).

Задача

Вагон массой 20 т, движущийся со скоростью 0,3 м/с, нагоняет вагон массой 30 т, движущийся со скоростью 0,2 м/с. Какова скорость вагонов по­сле взаимодействия, если удар неупругий?

Билет № 22

1. Линзы. Фокус линзы. Построение изображений в собирающей линзе. Использование линз в оп­тических приборах.

2. Задача на чтение и интерпретацию графиков за­висимости кинематических величин (перемеще­ния и скорости) от времени.

1. Ответ

Прозрачные тела, ограниченные двумя сфери­ческими поверхностями, называются линзами. Выпуклые линзы, у которых середина толще, чем края, являются собирающими (рис. 30, а), а во­гнутые линзы, у которых середина тоньше, чем края, являются рассеивающими (рис. 30, б). Пря­мая, проходящая через центры С₁ и С₂, сферичес­ких поверхностей, ограничивающих линзу, назы­вается главной оптической осью линзы (рис. 31). Если направить на линзу пучок лучей, параллель­ных оптической оси, то после двойного преломле­ния они собираются в одной точке, называемой

Рис. 32

фокусом линзы F (рис. 32, a). OF — фокусное расстояние линзы. Фокус рассеивающей линзы мнимый (рис. 32, б).

Линзы, толщина которых пренебрежимо мала по сравнению с радиусами кривизны поверхно­стей, называют тонкими.

Для построения изображений в собирающей тонкой линзе, фокусы и оптический центр кото­рых заданы, будем пользоваться лучами, ход ко­торых заранее известен. Построим изображение предмета АВ (рис. 33). Для этого направим луч АС параллельно главной оптической оси. После пре­ломления он пройдет через фокус линзы. Другой луч АО проходит через оптический центр не пре­ломляясь. В точке пересечения этих лучей будет находиться изображение a₁ точки А. Не следует думать, что изображение создается двумя или тремя лучами, оно создается бесконечным множе-

ством лучей, вышедших из точки А и собравших­ся в точке a₁. Такое же построение можно сделать для всех точек предмета, которые находятся меж­ду точками А и В. Изображение этих промежуточ­ных точек будет лежать между точками a₁ и В₂, т. е. A₁B₁ — изображение предмета АВ.

От положения предмета по отношению к линзе зависит его изображение. Если предмет находит­ся на расстоянии F <d < 2F, то изображение дей­ствительное, увеличенное, обратное; если 2F < d, то изображение действительное, уменьшенное, обратное; d < F, то изображение мнимое, прямое, увеличенное, где d — расстояние от предмета до линзы. Например, для фотоаппарата d > 2F.

Линзы являются главными частями оптиче­ских приборов, глаза, лупы, фотоаппарата, мик­роскопа и т. д.