|
|
|
|
Физика 11 класс Мякишев, Буховцев, Чаругин
| |
Парфентьева Н. А.
Физика. ГДЗ 11 класс
Скачать этот решебник ГДЗ по физике полностью со всеми формулами и рисунками можно по этой ссылке
Посмотреть вопросы можно здесь
|
страница 36
Расстояние между двумя соседними максимумами
Период дифракционной решётки d = а + Ь, где а — ширина прозрачных щелей, b — ширина непрозрачных промежутков.
Условие наблюдения главных максимумов: d sin ф = ±kX9 где k = О, 1, 2, ... — порядок спектра,
Ответ на вопрос к § 59
Основная трудность при измерении скорости света связана с очень большим её значением. В вакууме скорость света с = 3 * 108 м/с.
Ответы на вопросы к § 60
1. Построим изображение в плоском зеркале. Пусть точечный источник света S находится на расстоянии h от плоского зеркала (рис. 3.1). Выберем два луча от источника света S. Один из лучей падает перпендикулярно зеркалу. Тогда, отразившись, он распространяется по той же прямой SO. Второй луч падает под некоторым углом а. Отразившись под углом р = а, он не пересекается с первым отражённым лучом. Но продолжения этих лучей пересекутся в точке S'. Точка S' будет мнимым изображением точечного источника. Треугольник S'AS — равнобедренный, и ОА — его высота, следовательно, SO = S'O и h-hЕсли
наблюдатель видит отражённый зеркалом поток, то ему будет казаться, что источник находится в точке S'.
2. Плоское зеркало нельзя ис- — пользовать в качестве экрана, так как мы увидим изображение плёнки в проекционном фонаре на расстоянии, в 2 раза большем, чем расстояние от плёнки до экрана.
Ответы на вопросы к § 61
1. Показатель преломления определяет, во сколько раз скорость света в вакууме больше скорости света в среде.
2. Относительный показатель преломления п равен отношению скорости света в первой среде к скорости света во второй среде, т. е. он определяет отношение скоростей света в двух граничащих средах:
Абсолютный показатель преломления показывает отношение скоростей в вакууме или в воздухе к скорости в данной среде: |
страница 37
Абсолютный показатель преломления всегда больше единицы, а относительный в зависимости от направления распространения света может быть больше или меньше единицы.
Ответы на вопросы к § 62
1. Предельный угол полного отражения определяется из формулы sin а о = , где п — относительный показатель преломления при падении луча из оптически более плотной среды в оптически менее плотную.
В данном случае, так как луч падает на границу с воздухом, п = 2,42 (показатель преломления алмаза). Тогда а0 ~ 24°.
2. Телевизионная связь, основанная на явлении полного отражения, называется волоконно-оптической связью.
Решение задач из упражнения 8
Задача 1(2).
Решение. На рисунке 3.2 показано, как отражённые от деревьев и других предметов лучи попадают через отверстие в ставне на стену. Ясно, что на стене изображение получается в перевёрнутом виде.
Задача 2(3).
Решение. Тень от ног человека более чёткая, так как ноги загораживают поток, идущий от фонаря, и полутень, как мы видим из рисунка 3.3, а, мала. Тень от головы большая, и также достаточно большая полутень, поэтому тень от головы более расплывчатая. Наличие тени и полутени объясняется протяжённостью источника. На рисунке 3.3, б показаны тени от точечного источника, мы видим, что и от ног и от головы наблюдаются две чёткие тени. |
страница 38
Задача 3(4).
Решение:
За то время, когда луч пройдёт расстояние до зеркала, от которого он отразится в первый раз, до зеркала, от которого он должен отразиться во второй раз, призма должна повернуться на такой угол, чтобы при втором отражении луч попал в зрительную трубу. Для этого минимальный угол поворота, как мы видим из рисунка, должен быть равен 4ти/8, т. е. призма должна повернуться на 1/8 полного оборота.
Окончательно число оборотов в секунду
Очевидно, что если призма сделает 2, 3 и т. д. восьмых оборота за время движения луча от призмы и обратно, то луч после второго отражения также попадёт в зрительную трубу.
Поэтому ответ надо записать в виде v = 528k об/с, при этом k имеет любое целое значение 1, 2, 3, ....
Ответ: v = 528/г об/с.
Задача 4(6).
Решение:
Изображения предмета, находящегося в точке А, в плоских зеркалах мнимые и находятся на том же расстоянии от зеркал, что и предмет (рис. 3.4). Обозначим изображения буквами В и С. Как видно из рисунка, треугольник ABC равнобедренный, при этом углы у основания равны соответственно углу DO А как углы между двумя перпендикулярными сторонами и равны а/2.
АВ = 2D А у а из треугольника ADO сторона DA равна / sin — .
Таким образом, d = 2 • 21 sin — cos — = 21 sin а = 10 см.
Ответ: 10 см.
Задача 5(7).
Решение. 1) Если продлить луч АВ и отметить на нём точку S2, симметричную точке S, как показано на рисунке 3.5, то получим равнобедренный треугольник SAS2 с основанием SS2. Перпендикуляр ААг является высотой
Составим уравнение: |
страница 39
этого треугольника и биссектрисой угла SAS2. Построим аналогично треугольник SDS3. Перпендикуляр DDX, восставленный к зеркалу в точке D, являясь высотой треугольника SDS3, не является биссектрисой угла S£>S3, так как стороны SD и DS3 не равны между собой. Следовательно, угол падения не равен углу отражения: Р Ф у.
2) Построим изображение S' источника S в зеркале. Проведём два луча: SS! и SA. После отражения от зеркала получим лучи SXS и AS2, продолжения которых пересекутся в точке S' и дадут мнимое изображение источника.
Предположим, что луч SD после отражения также проходит через точку В, а его продолжение через точку S'. Очевидно, что в этом случае линия S'DB — ломаная. Любая ломаная, соединяющая две точки, всегда длиннее прямой, соединяющей эти же две точки.
Таким образом, путь S'AB, равный пути SAB, является минимальным и будет пройден светом за меньшее время, чем путь SDB.
Замечание. Ответ на второй вопрос можно получить другим способом без построения изображения S' источника S в зеркале. Обозначим путь, пройденный лучом от точки S до точки Б, через L. Тогда путь L - SDB. Как следует из рисунка, L = где ВВХ
и SSj — постоянные по условию задачи величины, а углы р и у изменяются в зависимости от точки падения луча.
Путь L зависит от угла падения р, т. е. является функцией L (р).
Исследовав эту функцию на экстремум, получим, что = 1.
Следовательно, минимальный путь будет при условии, когда sin р = sin у и, соответственно, когда выполняется закон отражения, а именно угол падения равен углу отражения.
Таким образом, путь SAB является минимальным. Путь SDB больше пути SAB и будет пройден светом за большее время, чем путь SAB.
Задача 6(8).
Решение. Человек видит лучи, отражённые от зеркала и попадающие ему в глаз.
Согласно построению (рис. 3.6) очевидно, что высота зеркала должна быть равна Н/2.
Ответ: Н/2.
Задача 7(9).
Решение. По условию задачи первой средой является алмаз (пх — 2,42), а второй — вода (п2 = 1,33). Относительный показатель преломления воды относительно алмаза п = 0,55. |
страница 40
Во втором случае свет идёт изо льда (пг = 1,31) в сероуглерод (п2 = 1,63), поэтому п — 1,24.
Ответ: —0,55; —1,24.
Задача 8(13).
Решение. Угол падения на границу призма — воздух преломлённого в призме луча не должен превышать предельный угол полного отражения.
Максимальный угол падения луча на границу призма — воздух будет при условии, что луч скользит по грани призмы (рис. 3.7). В этом случае угол падения равен предельному углу а0 = 30°.
Показатель преломления связан с предельным углом соотношением sin а о =
Тогда п~ 2.
Ответ: 2.
Задача 9(14).
Решение. Угол у основания равнобедренной прямоугольной призмы 45°. Показатель преломления стекла, из которого сделана призма, считаем равным 1,5.
Тогда предельный угол полного отражения на границе стекло — воздух определится из выражения sina0 = 0,67.
Отсюда получим а0 — 42°.
Угол падения луча в случае «а» на эту границу с воздухом равен 45°. Очевидно, что луч отразится на границе и затем покинет призму через грань ВС. Призма повернёт луч на 90° (рис. 3.8, а).
В случае «б» луч преломится на границе воздух — стекло. Угол преломления найдём из закона преломления света: — п. Угол Р равен 28°. Угол, под которым луч падает на границу АВ стекло — воздух (рис. 3.8, б), равен 62° и больше Од. Поэтому он спытает полное отражение от границы и затем упадёт на границу ВС стекло — воздух под углом р.
Угол преломления этого луча, очевидно, равен 45°. Луч не изменяет направления распространения при падении на призму.
Если призма погружена в воду, то предельный угол отражения определится из выражения
sin а о = 0,87. В этом |
|
|
|
|
