F2_K1_geometrijska optika test 1

Σχετικά έγγραφα
F2_ zadaća_ L 2 (-) b 2

Geometrijska optika Lom svjetlosti na ravnim sistemima

Izbor zadataka Fizika 2

Fizika 2. Optika. Geometrijska optika 2009/10

F2_kolokvij_K2_zadaci izbor_rješenja lipanj, 2008

4. Leće i optički instrumenti

Priprema za državnu maturu

Ispitne teme, Fizika 2

PITANJA IZ FOTOMETRIJE I GEOMETRIJSKE OPTIKE

c - brzina svjetlosti u vakuumu, v - brzina svjetlosti u sredstvu. Apsolutni indeks loma nema mjernu jedinicu i n 1.

Ĉetverokut - DOMAĆA ZADAĆA. Nakon odgledanih videa trebali biste biti u stanju samostalno riješiti sljedeće zadatke.

2 tg x ctg x 1 = =, cos 2x Zbog četvrtog kvadranta rješenje je: 2 ctg x

( , 2. kolokvij)

Što je svjetlost? Svjetlost je elektromagnetski val

Fizika 2. Optika: Geometrijska Fizikalna 2007/08

Linearna algebra 2 prvi kolokvij,

TRIGONOMETRIJA TROKUTA

RIJEŠENI ZADACI I TEORIJA IZ

1. Transverzalni valni impuls koji se širi užetom u trenutku t = 0 opisan je jednadžbom

Kontrolni zadatak (Tačka, prava, ravan, diedar, poliedar, ortogonalna projekcija), grupa A

VJEŽBE IZ FIZIKE 2 OPTIKA I FOTOMETRIJA

Matematika 1 - vježbe. 11. prosinca 2015.

1.4 Tangenta i normala

- pravac n je zadan s točkom T(2,0) i koeficijentom smjera k=2. (30 bodova)

λ ν = metoda + = + = = =

Trigonometrija 2. Adicijske formule. Formule dvostrukog kuta Formule polovičnog kuta Pretvaranje sume(razlike u produkt i obrnuto

UNIVERZITET U NIŠU ELEKTRONSKI FAKULTET SIGNALI I SISTEMI. Zbirka zadataka

F2_K2, R: nastavni materijali s predavanja, preporučena literatura, web stranica katedre fizike;

Fizika 2. Optika. Geometrijska optika 2009/10

1 Promjena baze vektora

Svjetlost. Priroda svjetlosti Zakoni geometrijske optike Fermatov princip Refleksija svjetlosti. Ravno zrcalo Sferno zrcalo.

INTEGRALNI RAČUN. Teorije, metodike i povijest infinitezimalnih računa. Lucija Mijić 17. veljače 2011.

Geometrijska optika 3. dio. -sferni dioptar -leće -sferne i kromatične aberacije

7 Algebarske jednadžbe

Pismeni ispit iz matematike Riješiti sistem jednačina i diskutovati rješenja sistema u zavisnosti od parametra: ( ) + 1.

Funkcije dviju varjabli (zadaci za vježbu)

(P.I.) PRETPOSTAVKA INDUKCIJE - pretpostavimo da tvrdnja vrijedi za n = k.

M086 LA 1 M106 GRP. Tema: Baza vektorskog prostora. Koordinatni sustav. Norma. CSB nejednakost

radni nerecenzirani materijal za predavanja R(f) = {f(x) x D}

PRAVA. Prava je u prostoru određena jednom svojom tačkom i vektorom paralelnim sa tom pravom ( vektor paralelnosti).

TRIGONOMETRIJSKE FUNKCIJE I I.1.

TOPLINA I TEMPERATURA:

Geometrijska optika. Fizika 2 Predavanje 9. Dr. sc. Damir Lelas

Dvojna priroda čestica

2.7 Primjene odredenih integrala

PRIMJER 3. MATLAB filtdemo

VJEŽBE 3 BIPOLARNI TRANZISTORI. Slika 1. Postoje npn i pnp bipolarni tranziostori i njihovi simboli su dati na slici 2 i to npn lijevo i pnp desno.

Linearna algebra 2 prvi kolokvij,

PARCIJALNI IZVODI I DIFERENCIJALI. Sama definicija parcijalnog izvoda i diferencijala je malo teža, mi se njome ovde nećemo baviti a vi ćete je,

( ) ( ) 2 UNIVERZITET U ZENICI POLITEHNIČKI FAKULTET. Zadaci za pripremu polaganja kvalifikacionog ispita iz Matematike. 1. Riješiti jednačine: 4

ELEKTROTEHNIČKI ODJEL

MATEMATIKA Pokažite da za konjugiranje (a + bi = a bi) vrijedi. a) z=z b) z 1 z 2 = z 1 z 2 c) z 1 ± z 2 = z 1 ± z 2 d) z z= z 2

Matematička analiza 1 dodatni zadaci

Neka je a 3 x 3 + a 2 x 2 + a 1 x + a 0 = 0 algebarska jednadžba trećeg stupnja. Rješavanje ove jednadžbe sastoji se od nekoliko koraka.

Eliminacijski zadatak iz Matematike 1 za kemičare

5. Brzina svjetlosti

3.1 Granična vrednost funkcije u tački

IZVODI ZADACI (I deo)

π π ELEKTROTEHNIČKI ODJEL i) f (x) = x 3 x 2 x + 1, a = 1, b = 1;

2. KOLOKVIJ IZ MATEMATIKE 1

( , treći kolokvij) 3. Na dite lokalne ekstreme funkcije z = x 4 + y 4 2x 2 + 2y 2 3. (20 bodova)

Riješeni zadaci: Limes funkcije. Neprekidnost

18. listopada listopada / 13

BIPOLARNI TRANZISTOR Auditorne vježbe

Veleučilište u Rijeci Stručni studij sigurnosti na radu Akad. god. 2011/2012. Matematika. Monotonost i ekstremi. Katica Jurasić. Rijeka, 2011.

Numerička matematika 2. kolokvij (1. srpnja 2009.)

Valovi. Poglavlje 1. Zadatak 1.1 Uz koje uvjete za konstantu a, funkcija u(x, t) = x 2 + 4axt 4a 2 t 2 zadovoljava valnu jednadžbu: 2 u.

ISPITNI ZADACI FORMULE. A, B i C koeficijenti (barem jedan A ili B različiti od nule)

Apsolutno neprekidne raspodele Raspodele apsolutno neprekidnih sluqajnih promenljivih nazivaju se apsolutno neprekidnim raspodelama.

Zdaci iz trigonometrije trokuta Izračunaj ostale elemente trokuta pomoću zadanih:

6 Primjena trigonometrije u planimetriji

Optika Što je svjetlost?! Vrlo težak odgovor! Valna teorija

Riješeni zadaci: Nizovi realnih brojeva

MATRICE I DETERMINANTE - formule i zadaci - (Matrice i determinante) 1 / 15

Osnovne teoreme diferencijalnog računa

Strukture podataka i algoritmi 1. kolokvij 16. studenog Zadatak 1

ZBIRKA POTPUNO RIJEŠENIH ZADATAKA

Geometrijska optika 4. dio. Optički ureñaji: oko (najsloženije) leća lupa kao najjednostavniji optički ureñaj mikroskop, dalekozor, fotoaparat

5. PARCIJALNE DERIVACIJE

Osnovni primer. (Z, +,,, 0, 1) je komutativan prsten sa jedinicom: množenje je distributivno prema sabiranju

(12.j.) 11. Dva paralelna vodiča nalaze se u vakuumu. Kroz njih prolaze struje I1 i I2, kako je prikazano na crteţu.

IZVODI ZADACI ( IV deo) Rešenje: Najpre ćemo logaritmovati ovu jednakost sa ln ( to beše prirodni logaritam za osnovu e) a zatim ćemo

KVADRATNA FUNKCIJA. Kvadratna funkcija je oblika: Kriva u ravni koja predstavlja grafik funkcije y = ax + bx + c. je parabola.

Fizika 2. Fizikalna optika 2009/10

Otpornost R u kolu naizmjenične struje

6. Brzina svjetlosti

21. ŠKOLSKO/OPĆINSKO/GRADSKO NATJECANJE IZ GEOGRAFIJE GODINE 8. RAZRED TOČNI ODGOVORI

Ispitivanje toka i skiciranje grafika funkcija

Operacije s matricama

MATEMATIKA I 1.kolokvij zadaci za vježbu I dio

Pismeni ispit iz matematike GRUPA A 1. Napisati u trigonometrijskom i eksponencijalnom obliku kompleksni broj, zatim naći 4 z.

INSTRUMENTNE ANALITIČKE METODE I. seminar

SISTEMI NELINEARNIH JEDNAČINA

, Zagreb. Prvi kolokvij iz Analognih sklopova i Elektroničkih sklopova

Signali i sustavi Zadaci za vježbu. III. tjedan

Signali i sustavi - Zadaci za vježbu II. tjedan

ZADACI IZ FIZIKE. Riješeni ispitni zadaci, riješeni primjeri i zadaci za vježbu (3. dio) (2. izdanje)

( ) ( ) Zadatak 001 (Ines, hotelijerska škola) Ako je tg x = 4, izračunaj

DISKRETNA MATEMATIKA - PREDAVANJE 7 - Jovanka Pantović

a M a A. Može se pokazati da je supremum (ako postoji) jedinstven pa uvodimo oznaku sup A.

Transcript:

F2_K1_geometrijska optika test 1 1. Granični lom i totalna refleksija. Izračunajte granični kut upada za sistem staklozrak, ako je indeks loma stakla 1,47. Primjena totalne refleksije na prizmi; jednakokračna pravokutna prizma, skretanje ulaznog snopa za 90 0 i 180 0. Objašnjenje. R: Objašnjenje graničnog loma i totalne refleksije pomoću skice; izvesti jednadžbu graničnog loma iz zakona loma. 1 0 sin u gr = ugr = 42,9 n Iz vježbi iz fizike smo naučili: totalna refleksija, zašto? 45 0 u=45 0, u gr =42,9 0 45 0 2. Koliki mora biti kut upada zrake svjetlosti na jednu plohu prizme, ako želimo da na drugoj plohi dođe do graničnog loma. Kut prizme je 50 0 i indeks loma prizme je 1.54. R: u 1 =12,35 0 ϕ u 1 l=90 0 3. Realni predmet nalazi se na udaljenosti 15cm od konvergentne leće jakosti 8dpt. Na koju udaljenost iza prve leće moramo staviti drugu konvergentnu leću jakosti 10dpt, ako želimo dobiti sliku na zastoru s ukupnim povećanjem +20, dobivenim preslikavanjem na obje leće. Kolika je pri tom udaljenost predmeta i konačne slike? 1

R: d=87,5 cm, d P1,S2 =152,5 cm; - u računu koristite izraz za ukupno povećanje: p uk =p 1 p 2 - iz preslikavanja na leći L 1 izračunamo p 1, nakon čega znamo p 2 za drugu leću - poznavajući povećanje p 2 saznajemo i odnos između optičkih veličina b 2 i a 2, jer je povećanje jednako: p 2 = - b 2 / a 2 P 1 d=? S 2 S 1 =P 2 d P1,S2 =? 4. Preslikavanje na ravnim sistemima; planparalelna ploča, prizma. Da li ravni sistemi daju povećane ili umanjene slike? Uvjeti za jednoznačno preslikavanje; Gaussova optika. Konvencije o predznacima optičkih veličina. Jednadžba preslikavanja ravnog dioptra. R: - preslikavanje na PPploči rješavamo pomoću postepenog preslikavanja; sjetimo se s predavanja i vježbi: P 1 S 1 =P 2 S 2 - preslikavanje na ravnim sistemima općenito: iz točkastog predmeta šaljemo dvije zrake, lomimo ih na ravnom sistemu ( ravni dioptar, RD, PPploči, prizmi) i promatramo tok optički obrađenih zraka (lomljenih, reflektiranih). Na ravnim sistemima slika je uvijek imaginarna za realni predmet, budući da se optički obrađene zrake razilaze, čine divergentan snop kojeg sakuplja ljudsko oko i daje sliku u produžecima lomljenih (ili reflektiranih) zraka svjetlosti. - Konvencija o predznacima optičkih veličina: a) matematička; definirana je u Kartezijevom koordinatnom sustavu b) fizikalna; optičke veličine su pozitivne ako pripadaju realnim veličinama (predmetima i slikama) i negativne ako pripadaju imaginarnim (virtualnim) veličinama - jednadžbu ravnog dioptra dobijemo iz jednadžbe sfernog dioptra: n1 n2 n2 n1 + =, a b r u koju uvrstimo r pa dobijemo izraz: n1 n2 + = 0 a b 2

5. Mikroskop je sastavljen od objektiva žarišne daljine 10 mm i okulara žarišne daljine 8 cm. Predmet se nalazi na 11mm od objektiva. Izračunajte duljinu tubusa (udaljenost leća), ako se slika nalazi na daljini jasnog vida, koja iznosi 25 cm. R: - Konstruirajte sliku, jednostavno, ali sa svim karakteristikama predmeta i slika koje se pojavljuju u postepenom preslikavanju; isto tako paziti na pozicije predmeta u odnosu na žarišta predmeta (žarište predmeta objektiva i okulara) - Obratite pažnju na predznak daljine jasnog vida, budući da daljina predstavlja konačnu poziciju imaginarne slike mikroskopa, b 2 <0. - Udaljenost leća očitavamo sa slike u kojoj prikazujemo princip rada mikroskopa; ta veličina je jednaka: d=b 1 +a 2 (učite tu udaljenost). - u našem primjeru, d=17,1 cm Opća konstrukcija slike kod mikroskopa: L ob P 1 L ok F 1 S 1 P 2 F 1 F 2 F 2 P uk = p ok p ob S 2.. imaginarna...uvećana...obrnuta 6. Fermatov princip o širenju svjetlosnih zraka; izvedite zakon refleksije pomoću principa minimalnog vremena širenja svjetlosti između dviju točaka. Skica i dokaz. R: skica i dokaz obrađeni na predavanju -------------------------------- Napomena: zadatke skicirajte; izvedite i objasnite izraze koji se traže. 3

F2_K1_geometrijska optika test 2 1. Što je elektromagnetski val? Koji dio elektromagnetskih valova ubrajamo u vidljivu svjetlost? Spektar elektromagnetskih valova poredan po valnim duljinama; vrste. Zakoni geometrijske optike. Pojam indeksa loma; koje fizikalne veličine elektromagnetskog vala se mijenjaju prilikom loma svjetlosti? R: obrađeno na predavanjima, materijali na web-u, Skripta laboratorijskih vježbi 2. Fermatov princip o širenju svjetlosnih zraka; izvedite zakon loma pomoću principa minimalnog vremena širenja svjetlosti između dviju točaka. Skica i dokaz. R: skica i dokaz obrađeni na predavanju 3. Monokromatska svjetlost valne duljine 650 nm upada na planparalelnu ploču debljine 4 cm (indeksa loma 1.6) pod kutom 60 0. Izračunajte broj valnih duljina svjetlosti duž pravca kojim se svjetlost širi u ploči prilikom loma. R: U ovo zadatku koristimo višestruka znanja o lomu svjetlosti: - Lomom svjetlosti mijenja se brzina svjetlosti. Brzinu svjetlosti možemo prikazati umnoškom: c = λ f, što znači da je brzina jednaka umnošku valne duljine i frekvencije - Eksperimenti pokazuju da se prilikom loma svjetlosti iz gornjeg produkta za brzinu svjetlosti mijenja valna duljina, a frekvencija ostaje nepromijenjena - Ako povežemo znanje o lomu svjetlosti (zakon loma) sa gore izloženim, možemo omjere brzina ili indeksa loma svjetlosti u zakonu loma izraziti relacijom (uzmimo primjer prijelaza svjetlosti iz vakuuma, c 0 u neko sredstvo, c SR ): sin u = n sin l sin u c0 λ0 = =, sin l csr λsr λ0 λ0 n =, λsr = λsr n Što znači da se valna duljina u nekom sredstvu smanjuje u odnosu na valnu duljinu te iste svjetlosti u vakuumu upravo n puta, gdje je n indeks loma sredstva u koje svjetlost ulazi iz vakuuma. - Broj valnih duljina određujemo iz geometrije loma svjetlosti na Ppploči i to iz one duljine koju svjetlost prolazi kada je u Ppploči.. (slika na predavanju). Računom 5 dobivamo: N λ = 1,2 10 valnih duljina. Na slici (dolje) duljina u kojoj nalazimo SR valne duljine, λ SR, je AB i označena je crvenom linijom. 4

A u 1 d u 2 l 1 l 2 B 4. Dvije tanke leće, konvergentna jakosti +10 m -1 i divergentna -5 m -1, slijepljene su zajedno. Predmet se nalazi 5 cm ispred konvergentne leće. Odredite: a) položaj slike i njene karakteristike (prirodu, orijentaciju i veličinu) dobivene preslikavanjem na zadanom sistemu i b) linearno povećanje. R: Rješavamo postupak postepenog preslikavanja, uz uvjet: leće se nalaze na udaljenosti d=0, tj leće su u dodiru. Pažljivim preslikavanjem, odnosno rješavanjem položaja slike (iz jednadžbe za leću) na prvoj a zatim i na drugoj leći. Pazimo, veza između položaja S 1 =P 2 u ovom slučaju u odnosu optičkih veličina dana je relacijom: b 1 = a2, što morate sami zaključiti iz vaše skice koju ste pripremili za ovaj zadatak. a) slika: imaginarna, uspravna, pozicija: b 2 =-6,7 cm, što znači na istoj strani kao i predmet; veličinu slike možemo izračunati iz povećanja: b) b1 b2 p uk = p1 p2 = a1 a2 = 1, 34, što znači da je slika uvećana 1,34 puta u odnosu na početni predmet. 5. Preslikavanje u geometrijskoj optici. Uvjeti za Gaussovo preslikavanje. Jednadžba preslikavanja tanke leće; način nastajanja jednadžbe iz jednadžbe sfernog dioptra. Dogovori o predznacima optičkih veličina; fizikalna i matematička konvencija. Realni i imaginarni predmet; realna i imaginarna slika; skice i objašnjenje. R: obrađeno na predavanjima, Skripte iz vježbi iz fizike 6. Ispred planparalelne ploče debljine 1cm i indeksa loma 1.7 nalazi se pribadača na udaljenosti 4cm od jedna plohe ploče. Nađite položaj slike u odnosu na tu istu plohu, ako sliku promatramo kroz planparalelnu ploču. - R: Preslikavanje na sistemu dva ravna dioptra; obrađeno je na predavanju. Opet koristite postupak preslikavanja: P 1 S 1 =P 2 S 2, koji je naznačen na slici. U ostatku slike sami naznačite veličine koje su vam potrebne (a 1, b 1, a 2, b 2 ). 5

n n2 - Koristite jednadžbu preslikavanja za ravni dioptar: 1 + = 0 a b - Rezultat: konačna slika, S 2, je na poziciji b 2 =-6,4 cm u odnosu na RD 2 ili na 2,4 cm udaljenosti od prednje plohe PPploče, RD 1. Pomak konačne slike prema PPploči se uočava i na donjoj slici. S 1 =P 2 P 1 S 2 RD 1 RD 2 a 1 -------------------------------- Napomena: zadatke skicirajte; izvedite i objasnite izraze koji se traže. 6

F2_K1_geometrijska optika* test 3 1. Konkavna meniskus leća indeksa loma 1.4 ima radijuse zakrivljenosti 20 cm i 10 cm. Odredite radijuse zakrivljenosti bikonkavne leće iste optičke jakosti i istog indeksa loma kao zadana meniskus leća. 2. Lom svjetlosti na prizmi. Kut devijacije; ovisnost o upadnom kutu i kutu pizme. Kut minimuma devijacije, skica i izvedite izraz iz općeg kuta devijacije. Disperzija na prizmi. 3. Ispred sistema konvergentnih leća žarišnih udaljenosti 10 cm i 15 cm međusobno udaljenih 20 cm nalazi se predmet udaljen 15 cm ispred prve (optički jače) leće. Odredite položaj slike i linearno povećanje predmeta preslikavanjem na zadanom sistemu leća. 4. Preslikavanje u geometrijskoj optici. Uvjeti za Gaussovo preslikavanje; jednadžba preslikavanja sfernog dioptra. Dogovori o predznacima optičkih veličina; fizikalna i matematička konvencija. Realni i imaginarni predmet; realna i imaginarna slika; skice i objašnjenje. 5. Objektiv projektora kojem je žarišna daljina 15 cm daje povećanu sliku na ekranu udaljenom 2 m. Izračunajte: a) povećanje objektiva za zadani položaj preslikavanja i b) veličinu slova u tekstu na ekranu, ako su ista u originalu (predmet) veličine 7 mm. 6. Fermatov princip o širenju svjetlosnih zraka; izvedite zakon loma pomoću principa minimalnog vremena širenja svjetlosti između dviju točaka. Skica i dokaz. -------------------------------- Napomena: zadatke skicirajte; izvedite i objasnite izraze koji se traže. * Pokušajte za zadnji test (test 3) sami naći rezultate zadataka, pa ćemo ih provjeriti na predavanju ili na konzultacijama ** U slučaju da se vaši rezultati ne slažu s ponuđenima, provjerite s još nekim tko je također izrađivao ponuđene testove; pogreška je možda urađena s moje strane. Zato postoje konzultacije i predavanja na kojima možemo analizirati zadatak i ustanoviti pravi rezultat 7

Dodatak: FIZIKA 2 29.06.07. C 1. Tanka konvergentna leća žarišne daljine 10cm daje realnu sliku nekog predmeta na udaljenosti 30cm. Ako na udaljenost 15 cm od konvergentne leće postavimo divergentnu leću, konačna slika je realna i nalazi se 30 cm od negativne leće. Kolika je žarišna daljina divergentne leće i koliko je ukupno linearno povećanje? (Skica) R: a) f 2 =-30cm, b) p uk = -4 2. Fotoaparat daje sliku predmeta na fotografskoj ploči koja je udaljena od objektiva 20 mm. Slika je 80 puta umanjena. Kolika je jakost objektiva i na kojoj se udaljenosti od objektiva nalazi predmet? (Skica) R: J=50,525 dpt, f= 1,975 cm, a=1,6 cm 3. Na planparalelnu ploču debljine 4 cm i indeksa loma 1,5 upada uski snop svjetlosti pod kutom 40 0. Broj valnih duljina u ploči je 8 10 5. Izračunajte valnu duljinu ulazne svjetlosti. Da li se ulazna svjetlost nalazi u intervalu vidljive svjetlosti, ili pripada nekoj drugoj grupi elektromagnetskih valova? (skica) R: Zadatak se izrađuje slično kao zadatak 3, test 2, ali se u ovom primjeru traži valna duljina ulazne svjetlosti, koja se u ovom slučaju ne nalazi u području vidljive svjetlosti; no to vas ne treba smetati u shvaćanju samog problema i zahtjeva zadatka; stavljen je naime prevelik broj valnih duljina u Ppploči uz ostale uvjete koji su zadani. Rezultat: duljina puta svjetlosti u Ppploči: AB=4,43 cm λ SR =55,4 nm λ 0 = 83,1 nm 8