Электромагнитные колебания, волны и оптика · 26 заданий ФИПИ с ответами
Угол между зеркалом и падающим на него лучом
составляет 60° (см. рисунок). Определите угол отражения.
Задание проверяет закон отражения света: угол отражения равен углу падения. Оба угла отсчитывают от перпендикуляра к поверхности зеркала. Поэтому угол отражения β = 90° − 60° = 30°.
Ответ: 30.
Какая из точек (1, 2, 3 или 4) является изображением точки S, создаваемым тонкой собирающей линзой с фокусным расстоянием F (см. рисунок)?
Задание проверяет построение изображения в собирающей линзе. На рисунке точка S расположена на главной оптической оси дальше двойного фокусного расстояния от линзы. Её изображение находится по другую сторону линзы между F и 2F. Этому положению соответствует точка 2; точка 1 находится дальше 2F, точка 3 — в фокусе, а точка 4 — со стороны предмета.
Ответ: 2.
Луч света падает на плоское зеркало. Угол падения равен 20°. Определите угол γ между падающим и отражённым лучами (см. рисунок).
Задание проверяет закон отражения света. Угол падения измеряют от перпендикуляра к поверхности зеркала, и угол отражения равен ему: β = α = 20°. На рисунке угол γ между лучами складывается из углов падения и отражения. Следовательно, γ = α + β = 20° + 20° = 40°.
Ответ: 40.
Сейчас решённое хранится только в этом браузере. После входа — на телефоне и компьютере.
Угол падения луча света на горизонтальное плоское зеркало равен 30°. Каким будет угол γ, образованный падающим и отражённым лучами, если повернуть зеркало на 15° так, как показано на рисунке?
Задание проверяет закон отражения света при повороте зеркала. При повороте зеркала перпендикуляр к нему поворачивается на тот же угол — 15°. В показанном на рисунке направлении поворота угол падения увеличивается: α = 30° + 15° = 45°. Угол отражения также равен 45°, поэтому γ = 2α = 90°.
Ответ: 90.
Дифракционная решётка, период которой равен 0,05 мм, расположена параллельно экрану на расстоянии 1,5 м от него и освещается пучком света
с длиной волны 0,6 мкм, падающим по нормали к решётке. Определите расстояние между нулевым и вторым максимумами дифракционной картины на экране. Ответ выразите в миллиметрах (мм). Считать, что sin j » tg j.
Задание проверяет условие главных максимумов дифракционной решётки: d sin φ = kλ.
Для второго максимума k = 2; переводим величины в миллиметры: λ = 0,0006 мм, L = 1500 мм.
Расстояние от нулевого максимума равно x = L tg φ; по условию tg φ ≈ sin φ, поэтому x ≈ Lkλ/d.
Вычисляем: x = 1500 · 2 · 0,0006/0,05 = 36 мм.
Ответ: 36.
Конденсатор, заряженный до разности потенциалов U0, в первый раз подключили к катушке с индуктивностью L1 = L, а во второй – к катушке
с индуктивностью L2 = 5L. В обоих случаях в получившемся контуре возникли незатухающие электромагнитные колебания. Каково отношение максимальных значений энергии магнитного поля катушки при этих колебаниях?
Задание проверяет сохранение энергии при незатухающих электромагнитных колебаниях. Начальная энергия заряженного конденсатора равна W = CU₀²/2. Максимальная энергия магнитного поля катушки равна этой энергии, поскольку в этот момент конденсатор полностью разряжен. В обоих опытах ёмкость и начальное напряжение одинаковы, поэтому W₂max/W₁max = 1 независимо от индуктивности катушки.
Ответ: 1.
