Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 25 № 29200
i

На стек­лян­ную приз­му с пре­лом­ля­ю­щим углом  альфа =35 гра­ду­сов нор­маль­но к ее пе­ред­ней грани па­да­ет па­рал­лель­ный пучок мо­но­хро­ма­ти­че­ско­го крас­но­го света, для ко­то­ро­го по­ка­за­тель пре­лом­ле­ния n  =  1,51 (стек­ло  — лег­кий крон). После пре­лом­ле­ния в приз­ме пучок идет вдоль глав­ной оп­ти­че­ской оси тон­кой линзы с фо­кус­ным рас­сто­я­ни­ем F  =  40 см и после нее со­би­ра­ет­ся в точку на экра­не, па­рал­лель­ном плос­ко­сти линзы. Затем при том же рас­по­ло­же­нии эле­мен­тов оп­ти­че­ской си­сте­мы по тому же на­прав­ле­нию на приз­му пус­ка­ют па­рал­лель­ный пучок мо­но­хро­ма­ти­че­ско­го си­не­го света, для ко­то­ро­го по­ка­за­тель пре­лом­ле­ния стек­ла из-⁠за яв­ле­ния дис­пер­сии света боль­ше на \Delta n=0,015. На какое рас­сто­я­ние \Delta l при этом сдви­нет­ся точка, в ко­то­рой со­би­ра­ют­ся лучи на экра­не?

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

1.  По­стро­им ход од­но­го луча из пер­во­го и од­но­го луча из вто­ро­го пучка света в си­сте­ме (см. рис.).

2.  Угол па­де­ния света на пе­ред­нюю грань приз­мы равен нулю для обоих лучей, так что они про­хо­дят внутрь стек­ла, не пре­лом­ля­ясь. Угол па­де­ния на зад­нюю грань приз­мы, как сле­ду­ет из по­стро­е­ния, для обоих лучей оди­на­ков и равен  альфа .

3.  Угол пре­лом­ле­ния  бета опре­де­ля­ет­ся из за­ко­на пре­лом­ле­ния света:  синус бета =n синус альфа для пер­во­го луча и  синус левая круг­лая скоб­ка бета плюс \Delta бета пра­вая круг­лая скоб­ка = левая круг­лая скоб­ка n плюс \Delta n пра­вая круг­лая скоб­ка синус альфа . Из этих двух урав­не­ний с уче­том усло­вий \Delta n мень­ше мень­ше n, \Delta n мень­ше мень­ше n, \Delta бета мень­ше мень­ше бета ,  ко­си­нус \Delta бета \approx 1,  синус \Delta бета \approx \Delta бета имеем:

 синус бета умно­жить на ко­си­нус \Delta бета плюс ко­си­нус бета умно­жить на синус \Delta бета = левая круг­лая скоб­ка n плюс \Delta n пра­вая круг­лая скоб­ка синус альфа ,

n синус альфа умно­жить на 1 плюс ко­си­нус бета умно­жить на \Delta бета = левая круг­лая скоб­ка n плюс \Delta n пра­вая круг­лая скоб­ка синус альфа ,

\Delta бета \approx дробь: чис­ли­тель: \Delta n синус альфа , зна­ме­на­тель: ко­си­нус бета конец дроби = дробь: чис­ли­тель: \Delta n синус альфа , зна­ме­на­тель: левая круг­лая скоб­ка 1 минус n в квад­ра­те синус в квад­ра­те альфа пра­вая круг­лая скоб­ка в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка конец дроби }.

4.  Как сле­ду­ет из фор­му­лы тон­кой линзы, она со­би­ра­ет па­рал­лель­ный пучок в точку в ее фо­каль­ной плос­ко­сти, при­чем для пер­во­го пучка эта точка 1 лежит на оп­ти­че­ской оси линзы на экра­не, на­хо­дя­щем­ся на рас­сто­я­нии F от линзы, а вто­рой пучок, иду­щий под малым углом \Delta бета к оп­ти­че­ской оси, со­би­ра­ет­ся на экра­не в точке 2 на рас­сто­я­нии

\Delta l\approx F\Delta бета \approx дробь: чис­ли­тель: F умно­жить на \Delta n синус альфа , зна­ме­на­тель: левая круг­лая скоб­ка 1 минус n в квад­ра­те синус в квад­ра­те альфа пра­вая круг­лая скоб­ка в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка конец дроби

от точки 1.

5.  Окон­ча­тель­но по­лу­ча­ем, под­став­ляя чис­лен­ные дан­ные из усло­вия:

\Delta l\approx дробь: чис­ли­тель: 0,4 умно­жить на 0,015 умно­жить на 0,5736, зна­ме­на­тель: левая круг­лая скоб­ка 1 минус 1,51 в квад­ра­те умно­жить на 0,5736 в квад­ра­те пра­вая круг­лая скоб­ка в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 0,5 пра­вая круг­лая скоб­ка конец дроби \approx дробь: чис­ли­тель: 3,44 умно­жить на 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка минус 3 пра­вая круг­лая скоб­ка , зна­ме­на­тель: 0,500 конец дроби \approx 6,88 умно­жить на 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка минус 3 пра­вая круг­лая скоб­ка м.

 

Ответ: \Delta l\approx дробь: чис­ли­тель: F умно­жить на \Delta n синус альфа , зна­ме­на­тель: левая круг­лая скоб­ка 1 минус n в квад­ра­те синус в квад­ра­те альфа пра­вая круг­лая скоб­ка в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка конец дроби \approx 6,88 умно­жить на 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка минус 3 пра­вая круг­лая скоб­ка м.

Спрятать критерии
Критерии проверки:

Кри­те­рии оце­ни­ва­ния от­ве­та на за­да­ние С6 Баллы
При­ве­де­но пол­ное ре­ше­ние, вклю­ча­ю­щее сле­ду­ю­щие эле­мен­ты:
I) за­пи­са­ны по­ло­же­ния тео­рии и фи­зи­че­ские за­ко­ны, за­ко­но­мер­но­сти, при­ме­не­ние ко­то­рых не­об­хо­ди­мо для ре­ше­ния за­да­чи вы­бран­ным спо­со­бом; (в дан­ном слу­чае: закон пре­лом­ле­ния света, ход лучей в приз­ме, дис­пер­сия света, пра­ви­ла по­стро­е­ния изоб­ра­же­ний в тон­кой линзе, три­го­но­мет­ри­че­ский со­от­но­ше­ния);
II) опи­са­ны все вво­ди­мые в ре­ше­нии бук­вен­ные обо­зна­че­ния фи­зи­че­ских ве­ли­чин (за ис­клю­че­ни­ем обо­зна­че­ний кон­стант, ука­зан­ных в ва­ри­ан­те КИМ, и обо­зна­че­ний, ис­поль­зу­е­мых в усло­вии за­да­чи);
III) про­ве­де­ны не­об­хо­ди­мые ма­те­ма­ти­че­ские пре­об­ра­зо­ва­ния (до­пус­ка­ет­ся вер­баль­ное ука­за­ние на их про­ве­де­ние) и рас­че­ты, при­во­дя­щие к пра­виль­но­му чис­ло­во­му от­ве­ту (до­пус­ка­ет­ся ре­ше­ние «по ча­стям» с про­ме­жу­точ­ны­ми вы­чис­ле­ни­я­ми);
IV) пред­став­лен пра­виль­ный ответ с ука­за­ни­ем еди­ниц из­ме­ре­ния ис­ко­мой ве­ли­чи­ны.
3
Пра­виль­но за­пи­са­ны все не­об­хо­ди­мые по­ло­же­ния тео­рии, фи­зи­че­ские за­ко­ны, за­ко­но­мер­но­сти, и про­ве­де­ны не­об­хо­ди­мые пре­об­ра­зо­ва­ния. Но име­ют­ся сле­ду­ю­щие не­до­стат­ки.
За­пи­си, со­от­вет­ству­ю­щие пунк­ту II, пред­став­ле­ны не в пол­ном объ­е­ме или от­сут­ству­ют.

ИЛИ

В ре­ше­нии лиш­ние за­пи­си, не вхо­дя­щие в ре­ше­ние (воз­мож­но, не­вер­ные), не от­де­ле­ны от ре­ше­ния (не за­черк­ну­ты, не за­клю­че­ны в скоб­ки, рамку и т. п.).

ИЛИ

В не­об­хо­ди­мых ма­те­ма­ти­че­ских пре­об­ра­зо­ва­ни­ях или вы­чис­ле­ни­ях до­пу­ще­ны ошиб­ки, и (или) пре­об­ра­зо­ва­ния/вы­чис­ле­ния не до­ве­де­ны до конца.

ИЛИ

От­сут­ству­ет пункт IV, или в нем до­пу­ще­на ошиб­ка.

2
Пред­став­ле­ны за­пи­си, со­от­вет­ству­ю­щие од­но­му из сле­ду­ю­щих слу­ча­ев.
Пред­став­ле­ны толь­ко по­ло­же­ния и фор­му­лы, вы­ра­жа­ю­щие фи­зи­че­ские за­ко­ны, при­ме­не­ние ко­то­рых не­об­хо­ди­мо для ре­ше­ния за­да­чи, без каких-⁠либо пре­об­ра­зо­ва­ний с их ис­поль­зо­ва­ни­ем, на­прав­лен­ных на ре­ше­ние за­да­чи, и от­ве­та.

ИЛИ

В ре­ше­нии от­сут­ству­ет ОДНА из ис­ход­ных фор­мул, не­об­хо­ди­мая для ре­ше­ния за­да­чи (или утвер­жде­ние, ле­жа­щее в ос­но­ве ре­ше­ния), но при­сут­ству­ют ло­ги­че­ски вер­ные пре­об­ра­зо­ва­ния с име­ю­щи­ми­ся фор­му­ла­ми, на­прав­лен­ные на ре­ше­ние за­да­чи.

ИЛИ

В ОДНОЙ из ис­ход­ных фор­мул, не­об­хо­ди­мых для ре­ше­ния за­да­чи (или в утвер­жде­нии, ле­жа­щем в ос­но­ве ре­ше­ния), до­пу­ще­на ошиб­ка, но при­сут­ству­ют ло­ги­че­ски вер­ные пре­об­ра­зо­ва­ния с име­ю­щи­ми­ся фор­му­ла­ми, на­прав­лен­ные на ре­ше­ние за­да­чи.

1
Все слу­чаи ре­ше­ния, ко­то­рые не со­от­вет­ству­ют вы­ше­ука­зан­ным кри­те­ри­ям вы­став­ле­ния оце­нок в 1, 2, 3 балла 0
Мак­си­маль­ное ко­ли­че­ство бал­лов 3

Аналоги к заданию № 29132: 29200 Все

Раздел кодификатора ФИПИ/Решу ЕГЭ: 3.6.4 За­ко­ны пре­лом­ле­ния света. Пре­лом­ле­ние света