
Человек читает книгу, держа ее на расстоянии 50 см от глаз. Если это для него расстояние наилучшего видения, то какой оптической силы очки позволят ему читать книгу на расстоянии 25 см?
Решение. Обозначим оптическую силу глаза
оптическую силу очков
расстояние от центра хрусталика до сетчатки глаза обозначим f, расстояние до книги без очков
с очками
Тогда для случая чтения без очков по формуле линзы следует:
Оптическая сила системы линз (очки + хрусталик) равна сумме оптических сил каждой линзы. Поэтому для случая чтения с очками

Объединяя формулы, находим оптическую силу линзы в очках






Ответ: 2 дптр.
| Критерии оценивания выполнения задания | Баллы |
|---|---|
| Приведено полное решение, включающее следующие элементы: I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом; II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов); III) представлены необходимые математические преобразования и расчеты (подстановка числовых данных в конечную формулу), 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 имеется один или несколько из следующих недостатков. Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объеме или отсутствуют. И ( ИЛИ ) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение, которые не отделены от решения и не зачеркнуты. И ( ИЛИ ) В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги. И ( 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 и достаточно для решения данной задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи. ИЛИ В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения данной 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 данной 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 |
| Максимальный балл | 3 |






Отсюда 

откуда
и
Следовательно, 

Чему равна длина нити l?
где
— максимальная высота подъема груза. Максимальный угол отклонения
где A — амплитуда колебаний (амплитуда смещения). Отсюда 





Следовательно,
а высота сваи 



Из рисунка видно, что расстояние между комаром и рыбой равно







расположен перед тонкой собирающей линзой так, что его катет AC лежит на главной оптической оси линзы. Фокусное расстояние линзы 50 см. Вершина прямого угла C лежит ближе к центру линзы, чем вершина острого угла A. Расстояние от центра линзы до точки C равно удвоенному фокусному расстоянию линзы (см. рис.). Постройте изображение треугольника и найдите площадь получившейся фигуры.
Поскольку точка C располагается в двойном фокусе, ее изображение также попадет в двойной фокус. Длину x горизонтального катета A'C' изображения находим по формуле линзы (для этого надо понять, насколько далеко изображение A' точки A находится от двойного фокуса):
откуда 





от ее главной оптической оси. За линзой в ее задней фокальной плоскости находится плоское зеркало (см. рис.). Построить действительное изображение
(здесь F — фокусное расстояние данной линзы).
и пойдет в обратном направлении, к линзе (см. рис.).

а для уменьшения размеров изображения по сравнению с предметом имеем:
и
см
где b - расстояние от мнимого изображения предмета до рассеивающей линзы. При этом по-прежнему 
см
см, а если рассеивающая, то
см.


























а значит, и
то есть изображение точки А также находится в двойном фокусе.
):










):



















где b — расстоние от линзы до изображения, а D — оптическая сила линзы, 
а вместо D стоит 


Ход лучей при получении изображения Солнца с помощью объектива и окуляра представлен на рисунке. 



















Отсюда:













получим:
следовательно, 



то есть 
расстояние b от нее до изображения источника равно 
откуда также получается
а расстояние FS' = F — OS' = F/2.
где
И, значит,





















где h — длина непогруженной части сваи.






), то его изображение было также на двойном фокусном расстоянии 




ближе к линзе и на 2 см от главной оптической оси (в противоположную сторону от смещения предмета). Расстояние от начального положения равно 

движется точечный источник света. Расстояние между плоскостями
Центр окружности находится на главной оптической оси линзы. Фокусное расстояние линзы
Найдите скорость движения изображения точечного источника света. Сделайте пояснительный чертеж, указав ход лучей в линзе.
радиус, по которому движется изображение источника света,
расстояние
расстояние
фокусное расстояние линзы 

получим: 
следует, что:











от него.
перед зеркалом, то есть на расстоянии
справа от линзы.
Луч света падает из воздуха на клин перпендикулярно грани AC, преломляется и выходит в воздух через другую грань под углом
к ее нормали. Определите показатель преломления материала клина. Сделайте рисунок, поясняющий ход луча в клине.
или
Получаем:



Луч света падает из воздуха на клин перпендикулярно грани AC, преломляется и выходит в воздух через другую грань под углом 
Получаем:





По определению
следовательно,
Откуда





















найдем значения
f = Гd = 5 · 18 = 90 см.




а расстояние от линзы до изображения стало равным 






метров падает на пластину и оказывает давление
70% света отражается, остальное пластинка пропускает. Найти концентрацию фотонов в пучке света. Считать, что фотоны в пучке расположены равномерно.
Импульс фотона
Второй закон Ньютона в импульсной форме
Поэтому давление, которое оказывают отраженные от пластины фотоны равно
За промежуток времени
Объединяя все формулы, получаем 
находим ее значение:





(минус перед f, так как изображение мнимое), (1)
(2)
то получим:



и 


Луч света падает из воздуха на клин перпендикулярно грани AB, отражается от грани AC и испытывает полное внутренне отражения на BC. При каком наименьшем показателе преломления материала клина
Так как по условию на этой грани будет наблюдаться полное внутреннее отражение, то
откуда минимальный показатель преломления материала равен
Луч света падает из воздуха на клин перпендикулярно грани AB, преломляется и выходит в воздух через ту же грань AB, но уже под углом преломления
Определите показатель преломления клина. Сделайте рисунок, поясняющий ход луча в клине.
По закону преломления света
откуда показатель преломления материала клина 
Луч света падает из воздуха на клин перпендикулярно грани АС, преломляется и выходит в воздух через другую грань под углом
к ее нормали. Определите показатель преломления материала клина.
По закону преломления света 





где A — амплитуда колебаний груза.
найдем, на каком расстоянии от линзы будет изображение маятника
Увеличение, даваемое линзой, будет равно
где A1 — амплитуда колебания изображения.
Отсюда максимальная скорость груза равна 


дптр
относительно оси, перпендикулярной плоскости рисунка и проходящей через оптический центр линзы?
найдем расстояние от точки до изображения
Тогда еще раз применив формулу тонкой линзы, найдем расстояние от изображения до линзы 



то данное смещение 




см
см
см,
дптр.
см.
Тогда изображение стороны CD будет иметь размер 

см
см.
см

имеем:
а увеличение, даваемое левой линзой, равно
от правой линзы. В формулу тонкой линзы это расстояние должно быть подставлено со знаком «минус». Обозначим через f′ расстояние от изображения до второй линзы. Тогда
откуда 




на расстоянии
от плоскости линзы находится небольшой предмет. На какое расстояние
откуда
Подставляя данные из условия, получаем: 








откуда
При этом если высота предмета равна h, то высота изображения равна 
и
Таким же будет и расстояние от плоскости линзы до точки C1. Для точки B расстояние
(n — искомый параметр) и
поскольку 
откуда 



Следовательно, 
Расстояние от линзы до квадрата равно
По формуле тонкой линзы определим расстояния от линзы до оснований трапеции:
















