Решение
Республиканская олимпиада 2022 11 класс № Э2Часть 1. Собирающая линза.
1.1 Для измерения фокусного расстояния линз
с высокой точностью можно измерить
зависимость смещения луча на экране
смещения линзы
эти величины связаны геометрическим
соотношением
Из которого следует, что
По коэффициенту наклона легко измеряемой зависимости
расстояние собирающей линзы.
Аналогично можно получить формулу и провести необходимые измерения и для
рассеивающей линзы.
2.2 Чтобы получить увеличенное изображение стеклянных песчинок, необходимо
использовать собирающую линзу, причем песчинки должны располагаться вблизи
фокальной плоскости линзы. Для подсветки песчинок можно использовать рассеивающую
линзу.
2.3 После получения изображения следует измерить диаметр изображения песчинок
где
В эксперименте проще измерять расстояние от линзы до экрана, поэтому величину
Подстановка этого выражения в формулу (3) дает:
Таким образом, зависимость размера изображения песчинки от величины
3.1 Для получения картин рассеяния света удобней использовать штатив с лапками для крепления оптических элементов.
При рассеянии вперед наблюдается монотонное изменение интенсивности света на экране, никаких характерных элементов в этой картине не наблюдается.
При рассеянии света небольшой кучкой песчинок иногда на экране возникают ярко освещенные с четкими краями круглые световые пятна. Их возникновение обусловлено переотражением света от нескольких песчинок.
3.2 При рассеянии назад регулярно возникают описанные круглые пятна света. Поэтому предположение о переотражении света, высказанное в предыдущем пункте подтверждается. Возникновение этих круглых пятен аналогично возникновению радуги при преломлении света в капельках воды.
4.1 В зависимости от места попадания света на светоотражающую полоску на экране возникают разнообразные световые пятна, форма и положение которых заметно отличаются при смещении луча по полоске.
4.2 При некоторых положениях луча на полоске в отраженном свете наблюдаются круглые пятна, подобные пятнам, возникающим при рассеянии света на стеклянных шариках. Это наблюдение говорит о том, что в светоотражающий слой полоски включены стеклянные шарики.
