Монета на дне мензурки: преломление и фотоснимок
5/10Для определения показателя преломления неизвестной прозрачной жидкости экспериментатор Глюк положил на дно мензурки монету и налил в неё исследуемую жидкость. Толщина слоя жидкости \(H = 27\) см. Далее он сфотографировал монету с высоты \(h = 37\) см над поверхностью жидкости и получил резкое изображение, диаметр которого в \(k = 10\) раз меньше диаметра монеты. Фокусное расстояние объектива \(F = 50\) мм. Оптическая ось объектива перпендикулярна поверхности жидкости.
Какое расстояние \(d\) было установлено на шкале дальности объектива?
Найдите показатель преломления \(n\) жидкости.
▶Показать разборСкрыть разбор
ПодсказкаДля объектива предметом служит изображение монеты, видимое сквозь жидкость; его расстояние от поверхности равно \(H/n\). Примените формулу тонкой линзы и отношение размеров изображения и монеты.
Ответ1) \(d = 55\) см; 2) \(n = 1{,}5\).
РешениеДля фотоаппарата предметом будет изображение монеты после выхода лучей из жидкости. Это изображение будет на расстоянии \(\dfrac{H}{n}\) от поверхности жидкости. Его размер равен размеру монеты.
1) Пусть \(\Gamma\) — поперечное увеличение в объективе, \(f\) — расстояние от объектива до изображения в фотоаппарате. Имеем \(\dfrac{1}{d} + \dfrac{1}{f} = \dfrac{1}{F}\), \(\dfrac{f}{d} = \Gamma = \dfrac{1}{k}\). Отсюда \(d = F(k + 1) = 11F = 55\) см.
2) \(h + \dfrac{H}{n} = d\). Тогда \(n = \dfrac{H}{d - h} = \dfrac{H}{F(k + 1) - h} = 1{,}5\).
Похожие задачи
- Груз на пружине и изображение на экране Физтех 2010/11, 11 кл.
- Оптическая сила линзы над ручьём СПбГУ 2010/11, 11 кл.
- Груз на пружине: скорость изображения Физтех 2011/12, 11 кл.
- Линза на экране: отношение расстояний при заданном f/L Физтех 2016/17, 11 кл.
- Линза с посеребрённой поверхностью «Шаг в будущее» 2021/22, 11 кл.
- Линза «горе-экспериментаторов» «Шаг в будущее» 2022/23, 11 кл.