Fizyka — Klasa 4 LO — rozszerzony — teoria, wzory, quizy i zadania do tego tematu.
Co liczy: położenie obrazu; zdolność skupiająca $D=\frac{1}{f}$.
Do czego służy: Wyznaczenie miejsca i cech obrazu przedmiotu umieszczonego przed soczewką.
$Z = \frac{1}{f}$ [dioptrie, D]; dla kombinacji soczewek: $Z = Z_1 + Z_2$
Soczewka skupiająca $f = 20$ cm, przedmiot w odległości $d_o = 30$ cm. Obraz?
⚠️ Częsty błąd: $\frac{1}{d_i} = \frac{1}{f} - \frac{1}{d_o}$ — to odwrotności! Nie obliczaj $d_i = f - d_o$. Przelicz $f$ na metry jeśli masz cm.
$\frac{1}{x}+\frac{1}{y}=\frac{1}{f}$.
$D=\frac{1}{f}$, w dioptriach.
$p=\frac{y}{x}$.
Zadania ćwiczeniowe ze zbiorów Matematix — z rozwiązaniami krok po kroku.
Oblicz prędkość światła w szkle o współczynniku załamania $n=1{,}5$ ($c=3\cdot10^8\,\tfrac{\text{m}}{\text{s}}$).
Oblicz kąt graniczny dla granicy szkło ($n=1{,}5$) – powietrze ($n=1$).
Przedmiot umieszczono w odległości $30$ cm od soczewki skupiającej o ogniskowej $10$ cm. Obraz powstanie w odległości:
Promień światła przechodzi z powietrza do wody. Oceń prawdziwość stwierdzeń.
Oceń prawdziwość każdego stwierdzenia (P — prawda, F — fałsz) i wybierz odpowiedni układ.
Promień pada z powietrza na szkło pod kątem $60^\circ$ i załamuje się pod kątem $35^\circ$. Oblicz współczynnik załamania szkła i prędkość światła w tym szkle.
Przedmiot o wysokości $2$ cm umieszczono $15$ cm przed soczewką skupiającą o ogniskowej $10$ cm. Oblicz położenie, powiększenie i wysokość obrazu.
Dioda umieszczona tuż pod powierzchnią szklanej kuli ($n=1{,}50$) świeci we wszystkich kierunkach do jej wnętrza. Oblicz kąt graniczny dla granicy szkło–powietrze oraz wyjaśnij, dlaczego światło wychodzi tylko przez fragment powierzchni kuli.
Kulę szklaną z poprzedniego zadania zanurzono w wodzie ($n_w=1{,}33$). Ustal, czy kąt graniczny wzrośnie, czy zmaleje, i czy pole powierzchni, przez którą wychodzi światło, się zwiększy, czy zmniejszy. Odpowiedź uzasadnij rachunkiem.
Dwie soczewki skupiające o ogniskowych $f_1=15$ cm i $f_2=40$ cm ustawiono tak, że mają wspólne ognisko. Na pierwszą pada wiązka równoległa do osi o szerokości $d_1=2{,}25$ mm. Oblicz szerokość wiązki wychodzącej z drugiej soczewki.
Wykaż, że dla ustalonej odległości $d$ przedmiotu od ekranu istnieją dwa położenia soczewki skupiającej dające ostry obraz (gdy $d\gt 4f$), i podaj związek między powiększeniami w tych położeniach.
Prawdziwe zadania z arkuszy egzaminacyjnych (matura, egzamin ósmoklasisty, próbne) dotyczące tego tematu.


Zadanie 9.1. Układ dwóch soczewek skupiających: S1 (f₁ = 15 cm) i S2 (f₂ = 40 cm) o wspólnym ognisku F. Wiązka równoległa o szerokości d₁ = 2,25 mm pada na S1. Oblicz d₂ — szerokość wiązki wychodzącej z S2.
Zadanie 9.2. Układ: soczewka rozpraszająca R (fR = −15 cm) i skupiająca S (fS = 40 cm). Narysuj soczewkę S tak, by wiązka wychodząca była równoległa do osi i poszerzona, oraz dorysuj bieg promieni P1, P2.
Dwie jednakowe cienkie soczewki skupiające S1 i S2 ustawiono na wspólnej osi optycznej $O$ (ogniska: $F_{1L},F_{1P}$ dla S1 oraz $F_{2L},F_{2P}$ dla S2). Na każdym rysunku (1. i 2.) narysowano promień P biegnący równolegle do osi i padający na S1.

Na każdym rysunku dorysuj dalszy bieg promienia P od S1 do S2 i dalej — po przejściu przez S2. Kierunek za soczewką S2 wyznacz konstrukcyjnie.
Na ławie optycznej: przedmiot P, soczewka skupiająca S, ekran E. Ekran w odległości $d_1=49$ cm od przedmiotu; przy pewnym położeniu soczewki powstał ostry, powiększony obraz P' ($p=2{,}5$).

Oblicz ogniskową $f$ soczewki.
Ekran i przedmiot ustawiono w ustalonej odległości $d_2$. Dla położenia soczewki w odległości $x_2$ od P powstaje na ekranie obraz powiększony, a dla $x_3$ — pomniejszony. Zapisz wyrażenie na $x_3$ tylko za pomocą $d_2$ oraz $x_2$.
Na ławie optycznej ustawiono świecący przedmiot $AB$, cienką soczewkę skupiającą $S$ oraz ekran; na ekranie powstaje powiększony obraz $A^{\prime}B^{\prime}$. Następnie zasłonięto górną połowę soczewki przesłoną (światło przechodzi tylko przez dolną połowę). Zaobserwowano, że cały obraz $A^{\prime}B^{\prime}$ pozostał na ekranie.

Na rysunku wyznacz konstrukcyjnie obraz $A^{\prime}B^{\prime}$ przedmiotu $AB$, korzystając tylko z promieni przechodzących przez niezasłoniętą (dolną) część soczewki.
Powiększenie obrazu $p=\dfrac{|A^{\prime}B^{\prime}|}{|AB|}$. Wyprowadź wzór pozwalający wyznaczyć ogniskową $f$ soczewki w zależności od powiększenia $p$ oraz odległości $x$ przedmiotu od soczewki.
Uczniowie soczewką skupiającą S1 uzyskali na ekranie ostry obraz $D'$ świecącej diody $D$. Na rysunku 1 zaznaczono $D$, $D'$, oś optyczną i ekran.

Wyznacz konstrukcyjnie położenie soczewki S1 (oznacz S1) oraz jednego z jej ognisk ($F_1$).
W drugim doświadczeniu obserwowano przez soczewkę S2 obraz $D''$ diody $D$. Na rysunku 2 dane są: $D$, oś, ognisko $F_2$ oraz obserwator.

Wyznacz konstrukcyjnie i oznacz położenie obrazu $D''$.
Oceń prawdziwość (P/F). Obserwowany przez soczewkę obraz $D''$ jest: 1) rzeczywisty; 2) odwrócony; 3) powiększony.
Równoległą wiązkę światła (czerwone + fioletowe) skierowano na soczewkę skupiającą z tego szkła. Na ekranie za soczewką powstaje plamka. Rysunek 1 przedstawia ustawienie, w którym ekran jest dalej od soczewki.

Zapisz kolor środka plamki na rysunku 1 oraz dorysuj bieg promieni fioletowych i czerwonych.
Obie wypukłości soczewki są sferyczne, soczewka jest w powietrzu ($n_{pow}=1$). Oblicz stosunek ogniskowej soczewki dla światła fioletowego do ogniskowej dla światła czerwonego.
Soczewkę dwuwklęsłą ($n=1{,}6$) umieszczano w różnych ośrodkach: $n_1=1{,}1$, $n_2=1{,}7$, $n_3=2{,}2$, $n_4=1{,}6$, $n_5=1{,}5$. Wybierz ośrodki, w których soczewka jest skupiająca.
Soczewka dwuwklęsła w powietrzu (rozpraszająca). Wybierz rysunek prawidłowo przedstawiający obraz przedmiotu P widziany przez obserwatora z prawej strony soczewki.

Soczewka dwuwklęsła w powietrzu; przedmiot w odległości $0{,}4$ m od soczewki, obraz w odległości $0{,}25$ m. Oblicz ogniskową tej soczewki.
Uczniowie użyli soczewki skupiającej i otrzymali ostry obraz świeczki. Po dostawieniu drugiej soczewki (przy tym samym położeniu świeczki) musieli odsunąć ekran, aby obraz był nadal ostry.

Dostawiona soczewka była [A skupiająca / B rozpraszająca] i mogła mieć kształt (wybierz wszystkie): 1, 2, 3, 4, 5.
W wyniku dostawienia soczewki i odsunięcia ekranu wielkość obrazu na ekranie się
Załóż bezpłatne konto i otwórz dostęp do pełnego śledzenia postępów, planów nauki i quizów. Arkusze i zadania podstawowe są dostępne bez rejestracji. Już ponad 5 000 uczniów uczy się z Matematix.