Тест по физике 11 класс: формула тонкой линзы

Что нужно знать

Тонкая линза — это прозрачное тело, ограниченное двумя сферическими поверхностями или одной сферической и одной плоской поверхностью, толщиной которого можно пренебречь по сравнению с радиусами кривизны поверхностей. Линзы бывают собирающими и рассеивающими: собирающая линза параллельные лучи после преломления собирает в одной точке, а рассеивающая делает их расходящимися. Основная формула тонкой линзы: 1/F = 1/d + 1/f, где F — фокусное расстояние линзы (м), d — расстояние от предмета до линзы (м), f — расстояние от линзы до изображения (м). Оптическая сила линзы определяется формулой D = 1/F и измеряется в диоптриях (дптр), причём 1 дптр = 1 м⁻¹. У собирающей линзы фокусное расстояние и оптическая сила положительные, а у рассеивающей — отрицательные. Увеличение линзы рассчитывается по формуле Г = H/h = |f|/|d|, где H — высота изображения, h — высота предмета, а расстояния выражены в одинаковых единицах. Собирающие линзы используются в очках для коррекции дальнозоркости, а также в лупах и фотоаппаратах. Типичная ошибка учеников — путать фокусное расстояние с оптической силой и забывать, что оптическая сила обратно пропорциональна фокусному расстоянию.

Тест: 12 вопросов

Выберите ответ в каждом вопросе и нажмите «Проверить ответы» — появятся правильные ответы и пояснения.

  1. 1. Что называют тонкой линзой?

    • Прозрачное тело, толщина которого обязательно больше радиусов кривизны поверхностей
    • Непрозрачное тело с двумя плоскими поверхностями
    • Прозрачное тело, толщиной которого можно пренебречь по сравнению с радиусами кривизны его поверхностей
    • Зеркало с одной сферической отражающей поверхностью
    Тонкой называют линзу, толщиной которой по сравнению с радиусами кривизны поверхностей можно пренебречь при построении изображений.

  2. 2. Какая формула является формулой тонкой линзы?

    • 1/F = d + f
    • F = d + f
    • F = d · f
    • 1/F = 1/d + 1/f
    Формула тонкой линзы связывает фокусное расстояние F, расстояние d от предмета до линзы и расстояние f от линзы до изображения.

  3. 3. В каких единицах измеряется оптическая сила линзы?

    • В диоптриях
    • В метрах
    • В люксах
    • В сантиметрах
    Оптическая сила D = 1/F, где F выражено в метрах. Единица оптической силы — диоптрия (дптр), равная м⁻¹.

  4. 4. Какой знак имеет оптическая сила собирающей линзы?

    • Отрицательный
    • Положительный
    • Знак зависит только от расстояния до предмета
    • Нулевой
    У собирающей линзы фокус действительный, поэтому её фокусное расстояние и оптическая сила считаются положительными.

  5. 5. Что произойдёт с фокусным расстоянием линзы, если её оптическая сила увеличится в два раза?

    • Увеличится в четыре раза
    • Увеличится в два раза
    • Уменьшится в два раза
    • Не изменится
    Из формулы D = 1/F следует, что оптическая сила обратно пропорциональна фокусному расстоянию. При увеличении D в два раза F уменьшается в два раза.

  6. 6. Для чего используют собирающую линзу в обычной лупе?

    • Для получения уменьшенного действительного изображения предмета
    • Для превращения белого света в электрический ток
    • Для отражения света от поверхности предмета
    • Для получения увеличенного мнимого изображения предмета
    Если предмет находится между собирающей линзой и её фокусом, линза создаёт прямое, увеличенное и мнимое изображение.

  7. 7. Фокусное расстояние собирающей линзы равно 0,5 м. Чему равна её оптическая сила?

    • 2 дптр
    • 5 дптр
    • 1 дптр
    • 0,5 дптр
    Используем формулу D = 1/F. D = 1 / 0,5 = 2 дптр.

  8. 8. Оптическая сила собирающей линзы равна 4 дптр. Найдите её фокусное расстояние.

    • 0,5 м
    • 0,25 м
    • 4 м
    • 2 м
    Из формулы F = 1/D получаем F = 1/4 = 0,25 м.

  9. 9. Предмет расположен на расстоянии 30 см от собирающей линзы с фокусным расстоянием 15 см. На каком расстоянии от линзы получится изображение?

    • 45 см
    • 60 см
    • 30 см
    • 15 см
    По формуле 1/F = 1/d + 1/f: 1/15 = 1/30 + 1/f. Следовательно, 1/f = 1/30, откуда f = 30 см.

  10. 10. Собирающая линза имеет фокусное расстояние 20 см. Предмет расположен на расстоянии 60 см от неё. Найдите расстояние от линзы до действительного изображения.

    • 40 см
    • 20 см
    • 60 см
    • 30 см
    Используем формулу 1/F = 1/d + 1/f. 1/20 = 1/60 + 1/f, поэтому 1/f = 1/20 − 1/60 = 1/30. Получаем f = 30 см.

  11. 11. Высота предмета составляет 2 см, а высота его действительного изображения — 6 см. Чему равно линейное увеличение по модулю?

    • 3
    • 2
    • 4
    • 12
    Линейное увеличение по модулю определяется формулой Г = H/h. Г = 6/2 = 3. Изображение в три раза больше предмета.

  12. 12. Предмет находится на расстоянии 40 см от собирающей линзы, а действительное изображение получается на расстоянии 40 см от неё. Чему равно фокусное расстояние линзы?

    • 40 см
    • 20 см
    • 80 см
    • 10 см
    По формуле тонкой линзы 1/F = 1/40 + 1/40 = 2/40 = 1/20. Следовательно, F = 20 см.
Тесты по физике 11 класс