Příklady CMF
OPTIKA
1.
Vypočítejte dobu, za kterou světlo dorazí ze Slunce na Zemi. Jakou dráhu za tuto dobu urazí
a) chodec pohybující se rychlostí 5 km/h, b) zvuk šířící se rychlostí 340 m/s, c) automobil
jedoucí rychlostí 90 km/h, d) letadlo letící rychlostí 800 km/h
2.
a) Při projektu Lunar Sea byl laserem vyslán světelný signál na povrch Měsíce a po odrazu se
vrátil na Zemi. Jaké bylo jeho zpoždění?
b) Kolikrát více je od Země vzdálena nejbližší hvězda Proxima Centauri v porovnání se
Sluncem, jestliže od Proximy světlo dorazí za 4,27 roku?
3.
Galaxie má průměr 25 000 pc, kde 1 pc (parsek) je vzdálenost, pod kterou vidíme vzdálenost
Země – Slunce po úhlem 1´´ (obloukové vteřiny). Jak dlouho potrvá světlu prolétnout celou
galaxií? Výpočet délky parseku proveďte pomocí obloukové míry!
4.
Světelný paprsek dopadá ze vzduchu do vody a na rozhraní nastává lom. Určete:
a) úhel lomu, je-li úhel dopadu 48°
b) úhel dopadu, je-li úhel lomu 25°.
5.
Světelný paprsek se lámy z vody do vzduchu. Vypočítejte:
a) úhel lomu, je-li úhel dopadu 27°
b) úhel dopadu, je-li úhel lomu 84°
6.
Světelný paprsek dopadá na rozhraní z neznámého prostředí do vzduchu pod úhlem 27°30´ a
láme se pod úhlem 54°. Určete:
a) z jaké látky světlo dopadá
b) jaký je mezní úhel
7.
Zelené světlo má ve vzduchu vlnovou délku 525 nm. Jaká je jeho vlnová délka ve vodě?
Příklady CMF
OPTIKA
8.
Duté kulové zrcadlo má poloměr křivosti 5 cm. Jak musí být vzdálena šipka AB kolmá na
optickou osu od vrcholu zrcadla, aby její obraz byl:
a) zmenšený, b) stejně velký, c) zvětšený, d) převrácený, e) vzpřímený, f) skutečný, g)
neskutečný.
Nakreslete obrázek.
9.
Vypuklé zrcadlo u křižovatky má poloměr křivosti -140 cm. Jakou výšku bude mít obraz
automobilu vysokého 1,5 m, vzdáleného 6 m?
10.
Kvalitnější objektivy dnešních fotoaparátů obsahují běžně více než 10 čoček. Kolik světla by
prošlo přes takový objektiv, je-li možno počítat s odrazivostí světla na jednom povrchu 5%?
11.
Podle prospektu výrobce vytváří laserová dioda světelný paprsek o průměru 4 mm
s divergencí (rozptylem) 0,8 mrad. V jaké vzdálenosti je průměr světelné stopy 2 cm? Diodu
lze považovat za bodový světelný zdroj.
12.
Svítí-li Slunce, je vidět na zemi pod korunami stromů kulaté světelné skvrnky. Jsou to obrazy
Slunce vytvořené „dírkovými komorami“ mezi listy. Jak velký obraz Slunce vznikne, je-li
skulinka mezi listy ve výšce asi 20 m?
13.
Princip měření nepřístupné výšky
pomocí odrazu v zrcadlící se hladině
naznačuje obrázek. Jak vysoký je
komín, bylo-li změřeno, že výška očí je
1,7 m, vzdálenost zrcadlící plochy je 1,5
m a vzdálenost paty komína je 54 m?
14.
Jaká je střední délka oblasti plného stínu, který Měsíc vrhá za sebou do prostoru (vuz
obrázek)? V jakém rozmezí se
mění vzdálenost Měsíce od Země
a co z toho vyplývá pro zatmění
Slunce? Průměry Slunce a Měsíce
si zjistěte, stejně jako vzdálenosti Měsíce od Země.
Příklady CMF
OPTIKA
15.
Úhlový průměr Slunce na obloze je 32´. Jaký průměr má jeho obraz vytvořený objektivem (viz
obrázek) největšího čočkového dalekohledu světa? Tento dalekohled byl postaven v roce
1896 na Yerkesově hvězdárně Chucagské univerzity a jeho objektiv o průměru 102 cm má
ohniskovou vzdálenost 19 m.
16.
Průměr paprsku vyměřovacího stavebního laseru je 5 mm. Pro určité účely je vhodné rozšířit
jeho průměr na 30 mm. Dá se to provést pomocí dvou
spojných čoček (viz obrázek). Jakou ohniskovou
vzdálenost musí mít druhá z nich, jestliže první má
ohniskovou vzdálenost 20 mm? Jak daleko od sebe je
třeba čočky umístit?
17.
DVD-disk má záznamové body uspořádány do husté spirály, která se chová jako optická
mřížka na odraz. Toho je možné využít ke zjištění vzdáleností dvou sousedních záznamových
stop. Při kolmém osvětlení laserovým paprskem o vlnové délce 650 nm se na kolmé stěně ve
vzdálenosti 130 cm objevila stopa
paprsku ve výšce 70 cm (viz obrázek).
Jaká je vzdálenost dvou sousedních
záznamových stop? Kolik záznamových
stop se vejde na 1 mm délky?
Povinný příklad pro všechny:
Optický kabel je vyroben z průhledné látky o
α
indexu lomu 1,28. Do středu kruhové čelní stěny
přímého vlákna kabelu dopadá světelný paprsek
pod úhlem α. Určete maximální hodnotu tohoto úhlu, při kterém se bude světlo šířit uvnitř
vlákna a nepronikne do okolního vzduchu.
Download

Příklady CMF - optika 2014.pdf