Геометрическая оптика: 11 класс
Считаем углы преломления и положения изображений: закон Снеллиуса, полное отражение и формула тонкой линзы. Ниже — кратко о главном, таблица, формулы и частые ошибки.
Все 12 заданий темы — в полном тренажёре
- Подсказка и пошаговое решение каждой задачи
- 5 уроков с теорией и чертежами
- Отчёт для родителя: что решено и где ошибки
Пробуйте. Условия — для родителей
Уровни сложности
В теме 12 заданий на 4 уровнях: разминка, основной, сложный, со звёздочкой.
Геометрическая оптика — кратко
Считаем углы преломления и положения изображений: закон Снеллиуса, полное отражение и формула тонкой линзы.
- n1 · sin α = n2 · sin γn = cvsin αsin γ = n2n1 = v1v2
- sin α0 = n2n1на границе с воздухом: sin α0 = 1n
- 1F = 1d + 1fD = 1FΓ = Hh = |f|d
- Закон преломления света
Падающий луч, преломлённый луч и перпендикуляр к границе раздела в точке падения лежат в одной плоскости; отношение синуса угла падения α к синусу угла преломления γ для двух данных сред постоянно: n1 · sin α = n2 · sin γ, где n1 и n2 — абсолютные показатели преломления сред.
- Полное внутреннее отражение
При переходе света из оптически более плотной среды в менее плотную (n1 > n2) при углах падения, больших предельного α0, преломлённого луча нет: весь свет отражается обратно. Предельный угол: sin α0 = n2 : n1; для границы с воздухом sin α0 = 1 : n.
- Оптическая сила
Оптическая сила линзы D = 1 : F измеряется в диоптриях: 1 дптр = 1 : м. У собирающей линзы F > 0 и D > 0, у рассеивающей F < 0 и D < 0. Оптические силы тонких линз, сложенных вплотную, складываются.
- Угловое увеличение
Увеличение оптического прибора показывает, во сколько раз угол, под которым виден предмет через прибор, больше угла, под которым он виден невооружённым глазом с расстояния наилучшего зрения. Лупа: Γ = 25 см : F. Микроскоп: Γ = Γ_об · Γ_ок. Телескоп: Γ = Fоб : Fок.
Геометрическая оптика в таблице
| Где предмет | Изображение | Пример |
|---|---|---|
| d > 2F | действительное, перевёрнутое, уменьшенное, F < f < 2F | фотоаппарат, глаз |
| d = 2F | действительное, перевёрнутое, равное, f = 2F | копировальный аппарат |
| F < d < 2F | действительное, перевёрнутое, увеличенное, f > 2F | проектор |
| d = F | изображения нет — лучи параллельны | прожектор, фонарь |
| d < F | мнимое, прямое, увеличенное | лупа |
| рассеивающая, любое d | мнимое, прямое, уменьшенное | очки при близорукости |
Пример с ответом
Условие. Луч падает из воздуха на поверхность воды под углом 60°. Найдите угол преломления. n воды = 1,33.
Ответ. ≈ 40,6°.
3 шага с пояснениями — в полном тренажёре, в уроке «Отражение и преломление света».
Открыть разбор →Частые ошибки
-
Ошибка 1Углы падения и преломления отсчитывают от перпендикуляра к границе. Если дан угол между лучом и поверхностью, его вычитают из 90°.
-
Ошибка 2Закон связывает синусы: sin α : sin γ = n2 : n1. Отношение самих углов постоянным не остаётся.
-
Ошибка 3Полное внутреннее отражение возможно только при переходе в оптически менее плотную среду. Из воздуха в воду или стекло свет проходит при любом угле падения.
Физика · 11 класс
Что внутри темы
- Урок 1Отражение и преломление света
- Урок 2Полное внутреннее отражение
- Урок 3Формула тонкой линзы
- Урок 4Построение изображений в линзах
- Урок 5Глаз и оптические приборы
В полном тренажёре — 5 уроков с теорией и чертежами, задания 3 уровней, подсказки и разбор каждой задачи.
Чему научится ученик
- Применять закон преломления n1 · sin α = n2 · sin γ
- Находить скорость света в среде по показателю преломления
- Вычислять предельный угол полного внутреннего отражения
- Применять формулу тонкой линзы 1 : F = 1 : d + 1 : f
- Находить увеличение Γ = f : d и характер изображения
- Объяснять устройство лупы, фотоаппарата, микроскопа и телескопа
Ключевые понятия:лучзакон отражениязакон преломленияабсолютный показатель преломленияотносительный показатель преломленияполное внутреннее отражениепредельный уголсветоводтонкая линзаформула тонкой линзыоптическая силалинейное увеличениедействительное изображениемнимое изображение
Что требует школьная программа
Применять законы отражения и преломления света n1 · sin α = n2 · sin γ; связывать показатель преломления со скоростью света в среде; вычислять предельный угол полного внутреннего отражения и объяснять работу световодов; применять формулу тонкой линзы, оптическую силу и линейное увеличение; строить изображения в линзах; описывать глаз и оптические приборы.
Что повторить и что дальше
Линзы: собирающая и рассеивающая, оптическая силаФизика, 9 класс
Волны и радиосвязьФизика, 11 класс
Физика, 11 классВопросы
Геометрическая оптика · 11 классВ каком классе проходят тему «Геометрическая оптика»?
В 11 классе, предмет «Физика».
Что повторить перед этой темой?
Линзы: собирающая и рассеивающая, оптическая сила (9 класс), Волны и радиосвязь (11 класс).
Что можно решить бесплатно?
Несколько задач прямо на этой странице. Подсказки, пошаговые решения и задания всех уровней — в полном тренажёре, первые 14 дней бесплатно.
Все темы 11 класса и отчёт для родителя
Первые 14 дней полный тренажёр бесплатно.
