НЕСФ 2022, Специална тема — Задача 3. Сапунен мехур

Автор: Olympiads XYZ · транскрипция на официалните материали

Автоматична транскрипция · предстои повторна проверка срещу оригинала

Редактирай тази страница

Национално есенно състезание по физика, Сливен, 11-13 ноември 2022 г. — Специална тема · 11 ноември 2022 г. · 10 т.

Внимание: Бележка към темата

И в трите задачи можете да приемете като дадени следните физични константи: земно ускорение, g=9.80 m/s2g = 9.80\ \mathrm{m/s^2}; число на Авогадро, NA=6.02×1023 mol−1N_\mathrm{A} = 6.02\times 10^{23}\ \mathrm{mol^{-1}}; константа на Планк, h=6.63×10−34 J.sh = 6.63\times 10^{-34}\ \mathrm{J.s}; редуцирана константа на Планк, ℏ=h/(2π)=1.05×10−34 J.s\hbar = h/(2\pi) = 1.05\times 10^{-34}\ \mathrm{J.s}; електрична проницаемост на вакуума, ε0=8.85×10−12 F/m\varepsilon_0 = 8.85\times 10^{-12}\ \mathrm{F/m}; магнитна проницаемост на вакуума, μ0=4π×10−7 H/m\mu_0 = 4\pi\times 10^{-7}\ \mathrm{H/m}; скорост на светлината във вакуум, c=3.00×108 m/sc = 3.00\times 10^{8}\ \mathrm{m/s}; елементарен електричен заряд, e=1.60×10−19 Ce = 1.60\times 10^{-19}\ \mathrm{C}.

Условие

От сапунен разтвор с показател на пречупване n=1.35n = 1.35 е издут сферичен мехур. Мехурът е осветен с естествена разсеяна светлина и е сниман през цветен филтър, който пропуска монохроматична светлина с дължина на вълната λ=550 nm\lambda = 550\ \mathrm{nm}. Получената снимка е показана на фиг. 3. Приемете, че мехурът има постоянна (неизвестна) дебелина dd по цялата си повърхност.

Като правите измервания по снимката, определете дебелината dd на сапунения мехур. Приемете, че дебелината на мехура е много по-малка от неговия радиус RR и фотоапаратът се намира от мехура на разстояние, много по-голямо от RR. Ако решението налага, можете да чертаете графики на координатната мрежа, дадена под снимката. В този случай предайте този лист заедно с останалите листа от вашето решение. [10.0 т]

Черно-бяла снимка на сферичен сапунен мехур с концентрични светли и тъмни пръстени около центъра.
Фиг. 3: снимка на сапунения мехур, направена през филтър с λ=550\lambda = 550 nm — концентрични светли и тъмни интерференчни пръстени.
Милиметрова координатна мрежа без надписи.
Празната координатна мрежа, отпечатана под снимката, върху която състезателят може да чертае графики.

Отговори

Покажи отговорите

Решение

Покажи официалното решение

Оригинал в Архива: esenni_2023_STproblems.pdf · официални решения: esenni_2023_STsolutions.pdf