НОФ 2015, I кръг (общински), 10–12 клас — Задача 1
Общински кръг на олимпиадата по физика 2015, тема за X-XII клас (за ученици по учебната програма за X клас) · 10 януари 2015 г. · 10 т.
Бележка от източника
Уважаеми ученици, времето Ви за работа е четири астрономически часа!
Условие
(ЧАСТ 1 и ЧАСТ 2 са независими.)
ЧАСТ 1.
На фигура 1 е показан лъч светлина, който пада върху повърхността между две прозрачни среди с показатели на пречупване и . Светлината частично се отразява и частично се пречупва.

а) В листа за отговори начертайте пречупения и отразения лъчи, ако . [2 т.]
б) Покажете, че граничният ъгъл за пълно вътрешно отражение на светлината се определя от следната зависимост: [3 т.]
ЧАСТ 2.
На фигура 2 е показан „оптичен нивомер”, който се използва за отчитане нивото на течност в съд с непрозрачни стени. В съда е потопена U-образна плътна стъклена пръчка. Светлинен лъч влиза от единия край на пръчката, а в другия й край се намира приемник на светлина. Когато съдът е пълен, огънатата пръчка е потопена в течността, но ако нивото на течността намалее много, пръчката остава изцяло във въздуха. Показателите на пречупване на стъклото и на течността са еднакви , а показателят на пречупване на въздуха е .

а) В кой от двата случая, показани на фигурата, лъчът ще търпи пълно вътрешно отражение? Обяснете защо. [1 т.]
б) При пълен или при празен съд приемникът ще регистрира светлина? [1 т.]
в) Изобразете на чертеж хода на лъча в двата случая. [3 т.]

Решение
ЗАДАЧА 1. – 10 точки
ЧАСТ 1.
а) Ако от фигурата е ясно, че ъгълът на падане е равен на ъгъла на отражение (1 т.)
Ако от фигурата е ясно, че ъгълът на пречупване е по-голям от ъгъла на падане (1 т.)

б) Законът на Снелиус е (1 т.)
Посочено е, че при граничния ъгъл (1 т.)
Използвано е, че и е получено (1 т.)
ЧАСТ 2.
а) Лъчът търпи пълно вътрешно отражение във втория случай, защото пада от оптически по-плътна среда – стъклото, към оптически по-рядка среда – въздуха. (1 т.)
б) Приемникът ще регистрира светлина при празен съд, защото тогава светлината, след няколкократни отражения от стените на тръбата, ще достигне приемника. (1 т.)
в) При пълен съд:
ако е изобразено, че лъчът минава в течността, без да се отрази (1 т.)
ако е ясно, че лъчът не се пречупва на границата стъкло-течност (1 т.)
При празен съд:
ако са изобразени многократните отражения от стените на тръбата (1 т.)

Максимален брой точки за темата: 30
Признават се всички обосновани варианти на решения, които достигат до верен отговор.
Ако са прескочени някои междинни действия, които носят точки, но е получен верен резултат, тези точки се признават.
ВАЖНО! За Областния кръг на олимпиадата се класират участниците, получили 20 и повече точки от решените задачи на Общински кръг.
ОЦЕНЯВАНЕ: При оценяването на всяка една задача се спазва следното:
При разлика в оценяването до една точка (включително) между двамата проверители крайната оценка е средноаритметично от точките на двамата проверители.
При разлика между двамата проверители повече от една точка, задачата се преразглежда от двамата проверители заедно.
Оригинал в Архива: 1012.pdf · официални решения: 10-12_resh.pdf