ВсОШ 2003, Регионален етап — Задача 11.1. 11 класс. Фокусное расстояние
XXXVII Всероссийская олимпиада школьников по физике. Региональный этап. Экспериментальный тур · 15 т.
Вниманию организаторов
В 2002/2003 уч. г. Министерством образования РФ установлены следующие сроки проведения региональной олимпиады школьников по физике: теоретический тур — 11 января 2003 г., экспериментальный тур — 12 января 2003 г.
Напоминаем, что согласно Положению о Всероссийских олимпиадах школьников региональный этап олимпиады проводится для учащихся 9 ÷ 11 классов (в олимпиаде имеют право участвовать школьники и других классов). Департаментам предлагается в качестве эксперимента провести теоретический тур также и для учащихся 8 классов.
Каждая теоретическая задача оценивается из 10 баллов, а каждая экспериментальная из 15 баллов. На выполнение задания каждого тура отводится 4 часа для 8–9 классов и 5 часов для 10–11 классов.
Подбор второй задачи экспериментального тура возлагается на местное жюри.
Об источнике
МФТИ, 2002/2003 уч. г. Авторы задач: 9 класс — Слободянин В.; 10 класс — Кирьяков Б., Слободянин В.; 11 класс — Кирьяков Б. Общая редакция — Слободянин В. В каждом классе дана отдельная задача 1 с возможным решением. Местные вторые задачи в архивном пособии не приведены. Печатная дата издания — 14 марта 2005 г.; дата самого экспериментального тура указана выше. Отдельной разбалловки на части нет.
Условие
Измерьте фокусное расстояние линзы, используя все предложенное оборудование. Предложите другие способы и измерьте с их помощью фокусное расстояние.
Оборудование. Линза, зеркало, линейка, лист белой бумаги.
Решение
Поперечное увеличение плоского предмета , расположенного перпендикулярно главной оптической оси линзы на двойном фокусном расстоянии от нее, равно единице. Линза, плотно прижатая к плоскому зеркалу, обеспечивает такое же поперечное увеличение, как и линза с удвоенной оптической силой (с вдвое меньшим фокусным расстоянием), так как лучи отражаются от зеркала и проходят через линзу второй раз. Следовательно, если на зеркало положить линзу с фокусным расстоянием и в ее фокальной плоскости расположить предмет , то его действительное изображение будет иметь те же размеры и находиться в той же плоскости (рис. 6).
Предмет, с помощью которого данный опыт можно реализовать на практике, в перечне оборудования отсутствует. Его необходимо изготовить. На листе бумаги следует начертить два параллельных штриха и перегнуть лист так, чтобы штрихи были снаружи (рис. 7). При этом получится одинаковый по своему виду «предмет» по обе стороны сложенного листа. Помещая согнутый лист между глазом и системой «линза-зеркало», можно видеть одновременно «предмет» и его действительное изображение. Ориентируясь на штрихи, остается только найти положение листа, при котором размеры изображения будут равны размеру «предмета», и измерить расстояние от листа до системы «линза-зеркало» с помощью вертикально установленной линейки. Это расстояние и будет искомым фокусным расстоянием линзы.
Рекомендации для организаторов. Для успешного решения задачи необходима собирающая линза с фокусным расстоянием см.
Примечание к источнику. Условие также просит предложить и выполнить другие способы измерения; пособие описывает только приведенный способ с зеркалом и бумажным предметом. Дополнительные методы от себя не добавлены.
Оригинал в Архива: region03E.pdf