16.8 Soczewki
Kartkówka
Grupa A
Zadanie 1 (2 pkt)
Soczewka płasko-wypukła o promieniu krzywizny $R = 25\ \text{cm}$ jest wykonana ze szkła, dla którego współczynniki załamania światła zielonego i niebieskiego wynoszą odpowiednio: $n_z = 1.520$, $n_b = 1.540$. Oblicz odległość między ogniskami promieni światła zielonego i niebieskiego.
Odległość między ogniskami promieni światła zielonego i niebieskiego wynosi około $\Delta f \approx 1.78 \text{ cm}$.
Zadanie 2 (3 pkt)
Dwie soczewki skupiające o takiej samej ogniskowej $f = 10\ \text{cm}$ zostały umieszczone w odległości $d = 1\ \text{cm}$ od siebie.
a) Oblicz zdolność skupiającą powstałego w ten sposób układu soczewek.
b) Oblicz zdolność skupiającą układu soczewek $Z'_{uk}$ w którym $d \approx 0$. Oszacuj błąd bezwzględny i względny takiego przybliżenia.
a) Zdolność skupiająca powstałego układu soczewek wynosi $Z_{uk} = 19\ \text{D}$.
b) Zdolność skupiająca układu soczewek dla $d \approx 0$ wynosi $Z'_{uk} = 20\ \text{D}$. Błąd bezwzględny tego przybliżenia to $\Delta Z = 1\ \text{D}$, a błąd względny wynosi $\delta Z \approx 5.26\%$.
Zadanie 3 (4 pkt)
a) Oblicz zdolność skupiającą płasko-wklęsłej soczewki szklanej o współczynniku załamania $n_s = 1,65$ i promieniu krzywizny $R = -0,5\ \text{m}$.
b) Do soczewki o parametrach podanych w podpunkcie a) nalano wody o współczynniku załamania $n_w = 1,34$. Oblicz zdolność skupiającą tak powstałego układu optycznego.
a) Zdolność skupiająca płasko-wklęsłej soczewki szklanej wynosi $Z_s = -1.3\ \text{D}$.
b) Zdolność skupiająca tak powstałego układu optycznego wynosi $Z_{\text{uk}} = -0.62\ \text{D}$.
Zadanie 4 (1 pkt)
Ogniskowa soczewki płasko-wypukłej wynosi $f_1 = 25\text{ cm}$, a ogniskowa soczewki płasko-wklęsłej $f_2 = -50\text{ cm}$. Soczewki złączono ze sobą powierzchniami płaskimi. Zdolność skupiająca utworzonego układu optycznego wyniesie:
Zdolność skupiająca utworzonego układu optycznego wynosi $2.0\text{ D}$.
Zadanie 5 (1 pkt)
Soczewka płasko-wklęsła o promieniu krzywizny $R = -30 \text{ cm}$ wykonana ze szkła o współczynniku załamania $n = \frac{4}{3}$ ma w powietrzu ogniskową równą:
A. $-60 \text{ cm}$
B. $60 \text{ cm}$
C. $-90 \text{ cm}$
D. $90 \text{ cm}$
E. $-45 \text{ cm}$
C
Grupa B
Zadanie 1 (2 pkt)
Soczewka płasko-wypukła o promieniu krzywizny $R = 40\ \text{cm}$ jest wykonana ze szkła, dla którego współczynniki załamania światła żółtego i pomarańczowego wynoszą odpowiednio: $n_z = 1.515$, $n_o = 1.525$. Oblicz odległość między ogniskami promieni światła żółtego i pomarańczowego.
Odległość między ogniskami promieni światła żółtego i pomarańczowego wynosi około $\Delta f \approx 1.48 \text{ cm}$.
Zadanie 2 (3 pkt)
Dwie soczewki skupiające o takiej samej ogniskowej $f = 8\ \text{cm}$ zostały umieszczone w odległości $d = 0.5\ \text{cm}$ od siebie.
a) Oblicz zdolność skupiającą powstałego w ten sposób układu soczewek.
b) Oblicz zdolność skupiającą układu soczewek $Z'_{uk}$ w którym $d \approx 0$. Oszacuj błąd bezwzględny i względny takiego przybliżenia.
a) Zdolność skupiająca powstałego układu soczewek wynosi $Z_{uk} \approx 24.22\ \text{D}$.
b) Zdolność skupiająca układu soczewek dla $d \approx 0$ wynosi $Z'_{uk} = 25\ \text{D}$. Błąd bezwzględny tego przybliżenia to $\Delta Z \approx 0.78\ \text{D}$, a błąd względny wynosi $\delta Z \approx 3.23\%$.
Zadanie 3 (4 pkt)
a) Oblicz zdolność skupiającą płasko-wklęsłej soczewki szklanej o współczynniku załamania $n_s = 1,52$ i promieniu krzywizny $R = -0,25\ \text{m}$.
b) Do soczewki o parametrach podanych w podpunkcie a) nalano wody o współczynniku załamania $n_w = 1,30$. Oblicz zdolność skupiającą tak powstałego układu optycznego.
a) Zdolność skupiająca płasko-wklęsłej soczewki szklanej wynosi $Z_s = -2.08\ \text{D}$.
b) Zdolność skupiająca tak powstałego układu optycznego wynosi $Z_{\text{uk}} = -0.88\ \text{D}$.
Zadanie 4 (1 pkt)
Ogniskowa soczewki płasko-wypukłej wynosi $f_1 = 10\text{ cm}$, a ogniskowa soczewki płasko-wklęsłej $f_2 = -25\text{ cm}$. Soczewki złączono ze sobą powierzchniami płaskimi. Zdolność skupiająca utworzonego układu optycznego wyniesie:
Zdolność skupiająca utworzonego układu optycznego wynosi $6.0\text{ D}$.
Zadanie 5 (1 pkt)
Soczewka płasko-wklęsła o promieniu krzywizny $R = -25 \text{ cm}$ wykonana ze szkła o współczynniku załamania $n = 1.6$ ma w powietrzu ogniskową równą:
A. $-40 \text{ cm}$
B. $-41.67 \text{ cm}$
C. $41.67 \text{ cm}$
D. $-50 \text{ cm}$
E. $50 \text{ cm}$
B
