 |
Билет №22. Линза. Фокусное расстояние линзы. Построение изображения в собирающей линзе. Глаз как оптическая система
|
|
|
|
Линзы бывают выпуклые и вогнутые.
Рассмотрим сначала свойства выпуклой линзы.
Закрепим линзу в оптическом диске и направим на нее пучок лучей, параллельных ее оптической оси (рис. 150). Мы увидим, что лучи дважды преломляются -- при переходе из воздуха в линзу и при выходе из нее в воздух. В результате этого они изменят свое направление и пересекутся в одной точке, лежащей на оптической оси линзы; эту точку называют фокусом линзы F. Расстояние от оптического центра линзы до этой точки называют фокусным расстоянием линзы; его также обозначают буквой F.
Выпуклую линзу называют собирающей.
Вогнутую линзу называют рассеивающей линзой. Но н у вогнутой (рассеивающей) линзы есть фокус, только он мнимый. Если расходящийся пучок лучей, выходящих из такой линзы, продолжить в сторону, противоположную их направлению, то продолжения лучей пересекутся в точке F, лежащей на оптической оси с той же стороны, с какой падает свет на линзу. Эта точка называется мнимым фокусом рассеивающей линзы
Если предмет находится между линзой и ее фокусом, то его изображение -- увеличенное, мнимое, прямое, и расположено оно по ту же сторону от линзы, что и предмет, и дальше, чем предмет.
Если предмет находится между фокусом и двойным фокусом линзы, то линза дает его увеличенное, перевернутое, действительное изображение; оно расположено по другую сторону от линзы по отношению к предмету, за двойным фокусным расстоянием.
Если предмет находится за двойным фокусом линзы, то линза дает его уменьшенное, перевернутое, действительное изображение предмета, лежащее по другую сторону линзы между ее фокусом и двойным фокусом
Глаз человека имеет почтя шарообразную, он защищен плотной оболочкой, называемой склерой. Передняя часть склеры -- роговая оболочка прозрачна. За роговой оболочкой расположена радужная оболочка, которая у разных людей может иметь разный цвет. Между роговицей и радужной оболочкой находится водянистая жидкость.
|
|
|
В радужной оболочке есть отверстие -- зрачок, диаметр которого в зависимости от освещения может изменяться примерно от 2 до 8 мм. Меняется он потому, что радужная оболочка способна раздвигаться.
За зрачком расположено прозрачное тело, по форме похожее на собирающую линзу,-- это хрусталик, он окружен мышцами, прикрепляющими его к склере.
За хрусталиком расположено стекловидное тело. Оно прозрачно и заполняет всю остальную часть глаза. Задняя часть склеры -- глазное дно -- покрыто сетчатой оболочкой. Сетчатка состоит из тончайших волокон, которые как ворсинки устилают глазное дно. Они представляют собой разветвленные окончания зрительного нерва, чувствительные к свету.
Свет, падающий в глаз, преломляется на передней поверхности глаза, в роговице, хрусталике и стекловидном теле, благодаря чему на сетчатке образуется действительное, уменьшенное, перевернутое изображение рассматриваемых предметов.
Свет, падая на окончания зрительного нерва, из которых состоит сетчатка, раздражает эти окончания. Раздражения по нервным волокнам передаются в мозг, и человек получает зрительное впечатление, видит предметы. Процесс зрения корректируется мозгом, поэтому предмет мы воспринимаем прямым.
В оптической системе глаза в результате его эволюции выработалось замечательное свойство, обеспечивающее получение изображения на сетчатке при разных положениях предмета.
Кривизна хрусталика, а значит, и его оптическая сила могут изменяться. Когда мы смотрим на дальние предметы, то кривизна хрусталика сравнительно невелика, потому что мышцы, окружающие его расслаблены. При переводе взгляда на близлежащие предметы мышцы сжимают хрусталик, его кривизна, а следовательно, и оптическая сила увеличиваются.
|
|
|
Способность глаза приспосабливаться к видению как на близком, так и на далеком расстоянии называется аккомодацией глаза. Предел аккомодации наступает, когда предмет находится на расстоянии 12 см от глаза. Расстояние наилучшего видения для нормального глаза равно 25 см.
Билет № 23. Радиоактивность. Альфа-, бета- и гамма-излучения
Радиоактивность -- это способность некоторых атомных ядер самопроизвольно превращаться в другие ядра с испусканием частиц
Альфа-лучи состоят из положительно заряженных частиц (альфа-частиц -- полностью ионизированный атом гелия)
Бета-лучи -- из отрицательно заряженных частиц (электронов)
Гамма-лучи -- никаким зарядом не обладают (электромагнитное излучение)
Билет №24. Опыты Резерфорда. Планетарная модель атома. Состав атомного ядра. Ядерные реакции
Опыт Резерфорда:
Для опытов Резерфорд использовал свинцовый сосуд с радиоактивным веществом, излучающим б-частицы. Из этого сосуда б-частицы вылетают через узкий канал со скоростью порядка 15 000 км/с.
Поскольку б-частицы непосредственно увидеть невозможно, то для их обнаружения служит стеклянный экран. Экран покрыт тонким слоем специального вещества, благодаря чему в местах попадания в экран б-частиц возникают вспышки, которые наблюдаются с помощью микроскопа. Такой метод регистрации частиц называется методом сцинтилляций.
Вся эта установка помещается в сосуд, из которого откачан воздух (чтобы устранить рассеяние б-частиц за счет их столкновений с молекулами воздуха).
Если на пути б-частиц нет никаких препятствий, то они падают на экран узким, слегка расширяющимся пучком. При этом все возникающие на экране вспышки сливаются в одно небольшое световое пятно.
Если же на пути б-частиц поместить тонкую фольгу из исследуемого металла, то при взаимодействии с веществом б-частицы рассеиваются по всем направлениям на разные углы в.
Когда экран находится напротив фольги, наибольшее количество вспышек расположено в центре экрана. Значит, основная часть всех б-частиц прошла сквозь фольгу, почти не изменив первоначального направления. При удалении от центра экрана количество вспышек становится все меньше и меньше. Следовательно, с увеличением угла рассеяния в количество рассеянных на эти углы частиц резко уменьшается.
|
|
|
Перемещая экран вместе с микроскопом вокруг фольги, можно обнаружить, что некоторое число частиц рассеялось на углы, близкие к 90°, а некоторые единичные частицы -- на углы порядка 180°, т. е. в результате взаимодействия с фольгой были отброшены назад.
Именно эти случаи рассеяния б-частиц на большие углы дали Резерфорду наиболее важную информацию для понимания того, как устроены атомы веществ. Проанализировав результаты опытов, Резерфорд пришел к выводу, что столь сильное отклонение б-частиц возможно только в том случае, если внутри атома имеется чрезвычайно сильное электрическое поле. Было рассчитано, что такое поле могло быть создано зарядом, сконцентрированным в очень малом объеме (по сравнению с объемом атома).
На основании этих специальных опытов Резерфорд предположил, что атом имеет сложное строение. В центре атома находится заряженная положительным зарядом частица -- ядро атома.
На большом расстоянии от ядра (по сравнению с его размерами) в атоме находятся электроны. Они притягиваются, но не приближаются вплотную к ядру, потому что быстро движутся вокруг него.
В составе ядра находятся положительно заряженные частицы, их назвали протонами. Каждый протон имеет массу, в 1840 раз большую, чем масса электрона, заряд протона положителен, равен по абсолютному значению заряду электрона.
После того как было доказано существование протонов, ученые продолжали исследование состава ядра. Они обнаружили, что, кроме протонов, в ядрах атомов содержатся еще нейтральные частицы, получившие название нейтронов. Масса нейтрона немного больше массы протона.
При б-распаде одного химического элемента образуется другой элемент, который расположен в таблице Д. И. Менделеева па две клетки ближе к ее началу, чем исходный.
При в-распаде одного химического элемента образуется другой элемент, который расположен в таблице Д. И. Менделеева в следующей клетке за исходным (т. е. на одну клетку ближе к концу таблицы).
|
|
|
