Магнитное поле тока и световые явления
Вокруг тока существует магнитное поле, используемое в электромагнитах и двигателях, а свет отражается, преломляется и собирается линзами.
Падающий луч, отражённый луч и перпендикуляр, восставленный в точке падения, лежат в одной плоскости; угол отражения равен углу падения: β = α. Углы всегда отсчитывают от перпендикуляра к поверхности. Вокруг любого проводника с током существует магнитное поле; его направление определяют правилом правой руки (буравчика), а линии поля замкнуты.
D = 1 / F, где F — фокусное расстояние, м; D — оптическая сила, дптр (1 дптр = 1 м⁻¹). Для собирающей линзы F > 0 и D > 0, для рассеивающей F < 0 и D < 0. Оптическая сила системы линз, сложенных вплотную: D = D₁ + D₂.
Γ = H / h = f / d, где H — высота изображения, м; h — высота предмета, м; f — расстояние от линзы до изображения, м; d — расстояние от предмета до линзы, м; Γ — линейное увеличение, безразмерное.
Изображения в собирающей линзе
| Положение предмета | Изображение | Размер | Пример прибора |
|---|---|---|---|
| d > 2F | действительное, перевёрнутое | уменьшенное | фотоаппарат, глаз |
| d = 2F | действительное, перевёрнутое | равное предмету | копировальная установка |
| F < d < 2F | действительное, перевёрнутое | увеличенное | проектор |
| d = F | изображения нет | лучи идут параллельно | прожектор |
| d < F | мнимое, прямое | увеличенное | лупа |
- ·В середине толще, чем у краёв
- ·Параллельные лучи сходятся в фокусе
- ·F > 0, D > 0
- ·Даёт и действительные, и мнимые изображения
- ·В середине тоньше, чем у краёв
- ·Параллельные лучи расходятся, фокус мнимый
- ·F < 0, D < 0
- ·Всегда даёт мнимое, прямое, уменьшенное изображение
Дано: F = 25 см = 0,25 м; предмет высотой h = 0,01 м даёт изображение H = 0,03 м; луч падает на зеркало под углом 30° к его поверхности. Решение: D = 1/F = 1 / 0,25 м = 4 дптр. Увеличение Γ = H/h = 0,03 м / 0,01 м = 3, значит изображение в 3 раза больше предмета. Угол падения отсчитывают от перпендикуляра: α = 90° − 30° = 60°, следовательно угол отражения β = α = 60°, а угол между падающим и отражённым лучами равен 120°. Ответ: D = 4 дптр, Γ = 3, β = 60°.
В законе отражения углы отсчитываются от перпендикуляра к поверхности, а не от самой поверхности. Луч, идущий под 30° к зеркалу, падает под углом 60°. Вторая ловушка: фокусное расстояние подставляют в сантиметрах — 25 см вместо 0,25 м дают D = 0,04 дптр вместо 4 дптр. Третья: у рассеивающей линзы забывают знак минус у F и D.
- ✓Углы падения и отражения отсчитаны от перпендикуляра к поверхности
- ✓Фокусное расстояние переведено в метры, оптическая сила записана в диоптриях
- ✓У рассеивающей линзы поставлен знак минус у F и D
- ✓Изображение охарактеризовано по трём признакам: действительное/мнимое, прямое/перевёрнутое, увеличенное/уменьшенное
- ✓Полюсы электромагнита определены по направлению тока правилом правой руки