Физтех 2022, 11 класс, задача 5

Сложная
Оптика
Графики
Источник:
Олимпиада школьников «Физтех» по физике, Заключительный этап, 2022, 11 класс

Оптическая система состоит из двух соосных тонких линз и (см. рис.) с фокусным расстоянием у каждой. Расстояние между линзами . Диаметры линз одинаковы и равны , причем значительно меньше . На линзу падает параллельно оси системы пучок света с одинаковой интенсивностью в сечении пучка. Прошедший через обе линзы свет фокусируется на фотодетекторе , на выходе которого сила тока пропорциональна мощности падающего на него света. Круглая непрозрачная мишень , плоскость которой перпендикулярна оси системы, движется с постоянной скоростью перпендикулярно оси системы так, что центр мишени пересекает ось на расстоянии от . На рисунке показана зависимость тока фотодетектора от времени (секундомер включен в момент начала уменьшения тока). .

Оптическая система и график тока

1. Найти расстояние между линзой и фотодетектором.

2. Определить скорость движения мишени.

3. Определить .

Известными считать величины , , .

Решение.

1.

2. Мишень пересекает световой конус диаметром .

Ход лучей в оптической системе

Из графика находим отношение диаметра мишени к :

Имеем . За время мишень входит в конус:

3. Интервал от начала входа в конус до начала выхода из конуса

1

Ответ на -й вопрос

5
2

Найден диаметр мишени

2
3

Ответ на -й вопрос

1
4

Ответ на -й вопрос

2
Максимум: 10

Похожие задачи

Физтех 2023, 10 класс, задача 4

Тепловой двигатель работает по циклу 1-2-3-1. Рабочее вещество - один моль одноатомного идеального газа. Для вычисления КПД цикла ученик десятого класса построил график зависимости молярной теплоемкости C газа (в единицах универсальной газовой постоянной R) от температуры в процессах: 1-2, 2-3, 3-1
Сложная
Молекулярная физика и термодинамика
Графики

Физтех 2024, 10 класс, задача 3

В первом опыте на шероховатую наклонную плоскость кладут шайбу и сообщают шайбе начальную скорость. Шайба движется по плоскости, сталкивается с упором, отскакивает от него и продолжает движение по плоскости. Часть зависимости модуля скорости шайбы от времени представлена на графике к задаче. Движени
Сложная
Механика
Графики

Физтех 2025, 10 класс, задача 4

Подъемник грузов приводится в движение с помощью тепловой машины, в которой ν=2,моль одноатомного идеального газа участвуют в цикле 1-2-3-1. Зависимость молярной теплоемкости газа в цикле от температуры представлена на графике к задаче, T0=300,К. График молярной теплоемкости к условию зад
Сложная
Молекулярная физика и термодинамика
Графики

Физтех 2023, 11 класс, задача 5

Оптическая система состоит из двух призм с показателями преломления n1 и n2 и находится в воздухе с показателем преломления nв=1,0. Точечный источник света S расположен на расстоянии a=194,см от системы и рассматривается наблюдателем так, что источник и глаз наблюдат
Сложная
Оптика