Bacalaureat fizica



Google

Bacalaureat fizica 2014

Optica august filiera teoretica







Examenul de bacalaureat national 2014
Proba E. d)
Fizica
Filiera teoretica - profilul real, filiera vocationala - profilul militar
♦ Sunt obligatorii toate subiectele din doua arii tematice dintre cele patru prevazute de programa, adica: A. MECANICA,
B. ELEMENTE DE TERMODINAMICA, C. PRODUCEREA SI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICA
♦ Se acorda 10 puncte din oficiu.
♦ Timpul de lucru efectiv este de 3 ore.
D. OPTICA Varianta 10
Se considera: viteza luminii in vid c = 3·108m/s, constanta Planck h = 6,6·10-34J·s.
I. Pentru itemii 1-5 scrieti pe foaia de raspuns litera corespunzatoare raspunsului corect. (15 puncte)
1. Un obiect real este plasat intre o lentila convergenta si focarul obiect al acesteia. Imaginea obiectului este:
a.  rasturnata;   b.  virtuala;   c.  reala;   d. micsorata.   (3p)
Raspuns:  b. De exemplu in cazul lupei  →(3p)
optica.august.t.I.2 2. Energia cinetica maxima a electronilor extrasi prin efect fotoelectric extern depinde de frecventa radiatiei incidente conform graficului din figura alaturata. Energia unui foton de frecventa ν1, din radiatia incidenta, este de aproximativ:
a.  0.6·10-19J;   b.  4.3·10-19J;   c.  4.9·10-19J;   d.  9.2·10-19J.   (3p)
Raspuns:  d.
h·ν1 = h·νo + Ecmax1,
h·νo = 4.29·10-19J,
h·ν1 = 4.29·10-19J + 4.9·10-19J = 9.19·10-19J.   →(3p)
3. Simbolurile marimilor fizice fiind cele utilizate in manualele de fizica, frecventa unei radiatii electromagnetice avand lungimea de unda λ are expresia:
a. c·λ-1;   b. c-1·λ;   c. h·c·λ-1;   d. c·λ.   (3p)
Raspuns:  a. λ = c/ν,   ν = c/λ   →(3p)
4. Unitatea de masura in S.I. a raportului dintre viteza luminii in vid si indicele de refractie al mediului prin care se propaga lumina este:
a.  s;    b.   m-1;   c.  m;   d.  m/s.   (3p)
Raspuns:  d. [c]SI/n = m/s.  →(3p)
optica.august.t.I.5 5. Un sistem optic centrat e format din doua lentile convergente L1 si L2. Distanta dintre cele doua lentile este
d = 60cm. Un fascicul de lumina paralel, care intra in sistemul optic intalnind mai intai lentila L1, este transformat, la iesirea sa din sistem, tot intr-un fascicul paralel, dar cu diametrul de 3 ori mai mic. Distanta focala a lentilei L1 este:
a.   45 cm;   b.   40 cm;   c.   20 cm;   d.  15cm.    (3p)
Raspuns:  a. Din cele doua triunghiuri dreptunghice hasurate se afla expresia maririi liniare y2/y1 = - f2'/f1 = 1/3 si
d = f1 + (- f2'). Din cele doua ecuatii rezulta
f1 = (3/4)·d = 45cm.  →(3p)
II. Rezolvati urmatoarea problema: (15 puncte)
Un sistem optic centrat este format prin alipirea a doua lentile L1 si L2. Distanta focala a lentilei L1 este f1 = 5cm, iar convergenta lentilei L2 are valoarea C2 = - 5m-1. Un obiect real este plasat la 15cm in fata lentilei L1, perpendicular pe axa optica principala a acesteia. Lentila L1 se afla intre obiect si lentila L2. Inaltimea obiectului este y1 = 15 mm.
a. Determinati convergenta sistemului de lentile alipite (acolate).
Rezolvare: Csistem = C1 + C2 = 1/f1 + C2 = 15m-1.   →(4p)
b. Calculati inaltimea imaginii formate de sistemul celor doua lentile.
Rezolvare: β = x'2/x1 = y2/y1,  x'2 = y2·x1/y1
Csistem = 1/x'2 - 1/x1 = y1/(y2·x1) - 1/x1.
y2 = y1/[(Csistem·x1) + 1] = 12mm.  →(4p)
optica.august.t.II.c c. Realizati un desen in care sa evidentiati constructia imaginii obiectului printr-o lentila subtire echivalenta cu sistemul de lentile.
Rezolvare: Constructia imaginii obiectului prin lentila subtire echivalenta cu sistemul de lentile este realizata in figura alaturata.  →(4p)
d. Fara a modifica distanta dintre obiect si lentila L1, se indeparteaza lentila L2 pana cand distanta dintre cele doua lentile devine d = 12.5cm. Determinati distanta dintre lentila L2 si imaginea formata de sistemul de lentile.
Rezolvare: 1/x2 - 1/x1 = 1/f1, x2 = x1·f1/(x1 + f1) = 7.5cm,
d = x2 - x1',   x1' = x2 - d = - 5cm,
C2 = 1/x2' - 1/x1',   x2' = x1'/(C2·x1' + 1),
x2' = - 4cm.   →(4p)
III. Rezolvati urmatoarea problema: (15 puncte)
O sursa de lumina coerenta S este asezata pe axa de simetrie a unui dispozitiv Young. Sursa emite radiatie monocromatica avand lungimea de unda λ = 540nm. Figura de interferenta se observa pe un ecran asezat paralel cu planul fantelor, la distanta D = 2m de acesta. Distanta dintre cele doua fante este 2ℓ = 1,8mm.
a. Calculati valoarea interfranjei.
Rezolvare: i = λD/2ℓ = 0.6mm.   →(4p)
b. Determinati valoarea distantei dintre al doilea minim de interferenta situat de o parte a maximului central si maximul de interferenta de ordinul 2 situat de cealalta parte a maximului central.
Rezolvare: xmin2 = (k + 1)·D·λ/2 = (3/2)·i = 0.9mm,
x2max = k·λ·D/2ℓ = 2·i = 1.2mm,
X = xmin2 + x2max = 2.1mm.   →(4p)
optica.august.t.III.c c. Sursa de lumina S se deplaseaza pe distanta
a = 0,3mm, dupa o directie paralela cu planul fantelor. Se observa ca franja centrala s-a deplasat in pozitia ocupata initial de franja luminoasa de ordinul 5. Determinati distanta dintre sursa de lumina S si planul fantelor dispozitivului Young.
Rezolvare: δ1/2ℓ = a/d,   δ2/2ℓ = x5Max/D,   δ1 = δ2,
a/d = x5Max/D,   x5Max = k·λ·D/2ℓ = 5·i,
d = a·D/5·i = 0.2m.  →(4p)
d. Sursa de lumina S este adusa in pozitia initiala. In fata uneia dintre fante se plaseaza o lama subtire, confectionata dintr-un material transparent, de indice de refractie n = 1.5. Se observa ca franja centrala se formeaza exact in aceeasi pozitie in care s-a format la punctul c. Determinati grosimea lamei.
Prin introducerea lamei apare un drum optic suplimentar
(δ) = e·n - e = e(n - 1), care este egal cu un numar intreg de lungimi de unda, pentru ca in punctul P se formeaza un maxim luminos (k = 5) k·λ = e(n = 1),
e = k·λ/(n = 1) = 540·10-8m.  →(3p)







sus

« Pagina precedenta      Pagina urmatoare »

Postati:

Facebook widgets   Twitter widgets    Google plus widgets    linkedin