Examen de bacalaureat national 2017
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 7
Se considera: viteza luminii in vid c = 3·10
8m/s,
constanta Planck
h = 6,6·10
-34 J·s.
I. Pentru itemii 1-5 scrieti pe foaia de raspuns litera corespunzatoare raspunsului corect. (15 puncte)
1. Doua radiatii luminoase au lungimile de unda λ
1 = 600nm si λ
2 = 6,0 µm. Raportul lungimilor de unda ale
celor doua radiatii, λ
1/λ
2, este egal cu:
a. 1; b. 10; c. 100; d. 1000. (3p)
Raspuns: a. λ
1/λ
2 = 1. → (3p)
2. Doi fotoni au energiile în raportul ε/ε
2 = 2. Raportul frecven?elor celor doi fotoni, ν
1/ν
2,
este egal cu:
a. 0.5; b. 1; c. 2; d. 4. (3p)
Raspuns: c.
ε/ε
2 = h·ν
1/h·ν
2 = ν
1/ν
2 = 2,
→ (3p)
3. Simbolurile marimilor fizice fiind cele utilizate in manualele de fizica, relatia care defineste marirea liniara
transversala a unei lentile subtiri este:
a. β = x
1/x
2; b. β = x
1·x
2;
c. β = y
1/y
2; d. β = y
2/y
1. (3p)
Raspuns: d. → (3p)
4. In graficul din figura alaturata este reprezentata dependenta energiei cinetice
maxime a fotoelectronilor emisi de frecventa radiatiei incidente, in cazul
efectului fotoelectric extern. Frecventa pentru care energia cinetica maxima
este 3,3 10
-19J are valoarea:
a. 3,3·10
15Hz;
b. 2·10
15Hz;
c. 1,5·10
15Hz;
d. 1·10
15Hz. (3p)
Raspuns: c. → (3p)
5. Un copil se apropie cu 0.5m de o oglinda plana verticala. Distanta dintre copil si imaginea lui în oglinda
se micsoreaza cu:
a. 0.25m; b. 0.5m; c. 0.75m; d. 1m. (3p)
Raspuns: d. → (3p)
II. Rezolvati urmatoarea problema: (15 puncte)
Un obiect liniar este asezat perpendicular pe axa optica principala a unei lentile subtiri L
1.
Imaginea clara a obiectului se formeaza pe un ecran situat la distanta d = 90cm de obiect si este de doua ori mai mare decat obiectul.
a. Determinati distanta dintre obiect si lentila L
1.
Rezolvare: β = x
2/x
1, x
2 = β·x
1,
d = x
2 + (- x
1) = x
1·(β - 1),
x
1 = d/(β - 1) = - 30cm. → (4p)
b. Calculati distanta focala a lentilei L
1.
Rezolvare:
x
2 = d + x
1 = 60cm. 1/f = 1/x
2 - 1/x
1
f = x
1·x
2/(x
1 - x
2) = 20cm. → (4p)
c. Realizati un desen in care sa evidentiati constructia imaginii prin lentila L
1, in situatia descrisa.
Rezolvare: Pentru constructia corecta a imaginii se acorda (4p)
d. Se alipeste de lentila L
1 o alta lentila subtire, L
2, pentru a forma un sistem optic centrat.
Distanta focala a lentilei L
2 este f
2 = - 60cm. Obiectul se asaza la distanta de 40 cm in fata
sistemului de lentile. Calculati distanta fata de sistemul de lentile la care se formeaza imaginea obiectului.
Rezolvare: f
1 = 20cm, 1/f' = 1/f
1 + 1/f
2, f' = 30cm
1/f' = 1/x'
2 - 1/x'
1, x'
2 = x'
1·f'/(x'
1 + f') = 120cm.
→ (3p)
III. Rezolvati urmatoarea problema: (15 puncte)
Intr-un dispozitiv Young este utilizata o sursa punctiforma de lumina plasata pe axa de simetrie a
dispozitivului. Sursa emite simultan doua radiatii cu lungimile de unda
λ
1 = 500nm si λ
2 = 600nm.
Interfranja figurii de interferenta formata de prima radiatie pe ecranul dispozitivului este i
1 = 1mm.
a. Calculati interfranja figurii de interferenta formata pe ecranul dispozitivului de cea de-a doua radiatie.
Rezolvare: i
1 = λ
1·D/2ℓ, D/2ℓ = i
1/λ
1,
i
2 = i
1·λ
2/λ
1 = 1.2mm. → (3p)
b. Determinati distanta care separa maximul de ordinul trei al radiatiei cu
λ
1 = 500nm, de al treilea minim
format de radiatia cu λ
2 = 600nm, situate de aceeasi parte a maximului central.
Rezolvare: x
max = 2k·λ
1·D/2ℓ = 6·i
1 = 6mm,
x
min = (2k - 1)·λ
2·D/2ℓ = 5·i
2 = 6mm, Δx = 0. → (4p)
c. Stabiliti distanta minima, fata de franja centrala, la care se suprapun maximele celor doua radiatii.
Rezolvare: x
max = k
1·λ
1·D/2ℓ
x
max = k
2·λ
2·D/2ℓ
k
1·λ
1 = k
2·λ
2,
k
1/k
2 = λ
2/λ
1 = 600/500 = 6/5.
k
1 = 6, k
2 = 5,
x
max = k
1·λ
1·D/2ℓ = k
1·i
1 = 6mm. → (4p)
d. In fata uneia dintre fante se plaseaza o lama din sticla avand grosimea
e = 20 μm si indicele de refractie
n = 1.5. Calculati deplasarea maximului central pe ecranul dispozitivului.
Rezolvare: δ' = e(n-1), in prezenta lamei
δ
1/2ℓ = x/D, in absenta lamei, δ' = δ
1, sau e(n-1) = x·2ℓ/D,
x = e(n-1)·D/2ℓ i
1 = λ
1·D/2ℓ D/2ℓ = i
1/λ
1,
x = e(n-1)·i
1/λ
1 = 2cm. → (4p)
