Bacalaureat fizica

Optica august 2018 filiera tehnologica

Examen de bacalaureat national 2018

Proba E. d)
Fizica
Filiera tehnologica – profilul tehnic si profilul resurse naturale si protectia mediului
♦ 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 1
Se considera: viteza luminii in vid c = 3·10⁸m/s.
I. Pentru itemii 1-5 scrieti pe foaia de raspuns litera corespunzatoare raspunsului corect. (15 puncte)
1. Dioptria reprezinta valoarea convergentei unei lentile avand distanta focala egala cu:
a. 1nm;    b. 1 mm;    c. 1mm;    d. 1m.    (3p)
Raspuns:   d.   → (3p)
2. Simbolurile marimilor fizice si ale unitatilor de masura sunt cele utilizate in manualele de fizica. Legea a doua a reflexiei luminii poate fi scrisa sub forma:
a. i < r;    b. i = r;    c. i > r;    d. n₁ sini = n₂sinr.   (3p)
Raspuns:   b.   → (3p)
3. Unitatea de masura in S.I. a energiei unui foton este:
a. J;    b. W;    c. J·s^-1;    d. J·s.    (3p)
Raspuns:   a.   → (3p)
4. Imaginea unui obiect printr-o lentila subtire este dreapta si are inaltimea de trei ori mai mare decat inaltimea obiectului. Marirea liniara transversala are valoarea:
a. - 3;    b. - 1/3;    c. 1/3;    d. 3.   (3p)
Raspuns:   d.   → (3p)
5. In cadrul unui experiment se studiaza efectul fotoelectric extern produs pe catodul unei celule fotoelectrice. Dependenta intensitatii curentului in functie de tensiunea aplicata electrozilor celulei fotoelectrice este reprezentata in figura alaturata. Modulul tensiunii de stopare a celor mai rapizi electroni emisi are valoarea de:
a. 0V;    b. 0,03V;    c. 1,2V;    d. 2,4V.    (3p)
Raspuns:   c.   → (3p)
II. Rezolvati urmatoarea problema: (15 puncte)
O lentila subtire, convergenta, cu distanta focala f = 8cm, formeaza o imagine reala a unui obiect luminos liniar. Obiectul real este asezat perpendicular pe axa optica principala, la 16 cm fata de lentila.
a. Realizati un desen in care sa evidentiati constructia imaginii prin lentila in situatia descrisa.
Rezolvare:
Pentru constructia corecta a imaginii se acorda (3p)
b. Calculati convergenta lentilei.
Rezolvare:
C = 1/f = 1/0.08m = 11.5m^-1.   → (4p)
c. Calculati distanta dintre lentila si imaginea obiectului.
Rezolvare:
1/x₂ - 1/x₁ = 1/f, x₂ = f·x₁/(f + x₁) = 16cm.    → (4p)
d. Precizati daca imaginea obiectului este dreapta sau rasturnata, precum si daca este marita, micsorata sau de inaltime egala cu a obiectului. Justificati raspunsul pe baza valorii maririi liniare transversale.
Rezolvare:
β = x₂/x₁ = - 1.
Pentru ca marirea liniara transversala β este negativ imaginea este rasturnata.
Pentru β = - 1, imaginea ca inaltime este egala cu obiectul.
Imaginea este reala si se afla la acceasi distanta de lentila ca si obiectul.
III. Rezolvati urmatoarea problema: (15 puncte)
O raza de lumina iese din apa (n_apa = 4/3) in aer (n_aer = 1). Unghiul de incidenta este i = 30^o. Se considera sin41^o81^' = 0,667.
a. Realizati un desen in care sa ilustrati mersul razelor de lumina prin apa si prin aer, sa marcati si sa notati unghiurile de incidenta, de reflexie si de refractie.
Rezolvare:
Pentru mersul razelor de lumina prin apa si prin aer se acorda (3p)
b. Calculati viteza luminii in apa.
Rezolvare:
v = c/n_apa = 3·10⁸m/s·3/4 = 2.25·10⁸m/s.   → (4p)
c. Calculati valoarea unghiului de refractie la trecerea razei de lumina din apa in aer.
sin r'/sin i = n_aer/n_apa
sin r' = (3/4)·sin30^o = 0.667
arcsin r' = 41^o81^'   → (4p)
d. Determinati valoarea unghiului de deviatie al razei de lumina la trecerea din apa in aer (unghiul format de directia razei incidente cu directia razei refractate).
i_dev = r' - i = 11^o81^'   → (4p)