Examenul de bacalaureat national 2015
Proba E. d)
Proba scrisa la 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 9
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. Unitatea de masura in S.I. a lucrului mecanic de extractie a electronilor prin efect fotoelectric extern este:
a.  m^-1     b.  J     c.  Hz     d.  s     (3p)
Raspuns:   b.  →(3p)
2. Prin introducerea unei lentile intr-un lichid al carui indice de refractie este egal cu cel al lentilei, convergenta lentilei:
a.  devine nula     b.  devine infinita     c.  nu se modifica
d.  isi schimba semnul     (3p)
Raspuns:   a.  →(3p)
3. Un sistem optic centrat este format din doua lentile alipite avand convergentele C₁ si respectiv C₂. Convergenta sistemului este:
a.  C = C₁ /C₂     b.  C = C₁·C₂     c.  C = C₁ + C₂
d.  C = C₁ - C₂     (3p)
Raspuns:   c.  →(3p)
4. Graficul din figura alaturata a fost obtinut intr-un studiu experimental al efectului fotoelectric extern si prezinta dependenta energiei cinetice maxime a fotoelectronilor emisi de frecventa radiatiei care cade pe doi fotocatozi C₁ si C₂. Daca cei doi fotocatozi sunt iradiati cu radiatii electromagnetice avand frecventa ν = 6·10¹⁴Hz putem afirma:
a. ambii fotocatozi emit fotoelectroni
b. numai primul fotocatod (C₁) emite fotoelectroni
c. numai al doilea fotocatod (C₂) emite fotoelectroni
d. nici un fotocatod nu emite fotoelectroni. (3p)
Raspuns:   b.  →(3p)
5. O radiatie luminoasa are frecventa ν = 6·10¹⁴Hz. Energia unui foton din aceasta radiatie este:
a.  6,60·10^-19 J     b.    3.96·10^-19J     c.  6,60·10^-34 J     d.  3,96·10^-34 J     (3p)
Raspuns:   b.  →(3p)   ε = h·ν = 3.96·10^-19J



II. Rezolvati urmatoarea problema: (15 puncte)
O lentila subtire convergenta, cu distanta focala de 5cm, formeaza pe un ecran imaginea clara a unui obiect asezat perpendicular pe axa optica principala a lentilei. Obiectul are inaltimea de 2cm. Distanta dintre obiect si lentila este de 30cm.
a. Calculati convergenta lentilei.
Rezolvare: C = 1/f
C = 20m_-1.   →(3p)
b. Realizati un desen in care sa evidentiati constructia imaginii obiectului prin lentila.
Pentru desenul alaturat → (4p)
c. Determinati distanta dintre lentila si ecran.
Rezolvare:   f = 5cm,   - x₁ = 30cm,   1/x₂ - 1/x₁ = 1/f,   x₂ = 6cm.    → (4p)
d. Calculati inaltimea imaginii obiectului pe ecran.
Rezolvare:   β = x₂/x₁ = y₂/y₁
y₂ = (x₂/x₁)·y₁ = - 04cm.    → (4p)
III. Rezolvati urmatoarea problema: (15 puncte)
O raza de lumina venind din aer (n_aer ≈ 1) cade pe suprafata plana a unui mediu optic transparent cu indicele de refractie
n = 1,73 ≈ √3, sub un unghi de incidenta i = 60^°. La suprafata plana a mediului optic raza de lumina sufera atat fenomenul de refractie, cat si fenomenul de reflexie.
a. Precizati care din cele trei raze de lumina notate in figura alaturata prin cifrele 1, 2 si 3 reprezinta raza incidenta, raza reflectata si raza refractata.
Rezolvare:   raza incidenta → 1
raza reflectata → 2
raza refractata → 3   → (3p)
b. Calculati viteza de propagare a luminii in mediul optic transparent cu indicele de refractie n.
Rezolvare:   n = c/v
v = 1.73·10⁸m/s.   → (4p)
c. Determinati unghiul dintre directia razei incidente si directia razei refractate la trecerea din aer in mediul optic transparent.
Rezolvare:   sini/sinr = n, β = i - r = 30_o.   → (4p)
d. Calculati unghiul format de raza reflectata cu raza refractata (δ).
Rezolvare:  δ = 180^o - r - r' = 90^o
r = 30^o unghi de refractie, r' = i = 60^o unghi de reflexie.   → (4p)