Bacalaureat fizica

Optica iunie 2017 filiera
teoretica





Reflexia totala a luminii Prezentarea.unei.lucrari

Examen de bacalaureat national 2017

Proba E. d)
Proba scrisa la 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 3
Se considera: viteza luminii in vid c = 3·108m/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. Unitatea de masura in S.I. a energiei unui foton este:
a.  V;    b.  m-1;    c.  J;    d.  s-1.    (3p)
Raspuns:   c.   → (3p)
2. O raza de lumina trece dintr-un mediu optic transparent si omogen, cu indicele de refractie n1, intr-un alt mediu optic transparent si omogen, cu indicele de refractie n2. Pentru unghiul de incidenta i = 30°, valoarea unghiului de refractie este r = 30°. Relatia dintre indicii de refractie ai celor doua medii este:
a.  n2 = n1·√2;   b.  n2 = n1;    c.  n2 = 2·n1;   d.  n2 = n1/2.    (3p)
Raspuns:   b.   sin30°/sin30° = n2/n1 = 1.   → (3p)
3.optica.iunie.I.3.2017 In figura alaturata este reprezentata dependenta energiei cinetice maxime a fotoelectronilor emisi prin efect fotoelectric extern, de frecventa radiatiei incidente pe catod. Notatiile fiind cele utilizate in manualele de fizica, semnificatia fizica a pantei dreptei (tgα ) este:
a.  tgα = L/h;    b.  tgα = 1/h;   c.  tgα = h/L;    d.  tgα = h.    (3p)
Raspuns:   d.   tgα = Ec max/ν = h·ν/ν = h.  → (3p)
4. Un sistem optic afocal este format din doua lentile cu distantele focale
f1 = 25cm si f2. Distanta dintre cele doua lentile este d = 20cm. Valoarea distantei focale a celei de-a doua lentile este:
a.  - 0,05m;    b.  - 0,15m;    c.  0,05m;    d.  0,15m.    (3p)
optica.iunie.I.4.2017
Raspuns:   a.   → (3p)
5. optica.iunie.I.5.2017 Imaginea unui obiect real situat in fata unei lentile convergente este dreapta si mai mare decat obiectul. Coordonata pozitiei obiectului este cuprinsa in intervalul:
a.  x1 ∈ (- ∞; - 2f);   b.  x1 ∈ (- 2f; - f);
c.  x1 ∈ (- f; 0);   d.  x1 ∈ (0; ∞).   (3p)
Raspuns:   c.   → (3p)
II. Rezolvati urmatoarea problema: (15 puncte)
In fata unei lentile subtiri biconvexe simetrice, cu razele de curbura
R1 = R2 = 20cm, se asaza, perpendicular pe axa optica principala, un mic obiect luminos liniar, de inaltime y1 = 3 cm. Distanta focala a lentilei este
f = 20cm. Pe un ecran se formeaza imaginea obiectului luminos, de doua ori mai mare decat acesta. Lentila se afla in aer.
a. Determinati convergenta lentilei.
Rezolvare:  C = 1f = (1/0.2)·m-1 = 5m-1.   → (4p)
b. Determinati distanta la care se afla obiectul fata de lentila.
Rezolvare:  1/x2 - 1/x1 = 1/f, x2/x1 = y2/y1 = - 2y1/y1 = - 2,   x2 = - 2·x1,
x1 = - (3/2)·f = -30cm.   → (4p)
c. optica.iunie.II.c.2017.2017 Construiti grafic mersul razelor de lumina prin lentila pentru formarea imaginii descrise in enunt.
Rezolvare:   Pentru constructia graficului mersului razelor de lumina prin lentila → (4p)
d. Calculati indicele de refractie al materialului din care este confectionata lentila.
Rezolvare:   C = (n - 1)·(1/R1 - 1/R2),   n = (C·R1·R2)/(R1 - R2) + 1,
R2 = - R1  (se masoara in stanga centrului optic),
n = (- C·R2/-2) + 1 = 1.5.   → (3p)
III. Rezolvati urmatoarea problema: (15 puncte)
Un dispozitiv Young, aflat in aer, cu distanta dintre fante 2ℓ = 1mm, produce un sistem de franje de interferenta pe un ecran situat la distanta D = 2m fata de planul fantelor. Dispozitivul este iluminat cu o radiatie coerenta, monocromatica, avand lungimea de unda λ = 480nm. Determinati:
a. valoarea frecventei radiatiei utilizate;
Rezolvare:  ν = c/λ = 3·108m/s/4.8·10-7m = 6.25·1014s-1.   → (3p)
b. distanta fata de maximul central la care se formeaza franja luminoasa de ordinul 4;
c. grosimea unei lame transparente cu indicele de refractie n' = 1,5 care, asezata perpendicular pe directia unuia dintre fascicule, face ca franja centrala sa se formeze in locul franjei luminoase de ordin 3.
optica.mai.III Rezolvare:  In absenta lamei (fig.a):
Drumul optic strabatut de lumina emisa de sursa S1,  (ℓ1) = r1.  Drumul optic strabatut de lumina emisa de sursa S2,  (ℓ2) = r2.
Diferenta de drum optic dintre cele doua raze:
1) = (ℓ2) - (ℓ1) = r2 - r1 = k·λ.   (r2 - r1)/2ℓ = xk/D,  (r2 - r1) = 2ℓ·xk/D.
1) = 2ℓx·k/D = k·λ
In prezenta lamei (fig.b),   drumul optic strabatut de lumina emisa de sursa S1 este: (ℓ1) = r1 + e·(n' - 1), iar drumul optic strabatut de lumina emisa de sursa S2 devine:  (ℓ2) = r2.  Diferenta de drum optic dintre cele doua raze:
2) = (ℓ2) - (ℓ1) = r2 - r1 - e·(n' - 1)= k·λ
(r2 - r1)/2ℓ = x'k/D,  (r2 - r1) = 2ℓ·x'k/D.
2) = 2ℓ·x'k/D - e·(n' - 1)= k·λ    2ℓ·x'k/D - e·(n' - 1) = 2ℓx·k/D
2ℓ·x'k/D - 2ℓx·k/D = e·(n' - 1),
Δx = x'k - xk = e(n' - 1)·D/2ℓ
Δx = kλD/2ℓ = e(n' - 1)·D/2ℓ
e = 3λ/(n' - 1) = 2.88·10-6m.   → (4p)
d. variatia relativa a interfranjei, daca intreg dispozitivul se introduce intr-un mediu transparent cu indicele de refractie n = 1,4.
Rezolvare:  Δi/iaer = (imediu - iaer)/iaer
imediu = λmediu·D/2ℓ,   iaer = λ·D/2ℓ,    λmediu/λ = v·T/c·T = 1/n
Δi/iaer = (1/n) - 1 = - 0.29 = - 29%.   → (4p)


student.book logo
Harta site-ului
placeholder

viteza luminii
retroproiector detector curcubeul
optica.1



Bf
  Bacalaureat fizica   © 2017 - Toate drepturile rezervate