Bacalaureat fizica

Optica iunie 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 2
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. In cazul reflexiei luminii, unghiul de reflexie este:
a. egal cu unghiul de incidenta;
b. mai mic decat unghiul de incidenta;
c. mai mare decat unghiul de incidenta;
d. 90^° daca unghiul de incidenta este de 0^° (3p)
Raspuns:   a.   → (3p)
2. Simbolurile marimilor fizice fiind cele utilizate in manuale, lucrul mecanic de extractie a electronilor dintr-un metal, prin efect fotoelectric extern, poate fi exprimat prin relatia:
a. L = h/ν;    b. L = h·ν_o/c;    c. L = h·ν_o;    d.h·c/ν_o.    (3p)
Raspuns:   c.   → (3p)
3. Unitatea de masura a marimii fizice exprimate prin raportul dintre viteza luminii in vid si frecventa este:
a. J;    b. m;    c. W;    d. Hz.    (3p)
Raspuns:   b.   → (3p)
4 O lentila subtire convergenta are distanta focala de 20cm. Convergenta acestei lentile are valoarea:
a. - 5m^-1;    b. - 0,2m^-1;    c. 0,2m^-1;    d. 5m^-1.    (3p)
Raspuns:   d. C = 1/f = 5m^-1.  → (3p)
5. In figura alaturata este ilustrata dependenta energiei cinetice maxime a fotoelectronilor emisi prin efect fotoelectric de frecventa radiatiei electromagnetice incidente pe suprafata unui metal. Frecventa minima de producere a efectului fotoelic extern pentru acest metal are valoarea:
a. 0,5·10¹⁵Hz;    b. 0,75·10¹⁵Hz;
c. 1·10¹⁵Hz;    d. 1,5·10¹⁵Hz.    (3p)
Raspuns:   a.   → (3p)
II. Rezolvati urmatoarea problema: (15 puncte)
O lentila convergenta, considerata subtire, are distanta focala de 10cm. Un obiect luminos liniar cu inaltimea de 3cm este asezat in fata acestei lentile, pe axa optica principala si perpendicular pe aceasta.
Distanta de la lentila la obiect este de 20cm.
a. Precizati daca imaginea este reala sau virtuala.
Rezolvare;  Daca obiectul este situat in fata lentilei convergente la dublul distantei focale,
atunci imaginea este rasturnata, egala cu obiectul si rasturnata.     (3p)
b. Realizati un desen in care sa evidentiati constructia imaginii prin lentila in situatia descrisa.
Rezolvare;   Desenul din figura.     (4p)
c. Determinati distanta de la obiect la imaginea lui prin lentila.
Rezolvare;   d = - x₁ + x₂,
1/x₂ - 1/x₁ = 1/f,   x₂ = x₁·f/(x₁ + f) = 20cm.
d = 40cm.     (4p)
d. Determinati inaltimea imaginii obiectului.
Rezolvare;   y₂/y₁ = x₂/x₁,   y₂ = y₁·x₂/x₁
y₂ = 3cm.    (4p)
III. Rezolvati urmatoarea problema: (15 puncte)
O raza de lumina monocromatica patrunde din aer in apa unui bazin cu adancimea h = 3m. Unghiul de incidenta al razei de lumina pe suprafata apei are valoarea i = 45^o, iar indicele de refractie al apei poate fi considerat n = √2.
a. Determinati valoarea vitezei de propagare a luminii in apa bazinului.
Rezolvare;   n_apa = c/v_apa,   v_apa = c/n_apa ≅ 2.183·10⁸m/s.     (4p)
b. Realizati un desen in care sa ilustrati mersul razei de lumina prin aer si prin apa.
Rezolvare;   Desenul din figura.     (4p)
c. Calculati unghiul de refractie al razei de lumina.
Rezolvare;   sini/sinr = n_apa/n_aer = n_apa
sinr = sini/n_apa = sin45^o/√2 = 1/2.
r = 30^o     (4p)
d. Calculati distanta de la punctul de intrare al razei de lumina in apa pana la punctul in care raza intalneste fundul bazinului.
Rezolvare;   cosr = h/AB,   AB = h/cosr ≅ 1.7m.     (3p)