Zadanie 7
Matura z fizyki, maj 2025, poziom rozszerzony
Wymaganie: 7.1: I.7, IX.12 (SP), X.16, X.18 f) — powstawanie obrazów w soczewkach, konstrukcje obrazów,
związek ogniskowej z położeniem przedmiotu i obrazu. 7.2: I.6, I.7, X.16 — rysunki schematyczne,
konstrukcja obrazów wytworzonych przez soczewki, równanie soczewki.
Treść zadania
Za pomocą cienkiej soczewki szklanej S umieszczonej w powietrzu uzyskano ostry obraz przedmiotu . Na rysunku (w arkuszu) przedstawiono położenie przedmiotu oraz położenie jego obrazu . Punkty i leżą na osi optycznej soczewki S. Przyjmij, że długość boku kratki na rysunku odpowiada w rzeczywistości 1 cm. (Odczyt z rysunku: i są odległe o 27 kratek; przedmiot ma 5 kratek i jest skierowany w górę, obraz ma 10 kratek i jest skierowany w dół).
Zadanie 7.1. (0–2) Oceń prawdziwość poniższych stwierdzeń. Zaznacz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.
- Wytworzony przez soczewkę S ostry obraz przedmiotu można zaobserwować na ekranie.
- Soczewka S jest soczewką skupiającą.
- Odległość przedmiotu od soczewki S jest mniejsza od ogniskowej tej soczewki.
Zadanie 7.2. (0–3) Na rysunku zamieszczonym we wstępie do zadania 7. wyznacz konstrukcyjnie za pomocą promieni charakterystycznych położenie soczewki S oraz położenie jednego z jej ognisk. Podpisz położenie soczewki (lub soczewkę) jako S oraz ognisko jako F. Zapisz w wykropkowanym miejscu wartość ogniskowej soczewki S: cm.
Uwaga! Dokładną wartość ogniskowej można wyznaczyć z położenia ogniska, bez wykonywania obliczeń. W tym przykładzie środek soczewki i ogniska leżą w punktach kratowych.
Źródło: arkusz CKE MFAP-R0-100-2505. Otwórz oryginalny PDF
Rozwiązanie
7.1. 1. P, 2. P, 3. F.
- (1) P — obraz leży po drugiej stronie osi optycznej niż przedmiot (jest odwrócony),
więc jest rzeczywisty i można go zaobserwować na ekranie. - (2) P — obraz rzeczywisty i odwrócony daje tylko soczewka skupiająca (rozpraszająca daje
wyłącznie obraz pozorny). - (3) F — obraz rzeczywisty powstaje, gdy przedmiot jest dalej od soczewki niż ognisko,
czyli (z konstrukcji: cm, cm).
7.2. Soczewkę S wyznacza promień biegnący z do bez załamania — przechodzi on przez
środek soczewki, czyli soczewka stoi tam, gdzie odcinek przecina oś optyczną. Ognisko
wyznacza promień biegnący z równolegle do osi: po załamaniu w soczewce przechodzi przez ,
a oś optyczną przecina w ognisku. Odczyt z kratek: ognisko leży 6 kratek od soczewki, więc
cm.
Sprawdzenie równaniem soczewki (z rysunku cm, cm):
.
Zasady oceniania nie punktują obliczeń w brudnopisie — liczy się konstrukcja i wpisana wartość.
Błędy, na które warto uważać: pomylenie obrazu rzeczywistego z pozornym (rzeczywisty można zobaczyć na ekranie), pomylenie warunku (obraz rzeczywisty) z (obraz pozorny), wyznaczenie ogniskowej rachunkiem zamiast konstrukcji promieniami charakterystycznymi.
Rozwiązanie krok po kroku
7.1 — typ soczewki i obrazu
Obraz na ekranie = rzeczywisty = + soczewka skupiająca.
7.2 — konstrukcja
Promień nieodchylony przez środek + promień równoległy do osi → ognisko.
Rozumiesz, jak to rozwiązać?
Przećwicz podobne typy zadań w aplikacji
matury-online.pl ma tysiące zadań pogrupowanych po dziedzinach. Sprawdź, czy temat „optyka geometryczna, soczewki cienkie, konstrukcja obrazu” zrobisz samodzielnie.
Otwórz matury-online.pl