Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 18 № 3719
i

Цвет пред­ме­тов

Во­прос о при­чи­не раз­лич­ной окрас­ки тел за­ни­мал ум че­ло­ве­ка уже давно. Боль­шое зна­че­ние в по­ни­ма­нии этого во­про­са имели ра­бо­ты Нью­то­на (на­чав­ши­е­ся около 1666 г.) по раз­ло­же­нию бе­ло­го света в спектр (см. рис.).

Свет от фо­на­ря осве­ща­ет узкое пря­мо­уголь­ное от­вер­стие S (щель). При по­мо­щи линзы L изоб­ра­же­ние щели по­лу­ча­ет­ся на экра­не MN в виде уз­ко­го бе­ло­го пря­мо­уголь­ни­ка S'. По­ме­стив на пути лучей приз­му Р, об­на­ру­жим, что изоб­ра­же­ние щели сме­стит­ся и пре­вра­тит­ся в окра­шен­ную по­лос­ку, пе­ре­хо­ды цве­тов в ко­то­рой от крас­но­го к фи­о­ле­то­во­му по­доб­ны на­блю­да­е­мым в ра­ду­ге. Это ра­дуж­ное изоб­ра­же­ние Нью­тон на­звал спек­тром.

 

Рис. На­блю­де­ние дис­пер­сии света

В таб­ли­це при­ве­де­ны в ка­че­стве при­ме­ра зна­че­ния по­ка­за­те­ля пре­лом­ле­ния в за­ви­си­мо­сти от длины волны для двух сор­тов стек­ла и воды.

 

Длина волны, нм

(цвет)

По­ка­за­тель пре­лом­ле­ния
Стек­ло, тяжёлый

флинт

Стек­ло, лёгкий кронВода
656,3 (крас­ный)1,64441,51451,3311
589,3 (жёлтый)1,64991,51701,3330
486,1 (го­лу­бой)1,66571,52301,3371
404,7 (фи­о­ле­то­вый)1,68521,53181,3428

 

Цвет окру­жа­ю­щих нас пред­ме­тов может быть раз­лич­ным бла­го­да­ря тому, что све­то­вые волны раз­ной длины в луче бе­ло­го цвета рас­се­и­ва­ют­ся, по­гло­ща­ют­ся и про­пус­ка­ют­ся пред­ме­та­ми по-раз­но­му. Доля све­то­во­го по­то­ка, участ­ву­ю­щая в каж­дом из этих про­цес­сов, опре­де­ля­ет­ся с по­мо­щью со­от­вет­ству­ю­щих ко­эф­фи­ци­ен­тов: от­ра­же­ния ρ, про­пус­ка­ния \tau и по­гло­ще­ния α.

Если, на­при­мер, у ка­ко­го-либо тела для крас­но­го света ко­эф­фи­ци­ент про­пус­ка­ния велик, ко­эф­фи­ци­ент от­ра­же­ния мал, а для зелёного  — на­о­бо­рот, то это тело будет ка­зать­ся крас­ным в про­хо­дя­щем свете и зелёным в отражённом. Та­ки­ми свой­ства­ми об­ла­да­ет, на­при­мер, хло­ро­филл  — ве­ще­ство, со­дер­жа­ще­е­ся в ли­стьях рас­те­ний и обу­слов­ли­ва­ю­щее их цвет. Рас­твор (вы­тяж­ка) хло­ро­фил­ла в спир­ту ока­зы­ва­ет­ся на про­свет крас­ным, а на от­ра­же­ние  — зелёным.

Для очень бе­ло­го не­про­зрач­но­го тела ко­эф­фи­ци­ент от­ра­же­ния бли­зок к еди­ни­це для всех длин волн, а ко­эф­фи­ци­ен­ты по­гло­ще­ния и про­пус­ка­ния очень малы. Про­зрач­ное стек­ло имеет малые ко­эф­фи­ци­ен­ты от­ра­же­ния и по­гло­ще­ния, а ко­эф­фи­ци­ент про­пус­ка­ния близ­кий к еди­ни­це для всех длин волн.

Раз­ли­чие в зна­че­ни­ях ко­эф­фи­ци­ен­тов  альфа ,\tau и ρ и их за­ви­си­мость от цвета (длины волны) па­да­ю­ще­го света обу­слов­ли­ва­ют чрез­вы­чай­ное раз­но­об­ра­зие в цве­тах и от­тен­ках раз­лич­ных тел.

Из двух сор­тов стек­ла  — тяжёлый флинт и лёгкий крон  — сде­ла­ли оди­на­ко­вые по раз­ме­рам приз­мы, ко­то­рые ис­поль­зо­ва­ли в опыте по дис­пер­сии света (см. рис. в тек­сте). Как будут раз­ли­чать­ся спек­тры, по­лу­чен­ные от двух раз­ных призм? Ответ по­яс­ни­те.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

Спектр, по­лу­чен­ный при по­мо­щи приз­мы из тяжёлого флин­та, будет более ши­ро­ким. Со­глас­но таб­ли­це в тек­сте по­ка­за­те­ли пре­лом­ле­ния для раз­лич­ных длин волн у тяжёлого флин­та раз­ли­ча­ют­ся в боль­шей сте­пе­ни, чем у лёгкого крона. Это озна­ча­ет, что и си­ну­сы углов и сами углы будут раз­ли­чать­ся в боль­шей сте­пе­ни, а спектр будет более рас­тя­ну­тым.

Спрятать критерии
Критерии проверки:

Кри­те­рии оце­ни­ва­ния вы­пол­не­ния за­да­нияБаллы
Пред­став­лен пра­виль­ный ответ на во­прос, и при­ве­де­но до­ста­точ­ное обос­но­ва­ние, не со­дер­жа­щее оши­бок.2
Пред­став­лен пра­виль­ный ответ на по­став­лен­ный во­прос, но его обос­но­ва­ние не яв­ля­ет­ся до­ста­точ­ным.

ИЛИ Пред­став­ле­ны кор­рект­ные рас­суж­де­ния, при­во­дя­щие к пра­виль­но­му от­ве­ту, но ответ явно не сфор­му­ли­ро­ван.

1
Дру­гие слу­чаи, не удо­вле­тво­ря­ю­щие кри­те­ри­ям на 2 и 1 балл.0
Мак­си­маль­ный балл2
Источник: ВПР 2021 год по фи­зи­ке 11 класс. Ва­ри­ант 13
Раздел кодификатора ФИПИ: 4.6 Элек­тро­маг­нит­ные волны. Вол­но­вые свой­ства света
1
Тип 16 № 1507
i

Вставь­те в пред­ло­же­ние про­пу­щен­ные слова, ис­поль­зуя ин­фор­ма­цию из тек­ста.

 

На ри­сун­ке по­ка­за­на схема опыта по раз­ло­же­нию света в спектр с по­мо­щью __________________________________________________________. Со­глас­но опыту в наи­боль­шей сте­пе­ни пре­лом­ля­ют­ся _________________________________________.

 

В ответ за­пи­ши­те слова (со­че­та­ния слов) по по­ряд­ку, без до­пол­ни­тель­ных сим­во­лов.


2

Что можно ска­зать о ве­ли­чи­не ко­эф­фи­ци­ен­та от­ра­же­ния ви­ди­мо­го света для сажи?


3
Тип 18 № 1509
i

На ри­сун­ке при­ве­де­ны спек­тры сол­неч­но­го света, по­лу­чен­ные при по­мо­щи призм оди­на­ко­вой формы, но сде­лан­ных из раз­лич­ных ма­те­ри­а­лов  — лёгкого крона и тяжёлого флин­та (см. таб­ли­цу выше).

 

 

Какой из спек­тров (1 или 2) был по­лу­чен на приз­ме из тяжёлого флин­та? Ответ по­яс­ни­те.