Заголовок: ВПР 2021 год по физике 11 класс. Вариант 13.
Комментарий:
Версия для копирования в MS Word
PDF-версии: горизонтальная · вертикальная · крупный шрифт · с большим полем
РЕШУ ВПР — физика–11
Вариант № 185096

ВПР 2021 год по физике 11 класс. Вариант 13.

1.  
i

Про­чи­тай­те пе­ре­чень по­ня­тий, с ко­то­ры­ми Вы встре­ча­лись в курсе фи­зи­ки:

плот­ность, ди­оп­трия, элек­троёмкость, мощ­ность, генри, пас­каль.

Раз­де­ли­те эти по­ня­тия на две груп­пы по вы­бран­но­му Вами при­зна­ку. За­пи­ши­те в таб­ли­цу на­зва­ние каж­дой груп­пы и по­ня­тия, вхо­дя­щие в эту груп­пу.



На­зва­ние груп­пы по­ня­тийПе­ре­чень по­ня­тий
2.  
i

Вы­бе­ри­те два вер­ных утвер­жде­ния о фи­зи­че­ских яв­ле­ни­ях, ве­ли­чи­нах и за­ко­но­мер­но­стях. За­пи­ши­те в от­ве­те их но­ме­ра.

1)  По мере подъёма в гору ат­мо­сфер­ное дав­ле­ние по­ни­жа­ет­ся.

2)  Про­цесс пе­ре­да­чи ко­ли­че­ства теп­ло­ты от более на­гре­то­го тела к менее на­гре­то­му яв­ля­ет­ся об­ра­ти­мым.

3)  Ори­ен­та­ция маг­нит­ной стрел­ки на Земле была бы не­воз­мож­на при от­сут­ствии на Земле ат­мо­сфе­ры.

4)  Гар­мо­ни­че­ские ко­ле­ба­ния элек­три­че­ско­го за­ря­да в ме­тал­ли­че­ских про­вод­ни­ках яв­ля­ют­ся ис­точ­ни­ка­ми рент­ге­нов­ских лучей.

5)  При есте­ствен­ной ра­дио­ак­тив­но­сти чем мень­ше пе­ри­од по­лу­рас­па­да изо­то­пов, тем быст­рее сни­жа­ет­ся масса ра­дио­ак­тив­но­го ве­ще­ства.

3.  
i

Че­ты­ре тела дви­га­лись по оси Ох. В таб­ли­це пред­став­ле­на за­ви­си­мость их ко­ор­ди­нат от вре­ме­ни.

 

t, c

012345
x1, м03,06,09,012,015,0
x2, м2,04,08,0 9,014,016,0
x3, м00,52,04,58,012,5
x4, м01,50–1,501,5

 

Какое из этих тел дви­жет­ся рав­но­уско­рен­но?

4.  
i

Рас­сто­я­ние между мо­ле­ку­ла­ми ве­ще­ства много боль­ше раз­ме­ров самих мо­ле­кул. Дви­га­ясь во всех на­прав­ле­ни­ях, мо­ле­ку­лы быст­ро рас­пре­де­ля­ют­ся по всему со­су­ду. В каком аг­ре­гат­ном со­сто­я­нии на­хо­дит­ся ве­ще­ство?

5.  
i

Для на­блю­де­ния внеш­не­го фо­то­эф­фек­та цин­ко­вую пла­сти­ну об­лу­ча­ют фо­то­на­ми с энер­ги­ей 5 эВ при не­из­мен­ной ин­тен­сив­но­сти из­лу­че­ния. В таб­ли­це даны зна­че­ния ра­бо­ты вы­хо­да элек­тро­нов для не­ко­то­рых ме­тал­лов.

 

Ме­талл

А, эВ
Калий2,2
Литий2,3
На­трий2,5
Пла­ти­на6,3
Се­реб­ро4,7
Цинк4,0

 

Как из­ме­нят­ся фо­то­ток на­сы­ще­ния и ки­не­ти­че­ская энер­гия фо­то­элек­тро­нов, если цин­ко­вую пла­сти­ну за­ме­нить на се­реб­ря­ную?

Для каж­дой ве­ли­чи­ны опре­де­ли­те со­от­вет­ству­ю­щий ха­рак­тер из­ме­не­ния:

1)  уве­ли­чит­ся

2)  умень­шит­ся

3)  не из­ме­нит­ся

За­пи­ши­те в таб­ли­цу вы­бран­ные цифры для каж­дой фи­зи­че­ской ве­ли­чи­ны. Цифры в от­ве­те могут по­вто­рять­ся.

 

Фо­то­ток на­сы­ще­нияКи­не­ти­че­ская энер­гия фо­то­элек­тро­нов
6.  
i

На ри­сун­ке при­ве­де­ны спек­тры из­лу­че­ния ато­мар­ных паров гелия, ар­го­на и не­из­вест­но­го газа. Какое(-ие) ве­ще­ство(-а)  — гелий или аргон  — вхо­дит(-ят) в со­став не­из­вест­но­го газа?

7.  
i

На ри­сун­ке пред­став­ле­на диа­грам­ма ниж­них энер­ге­ти­че­ских уров­ней атома. Какой из от­ме­чен­ных стрел­ка­ми пе­ре­хо­дов между энер­ге­ти­че­ски­ми уров­ня­ми со­про­вож­да­ет­ся из­лу­че­ни­ем кван­та мак­си­маль­ной ча­сто­ты?

8.  
i

В со­су­де под порш­нем на­хо­дит­ся раз­ре­жен­ный воз­дух. На гра­фи­ке пред­став­ле­на за­ви­си­мость объёма воз­ду­ха от его тем­пе­ра­ту­ры.

Вы­бе­ри­те два вер­ных утвер­жде­ния, со­от­вет­ству­ю­щих дан­ным гра­фи­ка. За­пи­ши­те в от­ве­те их но­ме­ра.

1)  В про­цес­се 1–2 про­ис­хо­ди­ло изо­бар­ное сжа­тие воз­ду­ха.

2)  В про­цес­се 2–3 дав­ле­ние воз­ду­ха умень­ша­лось прямо про­пор­ци­о­наль­но из­ме­не­нию его аб­со­лют­ной тем­пе­ра­ту­ры.

3)  В про­цес­се 3–4 на­блю­да­лось изо­тер­ми­че­ское сжа­тие воз­ду­ха.

4)  В про­цес­се 2–3 внут­рен­няя энер­гия воз­ду­ха уве­ли­чи­ва­лась.

5)  В про­цес­се 3–4 пор­шень опус­кал­ся и со­вер­шал ра­бо­ту по сжа­тию воз­ду­ха.

9.  
i

В ма­стер­ской Ивана Пет­ро­ви­ча элек­три­че­ская линия для ро­зе­ток осна­ще­на ав­то­ма­ти­че­ским вы­клю­ча­те­лем, ко­то­рый раз­мы­ка­ет линию, если сила тока в ней пре­вы­ша­ет 16 А. На­пря­же­ние элек­три­че­ской сети 220 В.

В таб­ли­це пред­став­ле­ны элек­три­че­ские при­бо­ры, ис­поль­зу­е­мые в ма­стер­ской, и по­треб­ля­е­мая ими мощ­ность.

 

Элек­три­че­ские при­бо­ры

По­треб­ля­е­мая мощ­ность, Вт

Элек­три­че­ский ру­ба­нок

800

Элек­три­че­ская удар­ная дрель

1400

Элек­три­че­ский лоб­зик

600

Шли­фо­валь­ная ма­ши­на

1900

Цир­ку­ляр­ная пила

1600

Тор­цо­воч­ная пила

2200

 

В ма­стер­ской ра­бо­та­ет шли­фо­валь­ная ма­ши­на. Можно ли до­пол­ни­тель­но к шли­фо­валь­ной ма­ши­не вклю­чить в сеть тор­цо­воч­ную пилу? За­пи­ши­те ре­ше­ние и ответ.

10.  
i

На участ­ке цепи, со­дер­жа­щем моток про­во­ло­ки из кон­стан­та­на, про­во­дит­ся из­ме­ре­ние силы тока через моток и на­пря­же­ния на нём. По­греш­но­сти из­ме­ре­ния силы тока и на­пря­же­ния равны цене де­ле­ния при­бо­ров.

За­пи­ши­те в от­ве­те по­ка­за­ния ам­пер­мет­ра с учётом по­греш­но­сти из­ме­ре­ний.

11.  
i

Учи­тель на уроке про­де­лал сле­ду­ю­щий опыт. Он по­ме­стил элек­три­че­ский зво­нок под стек­лян­ный ко­ло­кол, со­единённый с воз­душ­ным на­со­сом. Вклю­чив зво­нок, он начал от­ка­чи­вать воз­дух. По мере от­ка­чи­ва­ния звук ста­но­вил­ся всё тише, хотя сквозь стек­ло было видно, что мо­ло­то­чек по-преж­не­му уда­ря­ет в чашку звон­ка.

Какой вывод можно сде­лать по ре­зуль­та­там дан­но­го опыта?

12.  
i

Вам не­об­хо­ди­мо про­де­мон­стри­ро­вать, что элек­три­че­ское со­про­тив­ле­ние про­вод­ни­ка за­ви­сит от пло­ща­ди его по­пе­реч­но­го се­че­ния. Име­ет­ся сле­ду­ю­щее обо­ру­до­ва­ние (см. ри­су­нок):

— ис­точ­ник тока;

— ам­пер­метр;

— ключ;

— со­еди­ни­тель­ные про­во­да;

— шта­ти­вы для за­креп­ле­ния про­вод­ни­ка и сколь­зя­щие кон­так­ты, при по­мо­щи ко­то­рых можно из­ме­нять длину про­вод­ни­ка, включённого в элек­три­че­скую цепь;

— набор из пяти про­вод­ни­ков оди­на­ко­вой длины (100 см), ха­рак­те­ри­сти­ки при­ве­де­ны в таб­ли­це.

 

Номер про­вод­ни­каДлина про­вод­ни­ка, смПло­щадь по­пе­реч­но­го се­че­ния про­вод­ни­ка, мм2Ма­те­ри­ал, из ко­то­ро­го из­го­тов­лен про­вод­ник
11001,5ни­хром
21001,2медь
31000,5сталь
41000,8медь
51000,5медь

 

В от­ве­те:

1.  За­ри­суй­те схему элек­три­че­ской цепи. Ука­жи­те но­ме­ра ис­поль­зу­е­мых про­вод­ни­ков (см. таб­ли­цу).

2.  Опи­ши­те по­ря­док дей­ствий при про­ве­де­нии ис­сле­до­ва­ния.

13.  
i

Уста­но­ви­те со­от­вет­ствие между тех­ни­че­ски­ми устрой­ства­ми и фи­зи­че­ски­ми яв­ле­ни­я­ми, ле­жа­щи­ми в ос­но­ве прин­ци­па их дей­ствия. К каж­дой по­зи­ции пер­во­го столб­ца под­бе­ри­те со­от­вет­ству­ю­щую по­зи­цию из вто­ро­го столб­ца.

ТЕХ­НИ­ЧЕ­СКИЕ УСТРОЙ­СТВА

А)  цик­ли­че­ский уско­ри­тель за­ря­жен­ных ча­стиц (цик­ло­трон)

Б)  элек­тро­маг­нит­ное реле

ФИ­ЗИ­ЧЕ­СКИЕ ЯВ­ЛЕ­НИЯ

1)  вза­и­мо­дей­ствие по­сто­ян­ных маг­ни­тов

2)  дей­ствие элек­три­че­ско­го поля на не­по­движ­ную за­ря­жен­ную ча­сти­цу

3)  дей­ствие маг­нит­но­го поля на дви­жу­щу­ю­ся за­ря­жен­ную ча­сти­цу

4)  вза­и­мо­дей­ствие элек­тро­маг­ни­та и же­лез­ных или сталь­ных пред­ме­тов

За­пи­ши­те в таб­ли­цу вы­бран­ные цифры под со­от­вет­ству­ю­щи­ми бук­ва­ми.

AБ
14.  
i

Про­чи­тай­те текст и вы­пол­ни­те за­да­ния 14 и 15.

Ис­кус­ствен­ные спут­ни­ки Земли

Пер­вый ис­кус­ствен­ный спут­ник (ИСЗ) Земли был за­пу­щен на ор­би­ту в СССР 4 ок­тяб­ря 1957 г. В на­сто­я­щее время ИСЗ вы­пол­ня­ют сле­ду­ю­щие важ­ные ра­бо­ты: ис­сле­до­ва­ние ра­ди­а­ци­он­ных по­я­сов Земли и зем­ной ат­мо­сфе­ры, про­ве­де­ние ме­тео­ро­ло­ги­че­ских и оке­а­но­гра­фи­че­ских на­блю­де­ний, обес­пе­че­ние ра­бо­ты спут­ни­ко­во­го те­ле­ви­де­ния и на­ви­га­ции мор­ских ко­раб­лей и др.

Кон­троль дви­же­ния ИСЗ осу­ществ­ля­ет­ся путём на­блю­де­ния за ними со спе­ци­аль­ных на­зем­ных стан­ций. Для обес­пе­че­ния элек­тро­энер­ги­ей спут­ни­ки обыч­но осна­ща­ют­ся сол­неч­ны­ми ба­та­ре­я­ми.

Земля окру­же­на воз­душ­ной обо­лоч­кой, или ат­мо­сфе­рой. Ат­мо­сфе­ра со­сто­ит из не­сколь­ких слоёв и до­сти­га­ет вы­со­ты 1600 км, пе­ре­хо­дя в без­воз­душ­ное кос­ми­че­ское про­стран­ство. Из-за со­про­тив­ле­ния ат­мо­сфе­ры ИСЗ, дви­жу­щи­е­ся на низ­ких ор­би­тах (не­сколь­ко сотен ки­ло­мет­ров), по­сте­пен­но сни­жа­ют­ся, затем, по­па­дая в срав­ни­тель­но плот­ные слои ат­мо­сфе­ры на вы­со­те 120–130 км и ниже, раз­ру­ша­ют­ся и сго­ра­ют, т. е. имеют огра­ни­чен­ный срок су­ще­ство­ва­ния.

Для ор­га­ни­за­ции спут­ни­ко­во­го те­ле­ве­ща­ния ис­поль­зу­ют­ся гео­ста­ци­о­нар­ные ор­би­ты, удалённые при­мер­но на 36 тыс. км от по­верх­но­сти Земли.

На ри­сун­ке схе­ма­тич­но изоб­ра­же­но дви­же­ние спут­ни­ка по эл­лип­ти­че­ской ор­би­те.

\ Н\cdot м

Какое пре­об­ра­зо­ва­ние энер­гии осу­ществ­ля­ет­ся в сол­неч­ных ба­та­ре­ях спут­ни­ков?

15.  
i

Про­чи­тай­те текст и вы­пол­ни­те за­да­ния 14 и 15.

Ис­кус­ствен­ные спут­ни­ки Земли

Пер­вый ис­кус­ствен­ный спут­ник (ИСЗ) Земли был за­пу­щен на ор­би­ту в СССР 4 ок­тяб­ря 1957 г. В на­сто­я­щее время ИСЗ вы­пол­ня­ют сле­ду­ю­щие важ­ные ра­бо­ты: ис­сле­до­ва­ние ра­ди­а­ци­он­ных по­я­сов Земли и зем­ной ат­мо­сфе­ры, про­ве­де­ние ме­тео­ро­ло­ги­че­ских и оке­а­но­гра­фи­че­ских на­блю­де­ний, обес­пе­че­ние ра­бо­ты спут­ни­ко­во­го те­ле­ви­де­ния и на­ви­га­ции мор­ских ко­раб­лей и др.

Кон­троль дви­же­ния ИСЗ осу­ществ­ля­ет­ся путём на­блю­де­ния за ними со спе­ци­аль­ных на­зем­ных стан­ций. Для обес­пе­че­ния элек­тро­энер­ги­ей спут­ни­ки обыч­но осна­ща­ют­ся сол­неч­ны­ми ба­та­ре­я­ми.

Земля окру­же­на воз­душ­ной обо­лоч­кой, или ат­мо­сфе­рой. Ат­мо­сфе­ра со­сто­ит из не­сколь­ких слоёв и до­сти­га­ет вы­со­ты 1600 км, пе­ре­хо­дя в без­воз­душ­ное кос­ми­че­ское про­стран­ство. Из-за со­про­тив­ле­ния ат­мо­сфе­ры ИСЗ, дви­жу­щи­е­ся на низ­ких ор­би­тах (не­сколь­ко сотен ки­ло­мет­ров), по­сте­пен­но сни­жа­ют­ся, затем, по­па­дая в срав­ни­тель­но плот­ные слои ат­мо­сфе­ры на вы­со­те 120–130 км и ниже, раз­ру­ша­ют­ся и сго­ра­ют, т. е. имеют огра­ни­чен­ный срок су­ще­ство­ва­ния.

Для ор­га­ни­за­ции спут­ни­ко­во­го те­ле­ве­ща­ния ис­поль­зу­ют­ся гео­ста­ци­о­нар­ные ор­би­ты, удалённые при­мер­но на 36 тыс. км от по­верх­но­сти Земли.

На ри­сун­ке схе­ма­тич­но изоб­ра­же­но дви­же­ние спут­ни­ка по эл­лип­ти­че­ской ор­би­те.

\ Н\cdot м

В какой из точек (А или П) спут­ник имеет ми­ни­маль­ную ки­не­ти­че­скую энер­гию? Ответ по­яс­ни­те.

16.  
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.

Вставь­те в пред­ло­же­ние про­пу­щен­ные слова, ис­поль­зуя ин­фор­ма­цию из тек­ста.

Яв­ле­ние _________________ света объ­яс­ня­ет­ся раз­ли­чи­ем в ско­ро­сти рас­про­стра­не­ния в среде све­то­вых лучей с раз­лич­ны­ми дли­на­ми волн. Для ви­ди­мо­го диа­па­зо­на чем боль­ше длина волны света, тем _______________ по­ка­за­тель пре­лом­ле­ния.

17.  
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.

Каков будет ко­эф­фи­ци­ент по­гло­ще­ния для све­то­во­го луча крас­но­го цвета, па­да­ю­ще­го на зелёное стек­ло?

18.  
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.