Заголовок: ВПР 2019 год по физике 11 класс. Вариант 7.
Комментарий:
Версия для копирования в MS Word
PDF-версии: горизонтальная · вертикальная · крупный шрифт · с большим полем
РЕШУ ВПР — физика–11
Вариант № 97938

ВПР 2019 год по физике 11 класс. Вариант 7.

1.  
i

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

сво­бод­ное па­де­ние тел, кон­ден­са­ция, упру­гая де­фор­ма­ция, диф­фу­зия, гра­ви­та­ци­он­ное

вза­и­мо­дей­ствие, теп­ло­пе­ре­да­ча.

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)  Все ме­ха­ни­че­ские про­цес­сы в оди­на­ко­вых усло­ви­ях про­те­ка­ют оди­на­ко­во во всех инер­ци­аль­ных си­сте­мах отсчёта.

2)  Если мо­дуль ско­ро­сти тела умень­ша­ет­ся, а на­прав­ле­ние ско­ро­сти не ме­ня­ет­ся, то век­тор уско­ре­ния тела со­на­прав­лен век­то­ру ско­ро­сти.

3)  В про­цес­се плав­ле­ния по­сто­ян­ной массы ве­ще­ства его внут­рен­няя энер­гия уве­ли­чи­ва­ет­ся.

4)  Элек­тро­маг­нит­ные волны ви­ди­мо­го света имеют бóльшую ча­сто­ту, чем уль­тра­фи­о­ле­то­вое из­лу­че­ние.

5)  Мас­со­вое число ядра равно сумме масс про­то­нов и элек­тро­нов в ядре.

3.  
i

По­ста­вим аб­со­лют­но сухой ста­кан на пол­ча­са в мо­ро­зиль­ную ка­ме­ру. Если затем до­стать ста­кан и оста­вить в тёплом по­ме­ще­нии, то через не­сколь­ко минут ста­кан «за­по­те­ва­ет»: на стен­ках ста­ка­на об­ра­зу­ют­ся мел­кие ка­пель­ки воды. Какое яв­ле­ние на­блю­да­ет­ся в этом слу­чае?

4.  
i

Про­чи­тай­те текст и вставь­те на места про­пус­ков слова (сло­во­со­че­та­ния) из при­ведённого спис­ка.

 

В элек­три­че­скую цепь вклю­чи­ли про­вод­ник, со­сто­я­щий из по­сле­до­ва­тель­но со­единённых мед­ной, же­лез­ной и ни­ке­ли­но­вой про­во­лок од­но­го диа­мет­ра и одной длины. При опре­делённом на­пря­же­нии, по­дан­ном на про­вод­ник, можно на­блю­дать, что ни­ке­ли­но­вая про­во­ло­ка силь­но рас­ка­ле­на, же­лез­ная рас­ка­ле­на го­раз­до мень­ше, а мед­ная про­во­ло­ка не рас­ка­ле­на вовсе. Это объ­яс­ня­ет­ся тем, что при по­сле­до­ва­тель­ном со­еди­не­нии на участ­ках цепи ____________________________, а вы­де­ля­ю­ще­е­ся ко­ли­че­ство теп­ло­ты ______________________________ со­про­тив­ле­нию про­во­лок. Из этого опыта на ос­но­ва­нии ________________________ можно сде­лать вывод, что мед­ная про­во­ло­ка об­ла­да­ет наи­мень­шим удель­ным со­про­тив­ле­ни­ем, а ни­ке­ли­но­вая  — наи­боль­шим.

 

Спи­сок слов (сло­во­со­че­та­ний)

1)  сила тока оди­на­ко­вая

2)  на­пря­же­ние оди­на­ко­вое

3)  прямо про­пор­ци­о­наль­но

4)  об­рат­но про­пор­ци­о­наль­но

5)  за­ко­на Ам­пе­ра

6)  за­ко­на Джо­у­ля–Ленца

5.  
i

Ав­то­мо­биль на боль­шой ско­ро­сти въе­хал на «гор­ба­тый мост», при этом ско­рость его дви­же­ния по мосту остаётся по­сто­ян­ной по мо­ду­лю (см. рис.). Как из­ме­ни­лись в верх­ней точке моста сила тя­же­сти, дей­ству­ю­щая на ав­то­мо­биль, им­пульс и по­тен­ци­аль­ная энер­гия ав­то­мо­би­ля по срав­не­нию с тем, ка­ки­ми они были на го­ри­зон­таль­ном участ­ке до­ро­ги?

Для каж­дой ве­ли­чи­ны опре­де­ли­те со­от­вет­ству­ю­щий ха­рак­тер её из­ме­не­ния:

 

1)  уве­ли­чит­ся;

2)  умень­шит­ся;

3)  не из­ме­нит­ся.

 

Сила тя­же­сти, дей­ству­ю­щая на

ав­то­мо­биль

Им­пульс ав­то­мо­би­ляПо­тен­ци­аль­ная энер­гия

ав­то­мо­би­ля

 
6.  
i

Маг­нит­ная стрел­ка за­фик­си­ро­ва­на (се­вер­ный полюс за­темнён, см. рис.). К стрел­ке под­нес­ли силь­ный по­сто­ян­ный по­ло­со­вой маг­нит, затем осво­бо­ди­ли стрел­ку, она по­вер­ну­лась и оста­но­ви­лась в новом по­ло­же­нии. Изоб­ра­зи­те на ри­сун­ке в рамке новое по­ло­же­ние стрел­ки.

7.  
i

У при­род­ных изо­то­пов ред­ко­зе­мель­ных эле­мен­тов на­блю­да­ет­ся альфа-ра­дио­ак­тив­ность. Изо­топ ев­ро­пий-151 ис­пы­ты­ва­ет α-рас­пад, при ко­то­ром об­ра­зу­ет­ся ядро гелия в сте­пе­ни 4 _2 He и ядро дру­го­го эле­мен­та X. Ис­поль­зуя фраг­мент Пе­ри­о­ди­че­ской си­сте­мы хи­ми­че­ских эле­мен­тов Д. И. Мен­де­ле­е­ва, опре­де­ли­те, какой эле­мент X об­ра­зу­ет­ся при α-рас­па­де изо­то­па ев­ро­пия. На­зва­ние эле­мен­та X за­пи­ши­те сло­вом.

8.  
i

В со­су­де под тяжёлым порш­нем на­хо­дит­ся 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 воз­дух рас­ши­рял­ся при по­сто­ян­ном дав­ле­нии.

2)  В про­цес­се 2–3 дав­ле­ние воз­ду­ха уве­ли­чи­ва­лось прямо про­пор­ци­о­наль­но росту его аб­со­лют­ной тем­пе­ра­ту­ры.

3)  В про­цес­се 3–4 на­блю­да­лось изо­бар­ное рас­ши­ре­ние воз­ду­ха.

4)  В про­цес­се 1–2 дав­ле­ние воз­ду­ха уве­ли­чи­ва­лось.

5)  В про­цес­се 3–4 воз­дух со­вер­шал ра­бо­ту по под­ня­тию порш­ня за счёт по­лу­чен­ной теп­ло­ты.

9.  
i

На ри­сун­ке пред­став­ле­ны рас­сто­я­ния между пунк­та­ми А, B и C, а также огра­ни­че­ния на ско­рость дви­же­ния на со­от­вет­ству­ю­щих участ­ках пути.

На гра­фи­ке пред­став­ле­на за­ви­си­мость ско­ро­сти от вре­ме­ни для ав­то­мо­би­ля, ко­то­рый про­ехал путь от А до С.

На­ру­шал ли ав­то­мо­би­лист уста­нов­лен­ные огра­ни­че­ния на ско­рость дви­же­ния? За­пи­ши­те ре­ше­ние и ответ.

10.  
i

С по­мо­щью пси­хро­мет­ри­че­ско­го гиг­ро­мет­ра про­во­ди­лись из­ме­ре­ния от­но­си­тель­ной влаж­но­сти воз­ду­ха в по­ме­ще­нии. По­греш­ность из­ме­ре­ний тем­пе­ра­ту­ры равна цене де­ле­ния шкалы тер­мо­мет­ра (см. рис.).

За­пи­ши­те в от­ве­те по­ка­за­ния влаж­но­го тер­мо­мет­ра с учётом по­греш­но­сти из­ме­ре­ний.

11.  
i

Ис­сле­дуя элек­три­че­ское со­про­тив­ле­ние ме­тал­ли­че­ской про­во­ло­ки, учи­тель в элек­три­че­скую цепь по­сле­до­ва­тель­но к лампе на­ка­ли­ва­ния под­клю­чал оди­на­ко­вые по раз­ме­ру спи­ра­ли, сде­лан­ные из раз­ных ма­те­ри­а­лов (см. рис.). При под­клю­че­нии же­лез­ной спи­ра­ли можно было на­блю­дать не­ко­то­рое ослаб­ле­ние све­че­ния лампы на­ка­ли­ва­ния. При под­клю­че­нии ни­хро­мо­вой спи­ра­ли све­че­ние лампы на­ка­ли­ва­ния осла­бе­ва­ло в зна­чи­тель­но бо́льшей сте­пе­ни.

С какой целью был про­ведён дан­ный опыт?

12.  
i

Вам не­об­хо­ди­мо ис­сле­до­вать, за­ви­сит ли элек­три­че­ское со­про­тив­ле­ние про­вод­ни­ка от ма­те­ри­а­ла, из ко­то­ро­го из­го­тов­лен про­вод­ник. Име­ет­ся сле­ду­ю­щее обо­ру­до­ва­ние (см. рис.):

— ис­точ­ник тока;

— вольт­метр;

— ам­пер­метр;

— рео­стат;

— ключ;

— со­еди­ни­тель­ные про­во­да;

— набор из шести про­вод­ни­ков, из­го­тов­лен­ных из раз­ных про­во­лок, ха­рак­те­ри­сти­ки ко­то­рых при­ве­де­ны в таб­ли­це.

Номер

про­вод­ни­ка

Длина

про­вод­ни­ка

Пло­щадь по­пе­реч­но­го

се­че­ния про­вод­ни­ка

Ма­те­ри­ал, из ко­то­ро­го

из­го­тов­лен про­вод­ник

150 см0,5 мм2ни­хром
2100 см1,0 мм2алю­ми­ний
3100 см0,5 мм2медь
450 см0,5 мм2алю­ми­ний
5100 см1,5 мм2ни­хром
650 см0,5 мм2медь

 

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 устрой­ства­ми и ви­да­ми волн, ко­то­рые ис­поль­зу­ют­ся в этих устрой­ствах. Для каж­до­го устрой­ства из пер­во­го столб­ца под­бе­ри­те со­от­вет­ству­ю­щий вид волн из вто­ро­го столб­ца.

УСТРОЙ­СТВА

А)  ме­ди­цин­ские при­бо­ры для ле­че­ния зло­ка­че­ствен­ных опу­хо­лей

Б)  гид­ро­ло­ка­то­ры, уста­нав­ли­ва­е­мые на под­вод­ных лод­ках

ВИДЫ ВОЛН

1)  све­то­вые

2)  уль­тра­зву­ко­вые

3)  ин­фра­зву­ко­вые

4)  гамма-из­лу­че­ние

За­пи­ши­те в таб­ли­цу вы­бран­ные цифры под со­от­вет­ству­ю­щи­ми бук­ва­ми.

AБ
  
14.  
i

Про­точ­ный элек­три­че­ский во­до­на­гре­ва­тель

Про­точ­ный элек­три­че­ский во­до­на­гре­ва­тель (ЭВН) пред­на­зна­чен для по­лу­че­ния го­ря­чей воды, рас­счи­тан на на­пря­же­ние 220 В и по­треб­ля­е­мую мощ­ность 6 кВт. Вода, по­сту­па­ю­щая из во­до­про­во­да (ми­ни­маль­но до­пу­сти­мое дав­ле­ние  — 0,05 МПа), на­гре­ва­ет­ся, про­хо­дя по теп­ло­об­мен­ни­ку из меди, в ко­то­ром на­хо­дят­ся на­гре­ва­тель­ные эле­мен­ты. Тем­пе­ра­ту­ра воды задаётся либо ре­гу­ли­ров­кой по­то­ка воды, либо тер­мо­ре­гу­ля­то­ром. Вы­став­лен­ное на тер­мо­ре­гу­ля­то­ре зна­че­ние тем­пе­ра­ту­ры воды до­сти­га­ет­ся через 15 с после вклю­че­ния ЭВН. В те­че­ние года тем­пе­ра­ту­ра хо­лод­ной воды может ко­ле­бать­ся от 5 ºС до 20 ºС. При ми­ни­маль­но до­пу­сти­мом по­то­ке 1,8 л/мин. вода на­гре­ва­ет­ся на 40 ºС, при мень­шей ве­ли­чи­не по­то­ка воды ЭВН от­клю­ча­ет­ся ав­то­ма­ти­че­ски, при тем­пе­ра­ту­ре воды выше 90 ºС теп­ло­вой предо­хра­ни­тель от­клю­ча­ет ЭВН.

 

Пра­ви­ла экс­плу­а­та­ции

1.  За­пре­ща­ет­ся экс­плу­а­та­ция ЭВН без за­зем­ле­ния (для элек­тро­пи­та­ния ис­поль­зу­ет­ся трёхпо­люс­ная ро­зет­ка).

2.  Под­клю­че­ние к сети долж­но про­из­во­дить­ся трёхжиль­ным мед­ным ка­бе­лем,

рас­счи­тан­ным на мощ­ность ЭВН, но с се­че­ни­ем жилы не менее 4 мм2.

3.  ЭВН дол­жен экс­плу­а­ти­ро­вать­ся в отап­ли­ва­е­мых по­ме­ще­ни­ях.

4.  За­пре­ща­ет­ся вклю­чать ЭВН при за­мер­за­нии в нём воды.

5.  За­пре­ща­ет­ся ис­поль­зо­вать воду, со­дер­жа­щую ил, ржав­чи­ну и т. п.

6.  За­пре­ща­ет­ся выдёрги­вать вилку из ро­зет­ки мок­ры­ми ру­ка­ми. ^\circ\text{С}

Про­чи­тай­те фраг­мент тех­ни­че­ско­го опи­са­ния про­точ­но­го элек­три­че­ско­го во­до­на­гре­ва­те­ля и вы­пол­ни­те за­да­ния 14 и 15.

 

При по­ни­же­нии рас­хо­да воды ниже ми­ни­маль­но до­пу­сти­мо­го во­до­на­гре­ва­тель ав­то­ма­ти­че­ски от­клю­ча­ет­ся от элек­три­че­ской сети. Объ­яс­ни­те, для чего это сде­ла­но.

15.  
i

Про­точ­ный элек­три­че­ский во­до­на­гре­ва­тель

Про­точ­ный элек­три­че­ский во­до­на­гре­ва­тель (ЭВН) пред­на­зна­чен для по­лу­че­ния го­ря­чей воды, рас­счи­тан на на­пря­же­ние 220 В и по­треб­ля­е­мую мощ­ность 6 кВт. Вода, по­сту­па­ю­щая из во­до­про­во­да (ми­ни­маль­но до­пу­сти­мое дав­ле­ние  — 0,05 МПа), на­гре­ва­ет­ся, про­хо­дя по теп­ло­об­мен­ни­ку из меди, в ко­то­ром на­хо­дят­ся на­гре­ва­тель­ные эле­мен­ты. Тем­пе­ра­ту­ра воды задаётся либо ре­гу­ли­ров­кой по­то­ка воды, либо тер­мо­ре­гу­ля­то­ром. Вы­став­лен­ное на тер­мо­ре­гу­ля­то­ре зна­че­ние тем­пе­ра­ту­ры воды до­сти­га­ет­ся через 15 с после вклю­че­ния ЭВН. В те­че­ние года тем­пе­ра­ту­ра хо­лод­ной воды может ко­ле­бать­ся от 5 ºС до 20 ºС. При ми­ни­маль­но до­пу­сти­мом по­то­ке 1,8 л/мин. вода на­гре­ва­ет­ся на 40 ºС, при мень­шей ве­ли­чи­не по­то­ка воды ЭВН от­клю­ча­ет­ся ав­то­ма­ти­че­ски, при тем­пе­ра­ту­ре воды выше 90 ºС теп­ло­вой предо­хра­ни­тель от­клю­ча­ет ЭВН.

 

Пра­ви­ла экс­плу­а­та­ции

1.  За­пре­ща­ет­ся экс­плу­а­та­ция ЭВН без за­зем­ле­ния (для элек­тро­пи­та­ния ис­поль­зу­ет­ся трёхпо­люс­ная ро­зет­ка).

2.  Под­клю­че­ние к сети долж­но про­из­во­дить­ся трёхжиль­ным мед­ным ка­бе­лем,

рас­счи­тан­ным на мощ­ность ЭВН, но с се­че­ни­ем жилы не менее 4 мм2.

3.  ЭВН дол­жен экс­плу­а­ти­ро­вать­ся в отап­ли­ва­е­мых по­ме­ще­ни­ях.

4.  За­пре­ща­ет­ся вклю­чать ЭВН при за­мер­за­нии в нём воды.

5.  За­пре­ща­ет­ся ис­поль­зо­вать воду, со­дер­жа­щую ил, ржав­чи­ну и т. п.

6.  За­пре­ща­ет­ся выдёрги­вать вилку из ро­зет­ки мок­ры­ми ру­ка­ми. ^\circ\text{С}

Про­чи­тай­те фраг­мент тех­ни­че­ско­го опи­са­ния про­точ­но­го элек­три­че­ско­го во­до­на­гре­ва­те­ля и вы­пол­ни­те за­да­ния 14 и 15.

 

По­че­му за­пре­ща­ет­ся выдёрги­вать вилку мок­ры­ми ру­ка­ми?

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 (со­че­та­ния слов), ис­поль­зуя ин­фор­ма­цию из тек­ста.

 

На ри­сун­ке по­ка­за­на схема опыта по раз­ло­же­нию бе­ло­го света в спектр. Лучи света со­би­ра­лись на экра­не с по­мо­щью _____________________________________. Со­глас­но опыту в наи­мень­шей сте­пе­ни пре­лом­ля­ют­ся _____________________________________.

 

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

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.

Что можно ска­зать о ко­эф­фи­ци­ен­те про­пус­ка­ния све­то­во­го луча зелёного цвета для крас­но­го филь­тра?

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.

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

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