Global EE

Отражение и… — Задание ЕГЭ по физике №00019502

Задание №32. №25. Оптика. Высокий Уровень Сложности (нет в 2026)

Отражение и Преломление (нет в 2026)

№2. Задание без номера

ID: 00019502

На стеклянную призму с преломляющим углом $\alpha = 30^\circ$ нормально к её передней грани падает параллельный пучок монохроматического зелёного света, для которого показатель преломления $n = 1{,}65$ (стекло — тяжёлый флинт). После преломления в призме пучок идёт вдоль главной оптической оси тонкой линзы с фокусным расстоянием $F = 30$ см и после неё собирается в точку на экране, параллельном плоскости линзы. Затем при том же расположении элементов оптической системы по тому же направлению на призму пускают параллельный пучок монохроматического голубого света, для которого показатель преломления стекла из-за явления дисперсии света больше на $\Delta n = 0{,}01$. На какое расстояние $\Delta l$ при этом сдвинется точка, в которой собираются лучи на экране? См. рисунок.

Рисунок к заданию ЕГЭ по физике — Отражение и Преломление (нет в 2026)

Источник: ФИПИ

Решение

Идея

Зелёный пучок входит в призму перпендикулярно передней грани (значит, на ней не преломляется) и преломляется только на второй грани. Там он отклоняется на некоторый угол и после призмы идёт точно вдоль оси линзы — поэтому собирается в её фокусе на оси. У голубого света показатель преломления чуть больше, поэтому призма отклоняет его сильнее и он выходит под малым углом к оси. Наклонный параллельный пучок линза собирает в фокальной плоскости, но уже не на оси, а сбоку — это смещение и нужно найти.

Шаг 1. Угол выхода из призмы

Внутри призмы луч падает на вторую грань под углом, равным преломляющему углу $\alpha = 30^\circ$. По закону преломления при выходе в воздух $n\sin\alpha = \sin\gamma$, то есть $\sin\gamma = 1{,}65\cdot\sin 30^\circ = 0{,}825$.

Шаг 2. Как меняется угол при смене цвета

Угол отклонения $\delta = \gamma - \alpha$. При изменении показателя на $\Delta n$ меняется только $\gamma$: из $\sin\gamma = n\sin\alpha$ получаем $\cos\gamma\,\Delta\gamma = \sin\alpha\,\Delta n$, откуда $\Delta\delta = \Delta\gamma = \dfrac{\sin\alpha}{\cos\gamma}\,\Delta n$. Здесь $\cos\gamma = \sqrt{1 - 0{,}825^2} \approx 0{,}565$.

Шаг 3. Смещение точки на экране

Наклонённый на угол $\Delta\delta$ параллельный пучок собирается в фокальной плоскости со сдвигом $\Delta l = F\,\tan(\Delta\delta) \approx F\,\Delta\delta$ от прежней точки. Подставляем: $\Delta l = F\cdot\dfrac{\sin\alpha}{\cos\gamma}\,\Delta n = 30\cdot\dfrac{0{,}5}{0{,}565}\cdot 0{,}01 \approx 0{,}265$ см.

Ответ

Δl ≈ 0,265 см ≈ 2,65 мм

Другие задания по теме «Отражение и Преломление (нет в 2026)» (8)