Оптика в ЕГЭ по физике — это геометрическая оптика (отражение, преломление, линзы) и волновая (интерференция, дифракция, дисперсия). Раздел 3.6 кодификатора ФИПИ 2027 встречается в заданиях 13, 14, 15 и 18. Почти любая ошибка в оптике начинается с угла, отсчитанного не от нормали.
Суть простыми словами
Геометрическая оптика. Свет в однородной среде идёт прямо. При отражении угол падения равен углу отражения. При переходе в другую среду луч преломляется: n₁·sin α = n₂·sin β. Углы отсчитывают от нормали, а показатель преломления n = c / v показывает, во сколько раз свет замедляется в среде. При переходе в среду с меньшим n возможно полное внутреннее отражение.
Линзы. Формула тонкой линзы: 1/F = 1/d + 1/f. Оптическая сила D = 1/F (диоптрии). Увеличение Γ = f / d. Изображение строят по двум-трём лучам: через центр линзы, параллельно оси и через фокус.
Волновая оптика. Интерференция — сложение когерентных волн, дифракционная решётка даёт максимумы при d·sin φ = k·λ, дисперсия — зависимость n от длины волны (призма раскладывает белый свет).
Где встречается на экзамене
По плану ФИПИ 2027 элементы оптики прямо названы в строке №13; №14 и №15 проверяют весь раздел 3 «Электродинамика», а №18 — материал всех четырёх разделов.
- 13 задание егэ физика — базовый номер на 1 балл; в плане №13 перечислены законы отражения, плоское зеркало и формула линзы (элементы 3.6.2, 3.6.3, 3.6.7) вместе с колебательным контуром.
- 14 задание егэ физика — верные утверждения по описанию опыта: преломление, дисперсия, интерференция, 2 балла.
- 15 задание егэ физика — базовый номер на 2 балла по электродинамике: как меняются величины при смещении предмета или смене среды либо какие формулы и графики им соответствуют.
- 18 задание егэ физика — верные утверждения о смысле величин и законов; в оптике — показатель преломления, фокусное расстояние, оптическая сила.
Где ошибаются
- Считают углы от поверхности, а не от нормали. Законы отражения и преломления записаны для углов между лучом и нормалью.
- Путают, в какую сторону идёт луч. При переходе в среду с большим n луч приближается к нормали, с меньшим — удаляется.
- Не различают собирающую и рассеивающую линзу. Рассеивающая даёт только мнимое уменьшенное изображение, её фокусное расстояние в формуле берут со знаком минус.
- Теряют знак для мнимого изображения. Для мнимого изображения расстояние f в формуле тонкой линзы берут отрицательным.
- Путают оптическую силу и фокусное расстояние. D = 1/F, при F в метрах получаем диоптрии, при F в сантиметрах — ошибку в 100 раз.
Шпаргалка за 30 секунд
Преломление
- Как узнать
- две среды, угол падения
- Приём
- n₁·sin α = n₂·sin β; углы от нормали
- Ловушка
- считают от поверхности
Полное внутреннее отражение
- Как узнать
- свет идёт из стекла или воды в воздух
- Приём
- sin α_пр = n₂ / n₁
- Ловушка
- возможно только в среду с меньшим n
Тонкая линза
- Как узнать
- даны d и F или f
- Приём
- 1/F = 1/d + 1/f; Γ = f / d
- Ловушка
- знак для мнимого изображения и рассеивающей линзы
Дифракционная решётка
- Как узнать
- «период решётки d», «максимум k-го порядка»
- Приём
- d·sin φ = k·λ
- Ловушка
- период и длина волны в одних единицах
Дисперсия
- Как узнать
- белый свет через призму
- Приём
- n зависит от λ; фиолетовый отклоняется сильнее красного
- Ловушка
- цвета по порядку не перепутать
Следующий шаг: построй ход лучей в тренажёре «Линза: построение изображения» и в тренажёре по преломлению и призме, потом реши 13 задание егэ физика. Построение изображения в линзе удобно сверить с преподавателем на пробном занятии по физике.