{"id":"fizyka-2015-maj-matura-rozszerzona/zad/12","paper_id":"fizyka-2015-maj-matura-rozszerzona","number":"12","points":4,"ptype":"open","subject":"fizyka","category":"matura","year":2015,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 12. (0-4)\nOgniskową f układu dwóch cienkich i przylegających do siebie soczewek można obliczyć ze\nwzoru\n1\nf =\n1\nf1\n1\nf2\ngdzie f1 i f2 są ogniskowymi poszczególnych soczewek.\nMasz do dyspozycji małe źródło światła (np. świeczkę), ekran, linijkę i dwie soczewki -\nskupiającą i rozpraszającą. Ogniskowa soczewki skupiającej jest nieznana, ale mniejsza niż\nbezwzględna wartość ogniskowej soczewki rozpraszającej. Ekran i soczewki są wyposażone\nw odpowiednie statywy.\nMFA_1R\nOpisz metodę wyznaczenia ogniskowej soczewki rozpraszającej, wykorzystującą podany\nwzór. Narysuj użyty układ doświadczalny i przedstaw kolejne czynności wybrane\nspośród podanych niżej. Czynności opisane w punktach e)-h) mogą być powtarzane.\na) Ustawienie świeczki, soczewki skupiającej i ekranu w taki sposób, aby na ekranie powstał\nostry obraz świeczki.\nb) Ustawienie świeczki, soczewki rozpraszającej i ekranu w taki sposób, aby na ekranie\npowstał ostry obraz świeczki.\nc) Ustawienie świeczki, obu soczewek tuż obok siebie i ekranu w taki sposób, aby na ekranie\npowstał ostry obraz świeczki.\nd) Pomiar średnicy każdej z soczewek.\ne) Pomiar wielkości obrazu płomienia na ekranie.\nf) Pomiar odległości świeczki od soczewki (lub od zestawu soczewek).\ng) Pomiar odległości ekranu od soczewki (lub od zestawu soczewek).\nh) Zastosowanie wzoru\n1\nf =\n1\nx +\n1\ny.\ni) Przekształcenie wzoru\n1\nf =\n1\nf1\n1\nf2\ni obliczenie ogniskowej soczewki rozpraszającej.\nWypełnia\negzaminator\nNr zadania\n11.2.\n11.3.\n12.\nMaks. liczba pkt\n2\n1\n4\nUzyskana liczba pkt\nMFA_1R\nlaser\nsiatka\nekran","answer":null,"answer_text":"Zadanie 12. (0-4)\nV. Planowanie i wykonywanie prostych\ndoświadczeń i analiza ich wyników.\n10.9. Zdający stosuje równanie soczewki […].\nPoprawna odpowiedź\nNależy wykonać czynność a) - ustawić świeczkę, soczewkę skupiającą i ekran w taki sposób,\naby na ekranie powstał ostry obraz świeczki. Układ doświadczalny jest przedstawiony\nponiżej.\nNależy zmierzyć odległości płomienia świeczki od soczewki i ekranu od soczewki (czynności\nf) i g)). Po podstawieniu tych odległości do wzoru\n1\nf =\n1\nx +\n1\ny obliczamy ogniskową soczewki\nskupiającej f1 (czynność h)). Następnie powtarzamy obserwację używając zestawu dwóch\nsoczewek zamiast soczewki pojedynczej (czynność c)) i wykonujemy czynności f), g) i h),\notrzymując ogniskową układu f. W ostatnim kroku z podanego wzoru\n1\nf =\n1\nf1\n1\nf2\nwyznaczamy\nogniskową soczewki rozpraszającej f2 (czynność i)).\nSchemat punktowania\n4 p. - trzy elementy 1)-3) wymienione niżej, następnie zapisanie czynności i).\n1) Narysowanie układu doświadczalnego z soczewką skupiającą lub układem\n2 soczewek.\n2) Opis wyznaczenia ogniskowej soczewki skupiającej, w tym zapisanie czynności\na), f), g) i h).\n3) Opis wyznaczenia ogniskowej zestawu soczewek, w tym zapisanie czynności c),\nf), g) i h).\n3 p. - trzy elementy zapisane wyżej jako 1)-3).\nlub\n- elementy 2) i 3), następnie zapisanie czynności i).\n2 p. - dwa elementy spośród zapisanych wyżej jako 1)-3).\n1 p. - jeden element spośród 1)-3).\n0 p. - brak spełnienia powyższych kryteriów.\nUwaga. Zapisanie czynności b) jest błędem powodującym obniżenie oceny o 1 punkt.\nDotyczy to kryteriów za 1, 2, 3 i 4 punkty.","solution":"## Poprawna odpowiedź\n\nMetoda polega na **dwuetapowym pomiarze**: najpierw wyznaczamy ogniskową \\(f_1\\) soczewki skupiającej (solo), potem ogniskową \\(f\\) układu obu soczewek przylegających - a następnie wyznaczamy \\(f_2\\) ze wzoru.\n\nWynik:\n\n\\[\nf_2 = \\frac{f \\cdot f_1}{f_1 - f}\n\\]\n\n(wartość ujemna, bo soczewka rozpraszająca)\n\n## Sposób 1 - metoda bezpośrednia (pomiar f₁, potem f układu)\n\n### Dlaczego nie możemy zmierzyć f₂ bezpośrednio?\n\nSoczewka rozpraszająca **nie tworzy rzeczywistego obrazu** przedmiotu rzeczywistego - dlatego nie możemy ustawić ekranu i zmierzyć odległości obrazu. Musimy użyć podstępu: połączyć ją z soczewką skupiającą tak, by **układ wypadkowy był skupiający** i tworzył obraz na ekranie.\n\nWarunek \\(f_1 < |f_2|\\) gwarantuje, że układ jest skupiający:\n\\[\\frac{1}{f} = \\frac{1}{f_1} + \\frac{1}{f_2} = \\frac{1}{f_1} - \\frac{1}{|f_2|} > 0 \\]\nbo \\(f_1 < |f_2|\\), więc \\(\\frac{1}{f_1} > \\frac{1}{|f_2|}\\).\n\n### Etap 1 - wyznaczenie \\(f_1\\) (soczewka skupiająca solo)\n\n**Układ doświadczalny:**\n\n🕯️ ------------[S₁]------------- [EKRAN]\nźródło soczewka ekran\nskupiająca\n|← x →|←----- y ----------→|\n\n1. Ustaw świeczkę i ekran w pewnej odległości od siebie.\n2. Umieść soczewkę skupiającą \\(S_1\\) między nimi.\n3. Przesuwaj soczewkę (lub ekran), aż na ekranie pojawi się **ostry obraz** płomienia.\n4. Zmierz linijką:\n- \\(x_1\\) - odległość świeczki od soczewki \\(S_1\\)\n- \\(y_1\\) - odległość soczewki \\(S_1\\) od ekranu\n5. Oblicz \\(f_1\\) z równania soczewki:\n\\[\\frac{1}{f_1} = \\frac{1}{x_1} + \\frac{1}{y_1}\\]\n6. **Powtórz pomiar** kilka razy dla różnych ustawień (kroki e-h) i uśrednij wyniki.\n\n### Etap 2 - wyznaczenie \\(f\\) układu (obie soczewki przylegające)\n\n**Układ doświadczalny:**\n\n🕯️ ------------[S₁+S₂]---------- [EKRAN]\nźródło układ obu ekran\nsoczewek\n|← x →|←------- y --------→|\n\n1. **Dołóż soczewkę rozpraszającą \\(S_2\\) do skupiającej \\(S_1\\)** - obie ściśle przylegające.\n2. Przesuń ekran lub układ soczewek do uzyskania **ostrego obrazu**.\n3. Zmierz:\n- \\(x\\) - odległość świeczki od układu soczewek\n- \\(y\\) - odległość układu soczewek od ekranu\n4. Oblicz ogniskową układu:\n\\[\\frac{1}{f} = \\frac{1}{x} + \\frac{1}{y}\\]\n5. Powtórz kilkukrotnie, uśrednij \\(f\\).\n\n### Etap 3 - obliczenie \\(f_2\\)\n\nZe wzoru danego w informacji:\n\\[\\frac{1}{f} = \\frac{1}{f_1} + \\frac{1}{f_2}\\]\n\\[\\frac{1}{f_2} = \\frac{1}{f} - \\frac{1}{f_1}\\]\n\\[f_2 = \\frac{f \\cdot f_1}{f_1 - f}\\]\n\nWynik będzie **ujemny** (soczewka rozpraszająca).\n\n## Sposób 2 - rozumowanie przez weryfikację sensu fizycznego\n\nMożemy sprawdzić poprawność metody analizując znaki i wartości:\n\n- \\(f_1 > 0\\) - skupiająca ✓\n- \\(f_2 < 0\\) - rozpraszająca ✓\n- \\(f > 0\\) - układ skupiający (bo \\(|f_1| < |f_2|\\)) ✓\n- \\(|f| > f_1\\) - układ słabiej skupia niż sama \\(S_1\\), bo soczewka rozpraszająca osłabia układ ✓\n\nCzyli: jeśli zmierzone \\(f > f_1\\) i \\(f > 0\\), wszystko się zgadza fizycznie. Gdyby \\(f < f_1\\), coś jest nie tak z pomiarem.\n\nPonadto: **nie moglibyśmy odwrócić kolejności** - nie da się zmierzyć f₂ solo na ekranie. Metoda jest jedyna możliwa dla soczewki rozpraszającej bez specjalistycznego sprzętu.\n\n## Schemat oceniania CKE\n\n> 📋 **Oficjalny klucz CKE (zadanie 12, 0-4 pkt):**\n>\n> Poprawna odpowiedz: nalezy wykonac czynnosc a) - ustawic swieczke, soczewke skupiajaca i ekran tak, aby na ekranie powstal ostry obraz swieczki; zmierzyc odleglosci (czynnosci f) i g)) i z wzoru 1/f = 1/x + 1/y obliczyc ogniskowa soczewki skupiajacej f1 (czynnosc h)). Nastepnie powtorzyc obserwacje uzywajac zestawu dwoch soczewek (czynnosc c)) i wykonac czynnosci f), g), h), otrzymujac ogniskowa ukladu f. W ostatnim kroku z wzoru 1/f = 1/f1 + 1/f2 wyznaczyc ogniskowa soczewki rozpraszajacej f2 (czynnosc i)).\n>\n> - **4 pkt** - trzy elementy 1)-3) (1: narysowanie ukladu z soczewka skupiajaca lub ukladem 2 soczewek; 2: opis wyznaczenia ogniskowej soczewki skupiajacej, w tym czynnosci a), f), g), h); 3: opis wyznaczenia ogniskowej zestawu soczewek, w tym czynnosci c), f), g), h)) oraz zapisanie czynnosci i).\n> - **3 pkt** - trzy elementy 1)-3) LUB elementy 2) i 3) oraz zapisanie czynnosci i).\n> - **2 pkt** - dwa elementy sposrod 1)-3).\n> - **1 pkt** - jeden element sposrod 1)-3).\n> - **0 pkt** - brak spelnienia powyzszych kryteriow.\n>\n> Uwaga CKE: zapisanie czynnosci b) jest bledem powodujacym obnizenie oceny o 1 punkt (dotyczy kryteriow za 1, 2, 3 i 4 punkty).\n\n## Wzory z karty CKE - czego MASZ użyć\n\n> 📖 **Karta wzorów CKE (fizyka) - równanie soczewki i wzór układu soczewek:**\n>\n> - **Równanie soczewki cienkiej** (karta wzorów, sekcja OPTYKA):\n\\[\\frac{1}{f} = \\frac{1}{x} + \\frac{1}{y}\\]\n> gdzie \\(x\\) - odległość przedmiotu, \\(y\\) - odległość obrazu (obydwie od soczewki)\n>\n> - **Wzór podany w zadaniu** (soczewki przylegające):\n\\[\\frac{1}{f} = \\frac{1}{f_1} + \\frac{1}{f_2}\\]\n>\n> W tym zadaniu korzystamy z **obu tych wzorów łącznie** - to jest sedno metody.\n\n## Typowe pułapki i uwaga\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Soczewka rozpraszająca **nie tworzy rzeczywistego obrazu na ekranie** - to częsty błąd uczniów, którzy próbują mierzyć f₂ bezpośrednio. Obraz wirtualny nie „pada\" na ekran!\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Soczewki muszą **ściśle przylegać** - tylko wtedy działa wzór \\(\\frac{1}{f} = \\frac{1}{f_1} + \\frac{1}{f_2}\\). Przy odstępie \\(d > 0\\) wzór jest inny.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Warunek \\(f_1 < |f_2|\\) nie jest podany bez powodu - zapewnia \\(f > 0\\), czyli że układ w ogóle zdoła wytworzyć obraz na ekranie. Gdyby \\(f_1 > |f_2|\\), układ byłby rozpraszający i metoda nie zadziała.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Należy powtórzyć pomiary kilkukrotnie dla różnych odległości i uśrednić \\(f_1\\) oraz \\(f\\) - jednorazowy pomiar obarczony jest dużym błędem (trudność ustawienia idealnie ostrego obrazu).\n\n> ⚠️ **Uwaga (CKE):** Zapisanie czynności **b)** (próba uzyskania ostrego obrazu samą soczewką rozpraszającą) jest BŁĘDEM - soczewka rozpraszająca nie tworzy obrazu rzeczywistego na ekranie. Wpisanie b) obniża ocenę o 1 punkt.","image":"img/fizyka-2015-maj-matura-rozszerzona/zad-12.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":12,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturazai","text_source":"ocr","source_label":"Fizyka · Matura · maj 2015 (rozszerzona)","subject_label":"Fizyka","category_label":"Matura","text_html":"<p>Zadanie 12. (0-4)<br>Ogniskową f układu dwóch cienkich i przylegających do siebie soczewek można obliczyć ze<br>wzoru<br>1<br>f =<br>1<br>f1<br>1<br>f2<br>gdzie f1 i f2 są ogniskowymi poszczególnych soczewek.<br>Masz do dyspozycji małe źródło światła (np. świeczkę), ekran, linijkę i dwie soczewki -<br>skupiającą i rozpraszającą. Ogniskowa soczewki skupiającej jest nieznana, ale mniejsza niż<br>bezwzględna wartość ogniskowej soczewki rozpraszającej. Ekran i soczewki są wyposażone<br>w odpowiednie statywy.<br>MFA_1R<br>Opisz metodę wyznaczenia ogniskowej soczewki rozpraszającej, wykorzystującą podany<br>wzór. Narysuj użyty układ doświadczalny i przedstaw kolejne czynności wybrane<br>spośród podanych niżej. Czynności opisane w punktach e)-h) mogą być powtarzane.<br>a) Ustawienie świeczki, soczewki skupiającej i ekranu w taki sposób, aby na ekranie powstał<br>ostry obraz świeczki.<br>b) Ustawienie świeczki, soczewki rozpraszającej i ekranu w taki sposób, aby na ekranie<br>powstał ostry obraz świeczki.<br>c) Ustawienie świeczki, obu soczewek tuż obok siebie i ekranu w taki sposób, aby na ekranie<br>powstał ostry obraz świeczki.<br>d) Pomiar średnicy każdej z soczewek.<br>e) Pomiar wielkości obrazu płomienia na ekranie.<br>f) Pomiar odległości świeczki od soczewki (lub od zestawu soczewek).<br>g) Pomiar odległości ekranu od soczewki (lub od zestawu soczewek).<br>h) Zastosowanie wzoru<br>1<br>f =<br>1<br>x +<br>1<br>y.<br>i) Przekształcenie wzoru<br>1<br>f =<br>1<br>f1<br>1<br>f2<br>i obliczenie ogniskowej soczewki rozpraszającej.<br>Wypełnia<br>egzaminator<br>Nr zadania<br>11.2.<br>11.3.<br>12.<br>Maks. liczba pkt<br>2<br>1<br>4<br>Uzyskana liczba pkt<br>MFA_1R<br>laser<br>siatka<br>ekran</p>","answer_text_html":"<p>Zadanie 12. (0-4)<br>V. Planowanie i wykonywanie prostych<br>doświadczeń i analiza ich wyników.<br>10.9. Zdający stosuje równanie soczewki […].<br>Poprawna odpowiedź<br>Należy wykonać czynność a) - ustawić świeczkę, soczewkę skupiającą i ekran w taki sposób,<br>aby na ekranie powstał ostry obraz świeczki. Układ doświadczalny jest przedstawiony<br>poniżej.<br>Należy zmierzyć odległości płomienia świeczki od soczewki i ekranu od soczewki (czynności<br>f) i g)). Po podstawieniu tych odległości do wzoru<br>1<br>f =<br>1<br>x +<br>1<br>y obliczamy ogniskową soczewki<br>skupiającej f1 (czynność h)). Następnie powtarzamy obserwację używając zestawu dwóch<br>soczewek zamiast soczewki pojedynczej (czynność c)) i wykonujemy czynności f), g) i h),<br>otrzymując ogniskową układu f. W ostatnim kroku z podanego wzoru<br>1<br>f =<br>1<br>f1<br>1<br>f2<br>wyznaczamy<br>ogniskową soczewki rozpraszającej f2 (czynność i)).<br>Schemat punktowania<br>4 p. - trzy elementy 1)-3) wymienione niżej, następnie zapisanie czynności i).</p>\n<ol><li>Narysowanie układu doświadczalnego z soczewką skupiającą lub układem</li></ol>\n<p>2 soczewek.</p>\n<ol><li>Opis wyznaczenia ogniskowej soczewki skupiającej, w tym zapisanie czynności</li></ol>\n<p>a), f), g) i h).</p>\n<ol><li>Opis wyznaczenia ogniskowej zestawu soczewek, w tym zapisanie czynności c),</li></ol>\n<p>f), g) i h).<br>3 p. - trzy elementy zapisane wyżej jako 1)-3).<br>lub</p>\n<ul><li>elementy 2) i 3), następnie zapisanie czynności i).</li></ul>\n<p>2 p. - dwa elementy spośród zapisanych wyżej jako 1)-3).<br>1 p. - jeden element spośród 1)-3).<br>0 p. - brak spełnienia powyższych kryteriów.<br>Uwaga. Zapisanie czynności b) jest błędem powodującym obniżenie oceny o 1 punkt.<br>Dotyczy to kryteriów za 1, 2, 3 i 4 punkty.</p>","solutions":[{"source":"maturazai","label":"maturazai.pl (AI)","kind":"text","html":"<h4>Poprawna odpowiedź</h4>\n<p>Metoda polega na <strong>dwuetapowym pomiarze</strong>: najpierw wyznaczamy ogniskową <math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><msub><mi>f</mi><mn>1</mn></msub></mrow></math> soczewki skupiającej (solo), potem ogniskową <math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><mi>f</mi></mrow></math> układu obu soczewek przylegających - a następnie wyznaczamy <math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><msub><mi>f</mi><mn>2</mn></msub></mrow></math> ze wzoru.</p>\n<p>Wynik:</p>\n<div class=\"math-block\"><math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"block\"><mrow><msub><mi>f</mi><mn>2</mn></msub><mo>&#x0003D;</mo><mfrac><mrow><mi>f</mi><mo>&#x000B7;</mo><msub><mi>f</mi><mn>1</mn></msub></mrow><mrow><msub><mi>f</mi><mn>1</mn></msub><mo>&#x02212;</mo><mi>f</mi></mrow></mfrac></mrow></math></div>\n<p>(wartość ujemna, bo soczewka rozpraszająca)</p>\n<h4>Sposób 1 - metoda bezpośrednia (pomiar f₁, potem f układu)</h4>\n<h5>Dlaczego nie możemy zmierzyć f₂ bezpośrednio?</h5>\n<p>Soczewka rozpraszająca <strong>nie tworzy rzeczywistego obrazu</strong> przedmiotu rzeczywistego - dlatego nie możemy ustawić ekranu i zmierzyć odległości obrazu. Musimy użyć podstępu: połączyć ją z soczewką skupiającą tak, by <strong>układ wypadkowy był skupiający</strong> i tworzył obraz na ekranie.</p>\n<p>Warunek <math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><msub><mi>f</mi><mn>1</mn></msub><mo>&#x0003C;</mo><mo stretchy=\"false\">&#x0007C;</mo><msub><mi>f</mi><mn>2</mn></msub><mo stretchy=\"false\">&#x0007C;</mo></mrow></math> gwarantuje, że układ jest skupiający:</p>\n<div class=\"math-block\"><math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"block\"><mrow><mfrac><mrow><mn>1</mn></mrow><mrow><mi>f</mi></mrow></mfrac><mo>&#x0003D;</mo><mfrac><mrow><mn>1</mn></mrow><mrow><msub><mi>f</mi><mn>1</mn></msub></mrow></mfrac><mo>&#x0002B;</mo><mfrac><mrow><mn>1</mn></mrow><mrow><msub><mi>f</mi><mn>2</mn></msub></mrow></mfrac><mo>&#x0003D;</mo><mfrac><mrow><mn>1</mn></mrow><mrow><msub><mi>f</mi><mn>1</mn></msub></mrow></mfrac><mo>&#x02212;</mo><mfrac><mrow><mn>1</mn></mrow><mrow><mo stretchy=\"false\">&#x0007C;</mo><msub><mi>f</mi><mn>2</mn></msub><mo stretchy=\"false\">&#x0007C;</mo></mrow></mfrac><mo>&#x0003E;</mo><mn>0</mn></mrow></math></div>\n<p>bo <math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><msub><mi>f</mi><mn>1</mn></msub><mo>&#x0003C;</mo><mo stretchy=\"false\">&#x0007C;</mo><msub><mi>f</mi><mn>2</mn></msub><mo stretchy=\"false\">&#x0007C;</mo></mrow></math>, więc <math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><mfrac><mrow><mn>1</mn></mrow><mrow><msub><mi>f</mi><mn>1</mn></msub></mrow></mfrac><mo>&#x0003E;</mo><mfrac><mrow><mn>1</mn></mrow><mrow><mo stretchy=\"false\">&#x0007C;</mo><msub><mi>f</mi><mn>2</mn></msub><mo stretchy=\"false\">&#x0007C;</mo></mrow></mfrac></mrow></math>.</p>\n<h5>Etap 1 - wyznaczenie <math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><msub><mi>f</mi><mn>1</mn></msub></mrow></math> (soczewka skupiająca solo)</h5>\n<p><strong>Układ doświadczalny:</strong></p>\n<p>🕯️ ------------[S₁]------------- [EKRAN]<br>źródło soczewka ekran<br>skupiająca<br>|← x →|←----- y ----------→|</p>\n<ol><li>Ustaw świeczkę i ekran w pewnej odległości od siebie.</li><li>Umieść soczewkę skupiającą <math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><msub><mi>S</mi><mn>1</mn></msub></mrow></math> między nimi.</li><li>Przesuwaj soczewkę (lub ekran), aż na ekranie pojawi się <strong>ostry obraz</strong> płomienia.</li><li>Zmierz linijką:</li></ol>\n<ul><li><math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><msub><mi>x</mi><mn>1</mn></msub></mrow></math> - odległość świeczki od soczewki <math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><msub><mi>S</mi><mn>1</mn></msub></mrow></math></li><li><math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><msub><mi>y</mi><mn>1</mn></msub></mrow></math> - odległość soczewki <math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><msub><mi>S</mi><mn>1</mn></msub></mrow></math> od ekranu</li></ul>\n<ol><li>Oblicz <math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><msub><mi>f</mi><mn>1</mn></msub></mrow></math> z równania soczewki:</li></ol>\n<div class=\"math-block\"><math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"block\"><mrow><mfrac><mrow><mn>1</mn></mrow><mrow><msub><mi>f</mi><mn>1</mn></msub></mrow></mfrac><mo>&#x0003D;</mo><mfrac><mrow><mn>1</mn></mrow><mrow><msub><mi>x</mi><mn>1</mn></msub></mrow></mfrac><mo>&#x0002B;</mo><mfrac><mrow><mn>1</mn></mrow><mrow><msub><mi>y</mi><mn>1</mn></msub></mrow></mfrac></mrow></math></div>\n<ol><li><strong>Powtórz pomiar</strong> kilka razy dla różnych ustawień (kroki e-h) i uśrednij wyniki.</li></ol>\n<h5>Etap 2 - wyznaczenie <math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><mi>f</mi></mrow></math> układu (obie soczewki przylegające)</h5>\n<p><strong>Układ doświadczalny:</strong></p>\n<p>🕯️ ------------[S₁+S₂]---------- [EKRAN]<br>źródło układ obu ekran<br>soczewek<br>|← x →|←------- y --------→|</p>\n<ol><li><strong>Dołóż soczewkę rozpraszającą <math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><msub><mi>S</mi><mn>2</mn></msub></mrow></math> do skupiającej <math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><msub><mi>S</mi><mn>1</mn></msub></mrow></math></strong> - obie ściśle przylegające.</li><li>Przesuń ekran lub układ soczewek do uzyskania <strong>ostrego obrazu</strong>.</li><li>Zmierz:</li></ol>\n<ul><li><math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><mi>x</mi></mrow></math> - odległość świeczki od układu soczewek</li><li><math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><mi>y</mi></mrow></math> - odległość układu soczewek od ekranu</li></ul>\n<ol><li>Oblicz ogniskową układu:</li></ol>\n<div class=\"math-block\"><math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"block\"><mrow><mfrac><mrow><mn>1</mn></mrow><mrow><mi>f</mi></mrow></mfrac><mo>&#x0003D;</mo><mfrac><mrow><mn>1</mn></mrow><mrow><mi>x</mi></mrow></mfrac><mo>&#x0002B;</mo><mfrac><mrow><mn>1</mn></mrow><mrow><mi>y</mi></mrow></mfrac></mrow></math></div>\n<ol><li>Powtórz kilkukrotnie, uśrednij <math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><mi>f</mi></mrow></math>.</li></ol>\n<h5>Etap 3 - obliczenie <math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><msub><mi>f</mi><mn>2</mn></msub></mrow></math></h5>\n<p>Ze wzoru danego w informacji:</p>\n<div class=\"math-block\"><math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"block\"><mrow><mfrac><mrow><mn>1</mn></mrow><mrow><mi>f</mi></mrow></mfrac><mo>&#x0003D;</mo><mfrac><mrow><mn>1</mn></mrow><mrow><msub><mi>f</mi><mn>1</mn></msub></mrow></mfrac><mo>&#x0002B;</mo><mfrac><mrow><mn>1</mn></mrow><mrow><msub><mi>f</mi><mn>2</mn></msub></mrow></mfrac></mrow></math></div>\n<div class=\"math-block\"><math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"block\"><mrow><mfrac><mrow><mn>1</mn></mrow><mrow><msub><mi>f</mi><mn>2</mn></msub></mrow></mfrac><mo>&#x0003D;</mo><mfrac><mrow><mn>1</mn></mrow><mrow><mi>f</mi></mrow></mfrac><mo>&#x02212;</mo><mfrac><mrow><mn>1</mn></mrow><mrow><msub><mi>f</mi><mn>1</mn></msub></mrow></mfrac></mrow></math></div>\n<div class=\"math-block\"><math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"block\"><mrow><msub><mi>f</mi><mn>2</mn></msub><mo>&#x0003D;</mo><mfrac><mrow><mi>f</mi><mo>&#x000B7;</mo><msub><mi>f</mi><mn>1</mn></msub></mrow><mrow><msub><mi>f</mi><mn>1</mn></msub><mo>&#x02212;</mo><mi>f</mi></mrow></mfrac></mrow></math></div>\n<p>Wynik będzie <strong>ujemny</strong> (soczewka rozpraszająca).</p>\n<h4>Sposób 2 - rozumowanie przez weryfikację sensu fizycznego</h4>\n<p>Możemy sprawdzić poprawność metody analizując znaki i wartości:</p>\n<ul><li><math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><msub><mi>f</mi><mn>1</mn></msub><mo>&#x0003E;</mo><mn>0</mn></mrow></math> - skupiająca ✓</li><li><math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><msub><mi>f</mi><mn>2</mn></msub><mo>&#x0003C;</mo><mn>0</mn></mrow></math> - rozpraszająca ✓</li><li><math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><mi>f</mi><mo>&#x0003E;</mo><mn>0</mn></mrow></math> - układ skupiający (bo <math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><mo stretchy=\"false\">&#x0007C;</mo><msub><mi>f</mi><mn>1</mn></msub><mo stretchy=\"false\">&#x0007C;</mo><mo>&#x0003C;</mo><mo stretchy=\"false\">&#x0007C;</mo><msub><mi>f</mi><mn>2</mn></msub><mo stretchy=\"false\">&#x0007C;</mo></mrow></math>) ✓</li><li><math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><mo stretchy=\"false\">&#x0007C;</mo><mi>f</mi><mo stretchy=\"false\">&#x0007C;</mo><mo>&#x0003E;</mo><msub><mi>f</mi><mn>1</mn></msub></mrow></math> - układ słabiej skupia niż sama <math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><msub><mi>S</mi><mn>1</mn></msub></mrow></math>, bo soczewka rozpraszająca osłabia układ ✓</li></ul>\n<p>Czyli: jeśli zmierzone <math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><mi>f</mi><mo>&#x0003E;</mo><msub><mi>f</mi><mn>1</mn></msub></mrow></math> i <math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><mi>f</mi><mo>&#x0003E;</mo><mn>0</mn></mrow></math>, wszystko się zgadza fizycznie. Gdyby <math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><mi>f</mi><mo>&#x0003C;</mo><msub><mi>f</mi><mn>1</mn></msub></mrow></math>, coś jest nie tak z pomiarem.</p>\n<p>Ponadto: <strong>nie moglibyśmy odwrócić kolejności</strong> - nie da się zmierzyć f₂ solo na ekranie. Metoda jest jedyna możliwa dla soczewki rozpraszającej bez specjalistycznego sprzętu.</p>\n<h4>Schemat oceniania CKE</h4>\n<blockquote>📋 <strong>Oficjalny klucz CKE (zadanie 12, 0-4 pkt):</strong><br><br>Poprawna odpowiedz: nalezy wykonac czynnosc a) - ustawic swieczke, soczewke skupiajaca i ekran tak, aby na ekranie powstal ostry obraz swieczki; zmierzyc odleglosci (czynnosci f) i g)) i z wzoru 1/f = 1/x + 1/y obliczyc ogniskowa soczewki skupiajacej f1 (czynnosc h)). Nastepnie powtorzyc obserwacje uzywajac zestawu dwoch soczewek (czynnosc c)) i wykonac czynnosci f), g), h), otrzymujac ogniskowa ukladu f. W ostatnim kroku z wzoru 1/f = 1/f1 + 1/f2 wyznaczyc ogniskowa soczewki rozpraszajacej f2 (czynnosc i)).<br><br>- <strong>4 pkt</strong> - trzy elementy 1)-3) (1: narysowanie ukladu z soczewka skupiajaca lub ukladem 2 soczewek; 2: opis wyznaczenia ogniskowej soczewki skupiajacej, w tym czynnosci a), f), g), h); 3: opis wyznaczenia ogniskowej zestawu soczewek, w tym czynnosci c), f), g), h)) oraz zapisanie czynnosci i).<br>- <strong>3 pkt</strong> - trzy elementy 1)-3) LUB elementy 2) i 3) oraz zapisanie czynnosci i).<br>- <strong>2 pkt</strong> - dwa elementy sposrod 1)-3).<br>- <strong>1 pkt</strong> - jeden element sposrod 1)-3).<br>- <strong>0 pkt</strong> - brak spelnienia powyzszych kryteriow.<br><br>Uwaga CKE: zapisanie czynnosci b) jest bledem powodujacym obnizenie oceny o 1 punkt (dotyczy kryteriow za 1, 2, 3 i 4 punkty).</blockquote>\n<h4>Wzory z karty CKE - czego MASZ użyć</h4>\n<blockquote>📖 <strong>Karta wzorów CKE (fizyka) - równanie soczewki i wzór układu soczewek:</strong><br><br>- <strong>Równanie soczewki cienkiej</strong> (karta wzorów, sekcja OPTYKA):</blockquote>\n<div class=\"math-block\"><math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"block\"><mrow><mfrac><mrow><mn>1</mn></mrow><mrow><mi>f</mi></mrow></mfrac><mo>&#x0003D;</mo><mfrac><mrow><mn>1</mn></mrow><mrow><mi>x</mi></mrow></mfrac><mo>&#x0002B;</mo><mfrac><mrow><mn>1</mn></mrow><mrow><mi>y</mi></mrow></mfrac></mrow></math></div>\n<blockquote>gdzie <math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><mi>x</mi></mrow></math> - odległość przedmiotu, <math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><mi>y</mi></mrow></math> - odległość obrazu (obydwie od soczewki)<br><br>- <strong>Wzór podany w zadaniu</strong> (soczewki przylegające):</blockquote>\n<div class=\"math-block\"><math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"block\"><mrow><mfrac><mrow><mn>1</mn></mrow><mrow><mi>f</mi></mrow></mfrac><mo>&#x0003D;</mo><mfrac><mrow><mn>1</mn></mrow><mrow><msub><mi>f</mi><mn>1</mn></msub></mrow></mfrac><mo>&#x0002B;</mo><mfrac><mrow><mn>1</mn></mrow><mrow><msub><mi>f</mi><mn>2</mn></msub></mrow></mfrac></mrow></math></div>\n<blockquote><br>W tym zadaniu korzystamy z <strong>obu tych wzorów łącznie</strong> - to jest sedno metody.</blockquote>\n<h4>Typowe pułapki i uwaga</h4>\n<blockquote>⚠️ <strong>Uwaga:</strong> Soczewka rozpraszająca <strong>nie tworzy rzeczywistego obrazu na ekranie</strong> - to częsty błąd uczniów, którzy próbują mierzyć f₂ bezpośrednio. Obraz wirtualny nie „pada&quot; na ekran!</blockquote>\n<blockquote>⚠️ <strong>Uwaga:</strong> Soczewki muszą <strong>ściśle przylegać</strong> - tylko wtedy działa wzór <math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><mfrac><mrow><mn>1</mn></mrow><mrow><mi>f</mi></mrow></mfrac><mo>&#x0003D;</mo><mfrac><mrow><mn>1</mn></mrow><mrow><msub><mi>f</mi><mn>1</mn></msub></mrow></mfrac><mo>&#x0002B;</mo><mfrac><mrow><mn>1</mn></mrow><mrow><msub><mi>f</mi><mn>2</mn></msub></mrow></mfrac></mrow></math>. Przy odstępie <math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><mi>d</mi><mo>&#x0003E;</mo><mn>0</mn></mrow></math> wzór jest inny.</blockquote>\n<blockquote>⚠️ <strong>Uwaga:</strong> Warunek <math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><msub><mi>f</mi><mn>1</mn></msub><mo>&#x0003C;</mo><mo stretchy=\"false\">&#x0007C;</mo><msub><mi>f</mi><mn>2</mn></msub><mo stretchy=\"false\">&#x0007C;</mo></mrow></math> nie jest podany bez powodu - zapewnia <math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><mi>f</mi><mo>&#x0003E;</mo><mn>0</mn></mrow></math>, czyli że układ w ogóle zdoła wytworzyć obraz na ekranie. Gdyby <math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><msub><mi>f</mi><mn>1</mn></msub><mo>&#x0003E;</mo><mo stretchy=\"false\">&#x0007C;</mo><msub><mi>f</mi><mn>2</mn></msub><mo stretchy=\"false\">&#x0007C;</mo></mrow></math>, układ byłby rozpraszający i metoda nie zadziała.</blockquote>\n<blockquote>⚠️ <strong>Uwaga:</strong> Należy powtórzyć pomiary kilkukrotnie dla różnych odległości i uśrednić <math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><msub><mi>f</mi><mn>1</mn></msub></mrow></math> oraz <math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><mi>f</mi></mrow></math> - jednorazowy pomiar obarczony jest dużym błędem (trudność ustawienia idealnie ostrego obrazu).</blockquote>\n<blockquote>⚠️ <strong>Uwaga (CKE):</strong> Zapisanie czynności <strong>b)</strong> (próba uzyskania ostrego obrazu samą soczewką rozpraszającą) jest BŁĘDEM - soczewka rozpraszająca nie tworzy obrazu rzeczywistego na ekranie. Wpisanie b) obniża ocenę o 1 punkt.</blockquote>"},{"source":"zadaniazmatur","label":"zadaniazmatur.pl","kind":"text","html":"<p>Należy wykonać czynność a) – ustawić świeczkę, soczewkę skupiającą i ekran w taki sposób, aby na ekranie powstał ostry obraz świeczki. Układ doświadczalny jest przedstawiony poniżej. [OBRAZEK]<br>Należy zmierzyć odległości płomienia świeczki od soczewki i ekranu od soczewki (czynności f) i g)). Po podstawieniu tych odległości do wzoru <math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><mstyle displaystyle=\"true\" scriptlevel=\"0\"><mfrac><mrow><mn>1</mn></mrow><mrow><mi>f</mi></mrow></mfrac></mstyle><mo>&#x0003D;</mo><mstyle displaystyle=\"true\" scriptlevel=\"0\"><mfrac><mrow><mn>1</mn></mrow><mrow><mi>x</mi></mrow></mfrac></mstyle><mo>&#x0002B;</mo><mstyle displaystyle=\"true\" scriptlevel=\"0\"><mfrac><mrow><mn>1</mn></mrow><mrow><mi>y</mi></mrow></mfrac></mstyle></mrow></math> obliczamy ogniskową soczewki skupiającej <math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><msub><mi>f</mi><mn>1</mn></msub></mrow></math> (czynność h)). Następnie powtarzamy obserwację używając zestawu dwóch soczewek zamiast soczewki pojedynczej (czynność c)) i wykonujemy czynności f), g) i h), otrzymując ogniskową układu <math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><mi>f</mi></mrow></math>. W ostatnim kroku z podanego wzoru <math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><mstyle displaystyle=\"true\" scriptlevel=\"0\"><mfrac><mrow><mn>1</mn></mrow><mrow><mi>f</mi></mrow></mfrac></mstyle><mo>&#x0003D;</mo><mstyle displaystyle=\"true\" scriptlevel=\"0\"><mfrac><mrow><mn>1</mn></mrow><mrow><msub><mi>f</mi><mn>1</mn></msub></mrow></mfrac></mstyle><mo>&#x0002B;</mo><mstyle displaystyle=\"true\" scriptlevel=\"0\"><mfrac><mrow><mn>1</mn></mrow><mrow><msub><mi>f</mi><mn>2</mn></msub></mrow></mfrac></mstyle></mrow></math> wyznaczamy ogniskową soczewki rozpraszającej <math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><msub><mi>f</mi><mn>2</mn></msub></mrow></math> (czynność i)).</p>"}]}