Logo
Logo

Проблемы фотографирования

A1  2.00 Найдите положение и форму проволоки, если её длина минимальна.

1 Указано или используется, что проволока целиком лежит в плоскости $Oxy$ 0.10
2 Указано, что изображение точки на экране является точкой или окружностью. 0.30
3 Найдено положение центра окружности-изображения для точки с координатами $(x,y,0)$:
$$\left(Y,Z\right) = \left(\cfrac{yl}{x},0\right).$$
0.20
4 Найден диаметр окружности-изображения:
$$\cfrac{d}{D} = \cfrac{a-l}{a} = 1-\cfrac{l}{a}.$$
0.20
5 Использована формула тонкой линзы:
$$\frac{1}{x}+\frac{1}{a} = \frac{1}{f}$$
0.10
6 Из вида изображения найден диаметр круга с центром в точке $Y$:
$$d = \frac{2k}{\sqrt{1+k^2}} \cdot Y.$$
0.30
7 Получено уравнение, содержащее только $x$, $y$ и заданные величины:
$$\cfrac{\gamma yl}{Dx} = 1 - \cfrac{l\left(x-f\right)}{fx}.$$
0.20
8 Получена возможная форма проволоки (есть уравнения двух прямых):
$$y = \pm\cfrac{D\left(l-f\right)\sqrt{1+k^2}}{2k lf} \left(\cfrac{lf}{l-f}-x\right).$$
2 × 0.15
9 Получен ответ:
$$y = \pm\cfrac{D\left(l-f\right)\sqrt{1+k^2}}{2k lf} \left(\cfrac{lf}{l-f}-x\right)$$при $x \in \left[0, \cfrac{lf}{l-f}\right]$.
0.30
B1  2.00 Используя циркуль и линейку без делений, постройте прямую, параллельную направлению скорости шайбы.

1 Корректно построены изображение вертикального диаметра или горизонтальные касательные к изображению. 0.50
2 Построен отрезок длиной $d$. 0.50
3 Указано, как может располагаться шайба в разные моменты фотографирования при различных вертикальных скоростях. 2 × 0.25
4 Построены искомые направления. 2 × 0.25
B2  1.00 Используя дополнительно линейку с делениями, найдите модуль скорости шайбы.

1 Указан метод определения времени, за которое произошло построенное в прошлом пункте смещение. 0.50
2 Получены ответы с погрешностью не более 5%:
$$v_1 = 34.1\text{ м/с};\qquad v_2 = 15.2\text{ м/с}.$$
2 × 0.25
С1  0.50 Покажите, что линейное увеличение камеры-обскуры постоянно и найдите $\alpha$.

1 Указано, что $\alpha$ получается одинаковым для всех точек из подобия. 0.30
2 Получен ответ:
$$\alpha = \frac{l}{L}$$или
\[\alpha = -\frac{l}{L}.\]
0.20
С2  0.50
Нарисуйте качественный вид фотографии части тетрадного листа, изображённой на рисунке ниже, в случаях $\beta > 0$ (положительная дисторсия) и $\beta < 0$ (отрицательная дисторсия). Считайте, что $\alpha > 0$.

1 Верное изображение для $\beta > 0$. 0.25
2 Верное изображение для $\beta < 0$. 0.25
C3  2.00 Определите коэффициенты $\alpha$ и $\beta$ в этом случае. Какая дисторсия наблюдается в такой системе: положительная ($\alpha$ и $\beta$ одного знака) или отрицательная ($\alpha$ и $\beta$ разных знаков)?

1 Верные точные выражения для $r$ и $R$:
$$R = l\tan\varphi;$$$$r = \left(L - h\right)\tan\varphi + h\tan\psi.$$
0.30
2 Использован закон Снелла:
$$n\sin\psi = \sin\varphi.$$
0.20
3 Получены два правильных коэффициента разложения $r$ по степеням $R$:
$$r =\frac{nL-\left(n-1\right)h}{nl}R - \frac{h\left(n^2-1\right)}{2l^3n^3}R^3.$$
2 × 0.35
4 Верно получены искомые коэффициенты:
$$\alpha = \frac{nl}{nL-\left(n-1\right)h};\qquad\qquad\beta = \frac{hnl\left(n^2-1\right)}{2\left(nL-\left(n-1\right)h\right)^4}.$$
2 × 0.30
5 Отмечено, что в такой системе наблюдается положительная дисторсия. 0.20