TRẢ LỜI:
Tóm tắt:
tâm O1; R1 = 20cm. D = 120 cm
Tâm O2; R2 = 12 cm.
- a) O1O2=? Để Rtối= 4 cm. R’nửa tối =?
- b) O1O2=? Để Rtối= 0 cm
Bài giải
- a) Từ hình vẽ ta có: OA là bán kính của vùng tối trên màn, OA = R = 4 cm
- OP là bán kính của đường tròn giới hạn ngoài cùng của vung nửa tối OP =R’
Ta có: ∆ HAO ~ ∆ HA1O1 => $\frac{HO}{HO1}$=$\frac{AO}{A1O1}$ ⇔$\frac{HO}{HO+OO1}$=$\frac{R}{R1}$ ⇔$\frac{OH}{HO+D}$=$\frac{R}{R1}$
⇒$\frac{HO}{HO+D}$−$\frac{R}{R1}$=0
⇒HO.R1−HO.R=RD
⇒HO.(R1−R)=RD
⇒HO=$\frac{RD}{R1−R}$⇒HOHO+D−RR1=0⇒HO.R1−HO.R=RD⇒HO.(R1−R)=RD⇒HO=RDR1−R
Thay số ta có HO = $\frac{4.120}{20−4}$=$\frac{480}{16}$=30cm
=> HO1 =120+30=150 cm
Mặt khác:
ΔHA2O2~ΔHA1O1=> $\frac{HO2}{HO1}$=$\frac{A2O2}{A1O1}$
=> HO2 = $\frac{A2O2}{A1O1}$.HO1=$\frac{R2}{R1}$.150=$\frac{12}{20}$.150= 90 cm.
Vậy đĩa chắn sáng phải đặt cách đĩa phát sáng một khoảng
O1O2 = HO1 – HO=90-30=60 cm thì vùng tối trên màn có bán kính là 4 cm.
Tính R’:
Ta có: ΔKA1O1~ΔKB2O2
=> $\frac{KO1}{KO2}$=$\frac{A1O1}{A2O2}$
=> $\frac{KO1}{O1O2−KO1}$−$\frac{R1}{R2}$=0
⇒KO1.R2+KO1.R1=RD⇒KO1.(R1+R2)=R1.O1O2⇒KO1=$\frac{R1.O1O2 }{R1+R2}$
Thay số ta có KO1 = $\frac{20.60}{20+12}$=$\frac{1200}{32}$cm
=> KO1 = 37.5 cm
Mặt khác:
ΔHA1O1~ΔKQO⇒$\frac{KO1}{KO}$=$\frac{A1O1}{QO}$
⇔$\frac{KO1}{D−KO1}$=$\frac{R1}{R1'}$
=> R’=$\frac{(D−KO1).R1}{KO1}$
thay số ta có:
R’ = $\frac{(120−37.5).20}{37.5}$= 44 cm.
b)Ta có hình vẽ:
Từ hình vẽ ta có để trên nàm hình vừa vặn không còn bóng tối thì phải di chuyển đĩa chắn sáng về phía O1 một đoạn O2O’2 .
Ta có:
ΔA2O′2O~ΔA1O1O nên$\frac{O′2O}{O1O}$=$\frac{A2O′2}{A1O1}$
⇒O′2O=O1O.$\frac{A2O′2}{A1O1}$=D.$\frac{R2}{R1}$
Thay số ta có: O′2O=120.$\frac{12}{20}$=72cm.
Mà O1O2 = OO1 - OO’2 = 120-72 = 48 cm
Nên O2O’2 = O1O2 – O1O’2 = 60-48 = 12 cm
Vậy phải di chuyển đĩa chắn sáng đi một đoạn 12 cm thì trên màn vừa vặn không còn vùng tối
( hình theo thứ tự)