11 Voorbeelde van Liggolwe
Gee aandag aan die volgende stellings:
(1) Vervang die rooster met 'n rooster met 'n groter aantal lyne per millimeter.
(2) Lig wat van blou na geel val
(3) Verander die lig wat uitgestraal word van rooi na groen
(4) Beweeg die skerm nader aan die rooster
Wat ingesluit is in die poging om die breedte van die helder band in die diffraksierooster-eksperiment te vergroot, is...
Bespreking
Dubbelspleet-interferensieformule (konstruktiewe interferensie):
Die breedte van die spleet (d) is baie klein in vergelyking met die afstand tussen die spleet en die skerm (L), sodat die hoek baie klein is. Die hoek is so klein dat die waarde van sin θ naby die raaklyn θ is.
sin θ ≈ tan θ = y / L
Inligting:
y = breedte van die helder band, n = orde, λ = golflengte, L = afstand tussen die rooster en die skerm, d = breedte van die spleet.
d = 1 / (4000 lyne / cm) = 0,00025 cm
(1) Vervang die rooster met 'n rooster met 'n groter aantal lyne per millimeter.
Voorts:
d = 1 / (1000 lyne / cm) = 0,001 cm
d = 1 / (2000 lyne / cm) = 0,0005 cm
d = 1 / (3000 lyne / cm) = 0,0003 cm
d = 1 / (4000 lyne / cm) = 0,00025 cm
Gebaseer op hierdie berekening, as die aantal lyne per millimeter groter is, dan is die breedte van die spleet (d) kleiner. Gebaseer op die formule hierbo, as die breedte van die spleet (d) kleiner is, dan is die breedte van die helder band (y) groter.
Hierdie stelling is waar.
(2) Lig wat van blou na geel val
Blou lig het 'n groter frekwensie as geel lig, andersom
Blou lig het 'n kleiner golflengte as geel lig.
As lig van blou na geel verlaag word, word die golflengte groter.
Gebaseer op die formule hierbo, as die golflengte groter is, is die breedte van die helder band (y) groter.
Hierdie stelling is waar.
(3) Verander die lig wat uitgestraal word van rooi na groen
Rooi lig het 'n laer frekwensie as groen lig, andersom
Rooi lig het 'n langer golflengte as geel lig.
As lig van rooi na groen val, word die golflengte kleiner.
Gebaseer op die formule hierbo, as die golflengte kleiner is, is die breedte van die helder band (y) kleiner.
Hierdie stelling is verkeerd.
(4) Beweeg die skerm nader aan die rooster
Om die skerm nader aan die rooster te skuif, beteken dat L verminder word. Gebaseer op die formule hierbo, as die afstand tussen die rooster en die skerm (L) kleiner is, is die breedte van die helder band (y) kleiner.
Hierdie stelling is verkeerd.
2. Diffraksie van lig
In 'n ligdiffraksie-eksperiment met 'n 4.500 1 lyne.cm⁻¹ - rooster , op 'n skerm wat op 'n afstand L van die rooster geplaas is, is die afstand van die tweede-orde helderband 1 mm. As die rooster wat gebruik word, vervang word met 'n ander rooster wat 5.400 1 lyne.cm⁻¹ het , dan is die afstand van die tweede-orde helderband gemeet vanaf die sentrale helderband...
A. 0,6 mm
B. 0,9 mm
C. 1,2 mm
D. 1,6 mm
E. 2,2 mm
Bespreking
Dit is bekend dat:
d 1 = 1 / (4500 lyne / cm) = 1/4500 cm
n² = 1
y 1 = 1 mm = 0,1 cm
d2 = 1 / (5400 lyne / cm ) = 1/5400 cm
n² = 2
Gevra: y 2
Antwoord:
Dubbelspleet-interferensieformule (konstruktiewe interferensie):
d sin θ = n λ
Die breedte van die spleet is baie klein in vergelyking met die afstand tussen die spleet en die skerm, dus is die hoek baie klein. Die hoek is so klein dat die waarde van sin theta naby aan tangens theta is.
sin θ ≈ tan θ = y / L
d sin θ = n λ
d (y / L) = n λ
dy = n λ L
Inligting:
d = spleetwydte, y = afstand tussen die sentrale lig en die nde-orde lig, n = orde, λ = golflengte, L = afstand tussen die rooster en die skerm.
Eksperiment 1:
d²y² = n²λL
(1/4500)(0,1) = (2) λ L
0,1 / 4500 = (2) λ L
0,1 / (2)(4500) = λ₁L
0,1 / 9000 = λ L
Eksperiment 2:
d²y² = n²λL
(1/5400)(y² ) = (2) λL
y² / 5400 = (2) λL
y² / ( 2)(5400) = λL
y² / 10.800 = λL
Die golflengte van lig (λ) wat gebruik word, is dieselfde en die afstand tussen die rooster en die skerm (L) is ook dieselfde.
λL = λL
0,1 / 9000 = y² / 2 10.800
(0,1)(10.800) = ( y² )(9000)
1080 = y² ( 9000)
y² = 1080 / 9000
y² = 0,12 cm
y² = 1,2 mm
Die korrekte antwoord is C.
Ligte interferensie
3. Twee smal splete, geskei deur 'n afstand van 2 mm, word loodreg verlig. Op 'n skerm 1 meter van die splete af word 'n vierde helder lyn gevorm, 1 mm van die sentrale helder lyn af geleë. Die golflengte van die lig wat gebruik word, is…
A. 24 x 10-6 m
B. 8,0 x 10-6 m
C. 3,7 x 10-6 m
D. 2,0 x 10-6 m
O. 0,5 x 10-6 m
Bespreking
Dit is bekend dat:
Afstand tussen gleuwe (d) = 2 mm = 2 x 10-3 meter
Orde (n) = 4
Afstand tussen skerm en gaping (l) = 1 meter
Afstand van die 4de helder lyn vanaf die sentrale helder lyn (y) = 1 mm = 1 x 10⁻³ meter = 10⁻³ meter
Vraag: Golflengte van lig ( λ)
Antwoord:
Dubbelspleet-interferensieformule (konstruktiewe interferensie):
d sin θ = n λ
Die afstand tussen die splete is kleiner as die afstand tussen die splete en die skerm, sodat die hoek baie klein is. Die hoek is baie klein, sodat die waarde van sin θ naby aan ta ngen θ is.
Golflengte van lig ( λ):
Die korrekte antwoord is E.
4. In Young se eksperiment is twee nou splete gebruik, elk 3 mm uitmekaar, en 'n skerm is 1 m van die splete geplaas. As die sesde lig op 'n afstand van 1 mm van die sentrale lig geproduseer word, dan is die golflengte van die lig wat gebruik word...
A. 0,5 x 10-6 m
B. 2,0 x 10-6 m
C. 3,7 x 10-6 m
D. 8,0 x 10-6 m
O. 24 x 10-6 m
Bespreking
Dit is bekend dat:
Afstand tussen gleuwe (d) = 3 mm = 3 x 10-3 meter
Orde (n) = 6
Afstand tussen skerm en gaping (l) = 1 meter
Afstand van die 6de helder lyn vanaf die sentrale helder lyn (y) = 1 mm = 1 x 10⁻³ meter = 10⁻³ meter
Vraag: Golflengte van lig ( λ)
Antwoord:
Golflengte van lig ( λ):
Die korrekte antwoord is A.
Eienskappe van liggolwe
5. Eienskappe van golwe:
(1) longitudinale golfvorm
(2) kan breek
(3) kan inmeng
(4) kan gepolariseer word
(5) die voortplanting daarvan vereis 'n medium
Die bostaande stelling wat 'n kenmerk van liggolwe is, is die aantal ...
A. (1), (2) en (3)
B. (1), (2) en (4)
C. (1), (3) en (5)
D. (2), (3) en (4)
E. (2), (2) en (5)
Bespreking
Die korrekte antwoord is D.
6. 2015/2016 SMA/MA Fisika Nasionale Eksamenvraag Nr. 29
Gee aandag aan die volgende stelling!
(1) Kan inmeng
(2) Ervaar polarisasie
(3) Ervaring van diffraksie
(4) Kruiping sonder 'n medium
(5) Kan weerkaats word
Die korrekte stelling hierbo oor die eienskappe van klankgolwe is...
A. (1), (2), en (3)
B. (1), (3), en (5)
C. (1), (4), en (5)
D. (2), (3), en (4)
E. (3), (4), en (5)
Bespreking
(2) Polarisasie word deur transversale golwe ervaar. Klankgolwe is longitudinale golwe.
(4) Golwe wat sonder 'n medium voortplant, is slegs elektromagnetiese golwe, klankgolwe is meganiese golwe wat 'n medium benodig om voort te plant.
Die korrekte antwoord is B.
Diffraksierooster
7. 'n Diffraksierooster het 4.000 2 lyne per cm. Monochromatiese lig word op die rooster geskyn en produseer 'n helder lyn van tweede orde. As die afwykingshoek 30 ° is , dan is die golflengte van die lig... (1 Å = 10 -10 m)
A. 8 000 Å
B. 6 250 Å
Ongeveer 5 000 Å
D. 4 500 Å
Oos 4 000 Å
Bespreking
Dit is bekend dat:
Roosterkonstante (d) = 1 / (10 000 lyne / cm) = 0,00025 cm = 2,5 x 10-4 cm = 2,5 x 10-6 meter
Orde (n) = 2
sin 30 o = 0,5
1 Å = 10⁻⁴ -10⁻⁴ m
Vraag: Golflengte van lig (λ)
Antwoord:
Die korrekte antwoord is B.
8. 'n Straal monochromatiese lig met 'n golflengte van 2.5 10-7 m tref 'n rooster wat uit 10 000 skrape/cm bestaan. Wat is die hoek vir die helder lyn van die tweede orde?
A. 30 o
B. 37 o
C. 45 o
D. 53 o
O. 60 o
Bespreking
Dit is bekend dat:
Roosterkonstante (d) = 1 / (10 000 lyne / cm) = 0,0001 cm = 1 x 10-4 cm = 1 x 10-6 meter
Orde (n) = 2
Golflengte van lig (λ) = 2,5 x 10⁻⁶ meter
Gevra: Hoek (θ)
Antwoord:
Die korrekte antwoord is A.
9. Dubbelspleetinterferensie
'n Geel ligstraal val op twee splete, wat sigbare interferensie op die skerm veroorsaak. Uit die volgende stelling:
(1) Die helder band sal wyer word as geel lig deur blou vervang word
(2) Die helder band sal wyer word as die afstand tussen die splete verminder word.
( 3) Hoe verder van die sentrale lig, hoe kleiner die intensiteit.
(4) hoe verder van die sentrale lig af, hoe konstant bly die intensiteit.
Die korrekte stelling is…
A. (1), (3) en (4)
B. (1) en (3) alleenlik
C. (1) en (4) alleenlik
D. (2) en (3) alleenlik
Slegs E. (2) en (4)
Bespreking
Die afstand tussen die splete is kleiner as die afstand tussen die splete en die skerm, sodat die hoek baie klein is. Die hoek is baie klein, sodat die waarde van sin θ naby aan ta ngen θ is.
Dubbelspleet-interferensieformule (konstruktiewe interferensie)
Inligting:
d = afstand tussen splete, y = afstand van die nde helder lyn vanaf die sentrale helder lyn, l = afstand tussen die skerm en die spleet, n = orde, λ = p golflengte van lig.
(1) Die helder band sal wyer word as geel lig deur blou vervang word
Gebaseer op hierdie formule, is die aantal helder lyne (n) omgekeerd eweredig aan die golflengte ( λ). As die golflengte kleiner is, is die aantal helder lyne (n) groter. Geel lig het 'n langer golflengte (laer frekwensie) as blou lig. As geel lig met blou lig vervang word, is die golflengte kleiner, dus is die aantal helder lyne (n) groter.
Hierdie stelling is waar.
(2) Die helder band sal wyer word as die afstand tussen die splete verminder word.
Gebaseer op die formule hierbo, is die afstand tussen die splete (d) direk eweredig aan die aantal helder lyne (n). As die afstand tussen die splete verminder word, sal die aantal helder lyne (n) afneem.
Hierdie stelling is verkeerd.
(3) Hoe verder van die sentrale lig, hoe kleiner die intensiteit.
Intensiteit hou verband met die vlak van helderheid. Intensiteit is omgekeerd eweredig aan afstand; hoe groter die afstand, hoe laer die intensiteit (hoe dowwer die lig).
Hierdie stelling is waar.
(4) Hoe verder van die sentrale lig af, hoe konstant bly die intensiteit.
Hierdie stelling is verkeerd.
Die korrekte antwoord is B.
10. 'n Straal monochromatiese lig met 'n golflengte van 5.10-7 m word loodreg op die rooster gerig. As die afstand tussen die skerm en die rooster 2 m is en 'n derde-orde lig op die skerm op 'n afstand van 150 cm vanaf die sentrale lig voorkom, dan is die afstand tussen die splete….
- 4.10-6 m
- 3.10-6 m
- 2.10-6 m
- 3.10-7 m
- 2.10-7 m
Bespreking
Dit is bekend dat:
Golflengte (λ) = 5 x 10-7 meter
l = 2 meter
n = 3
y = 150 cm = 1,5 meter
Gevra: roosterkonstante
Antwoord:
sin θ ≈ tan θ = y / l = 1,5 / 2 = 0,75 = 75 x 10 -2
Afstand tussen gapings:
d sin θ = n λ
d (75.10-2) = (3)(5.10-7)
d (75.10-2) = 15.10-7
d = (15.10-7) / (75.10-2)
d = (15/75).10-5
d = (1/5)(10-5) meter
d = (0,2)(10-5) meter
d = 2.10-6 meter
Die korrekte antwoord is C.
11. 'n Straal monochromatiese lig met 'n golflengte van 500 nm (1 nano = 10-9 ) val loodreg op die rooster in . As die vierde lig 'n afwykingshoek van 30 ° vorm , is die aantal lyne per cm van die rooster….
- 3000
- 2500
- 1250
- 1000
- 250
Bespreking
Dit is bekend dat:
Golflengte (λ) = 500.10-9 meter = 5.10-7 meter
θ = 30o
n = 4
Gevra: aantal lyne per cm van rooster
Antwoord:
Afstand tussen gapings:
d sin θ = n λ
d (sonde 30o) = (4)(5.10-7)
d (0,5) = 20.10-7
d = (20.10-7) / 0,5
d = 40.10-7
d = 4.10-6 meter
Aantal lyne per cm van rooster:
x = 1 / 4.10-6 meter
x = 0,25.106 lyn / meter
x = 0,25.106 lyn / 102 cm
x = 0,25.104 lyn / cm
x = 25.102 lyn / cm
x = 2500 lyne / cm
Die korrekte antwoord is B.
Vraagbron:
2015/2016 SMA/MA Fisika VN-vrae
