የፊዚካል ኦፕቲክስ የብርሃን ሞገድ ቀመር

በአካላዊ ኦፕቲክስ ውስጥ ለብርሃን ሞገዶች የጥያቄዎች እና ቀመሮች ምሳሌዎች

የብርሃን ባህሪያት

1. ብርሃን የኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገድ ነው፣ ስለዚህ ብርሃን…

ሀ. ነጸብራቅ አያጋጥመውም
ለ. ሪፍራክሽን አያጋጥመውም
ሐ. የማሰራጫ ዘዴ አያስፈልገውም
መ. በማሰራጨቱ ወቅት ኃይል አይይዝም

ውይይት
ብርሃን ሞገድ ነው፣ ስለዚህ፣ ልክ እንደሌሎች ሞገዶች ሁሉ፣ በማሰራጨቱ ወቅት ነጸብራቅ፣ ሪፍራክሽን እና ኃይልን ይይዛል። ብርሃን የኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገድ ስለሆነ ለመሰራጨት መካከለኛ አያስፈልገውም።
ትክክለኛው መልስ ሲ ነው።

2. ለሚከተለው መግለጫ ትኩረት ይስጡ፡
1. ብርሃን ቀጥ ባለ መስመር ይንቀሳቀሳል
2. ብርሃን የኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገድ ነው
3. ብርሃን ሊዋሃድ ይችላል
4. ብርሃን የኤሌክትሪክ ኃይል ይይዛል
ስለ ብርሃን ባህሪያት ትክክለኛው አገላለጽ...

ሀ. መግለጫ 1 ብቻ
ለ. መግለጫዎች 1 እና 2
ሐ. መግለጫዎች 1፣ 2 እና 3
መ. ሁሉም መግለጫዎች እውነት ናቸው

ውይይት
1. ብርሃን ቀጥ ባለ መስመር ይንቀሳቀሳል።
ይህ አባባል እውነት ነው ምክንያቱም ብርሃን እንደ ተሻጋሪ ሞገድ ቢንቀሳቀስም፣ የብርሃን መንገድ ቀጥ ያለ መስመር ነው። በጂኦሜትሪክ ኦፕቲክስ (የብርሃን ነጸብራቅ እና ነጸብራቅ) ርዕስ ውስጥ፣ ብርሃን የእንቅስቃሴ መንገዱ ቀጥ ያለ መስመር የሆነ ጨረር ተደርጎ ተገልጿል።
2. ብርሃን የኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገድ ነው፡
ይህ አባባል እውነት ነው ምክንያቱም ብርሃን የኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገድ ስለሆነ የብርሃን ስርጭት መካከለኛ አያስፈልገውም።
3. ብርሃን ሊዋሃድ ይችላል፡
ይህ አባባል እውነት ነው። ብርሃን የኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገድ አይነት ነው። ሁሉም ሞገዶች፣ ሜካኒካልም ሆኑ ኤሌክትሮማግኔቲክ፣ ከአንድ ቦታ ወደ ሌላ ቦታ ሲጓዙ ኃይል ይይዛሉ። ስለዚህ፣ የተወሰነው የብርሃን ኃይል በሚያልፈው መካከለኛ ሊዋጥ ይችላል። ለምሳሌ፣ ብርሃን ወደ አውሮፕላን መስታወት ሲሄድ፣ አብዛኛው ብርሃን ይንጸባረቃል፣ ነገር ግን ትንሽ ክፍል በመስታወቱ ይዋጣል።
4. ብርሃን የኤሌክትሪክ ኃይል ይይዛል፡
ይህ አባባል የተሳሳተ ነው። ብርሃን የኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገድ ሲሆን የኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገዶች የሚመነጩት በሚወዛወዙ የኤሌክትሪክ እና የማግኔቲክ መስኮች ነው። የኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገዶች የሚለቀቁት የኤሌክትሪክ ክፍያዎችን በማፋጠን ነው።
ትክክለኛው መልስ ሲ ነው።

ፍጹም ነጸብራቅ

3. በቀኝ በኩል ያለው ሥዕል በጣም ውድ የሆነ የአልማዝ ጌጣጌጥ ድንጋይ ያሳያል ምክንያቱም በአልማዝ የተንጸባረቀው ብርሃን በጣም የሚያብረቀርቅ ነው። ይህ ክስተት የሚከሰተው በ...
ሀ. ብርሃን ከዝቅተኛ ጥቅጥቅ ያለ መካከለኛ ወደ ጥቅጥቅ ያለ መካከለኛ የሚገባበት ፍጹም የሆነ የብርሃን ማጣቀሻ
ለ. የክስተት አንግል ከድንበር አንግል ያነሰ በሆነበት ፍጹም የሆነ የማጣቀሻ ነጥብ
ሐ. ብርሃኑ ከዝቅተኛ ጥቅጥቅ ካለ መካከለኛ ወደ ጥቅጥቅ ካለ መካከለኛ የሚመጣበት ፍጹም ነጸብራቅ
መ. የክስተት አንግል ከድንበር አንግል የሚበልጥበት ፍጹም ነጸብራቅ
ውይይት
ከአልማዝ የሚወጣው ብርሃን በብርሃን ስርጭት እና ፍጹም ነጸብራቅ ምክንያት የሚያብረቀርቅ ይመስላል። ፍጹም ነጸብራቅ የሚከሰተው ብርሃን ከፍ ያለ የሪፍራክቲቭ ኢንዴክስ ካለው መካከለኛ ወደ ዝቅተኛ የሪፍራክቲቭ ኢንዴክስ ካለው መካከለኛ ሲንቀሳቀስ ነው። ለምሳሌ፣ ብርሃን ከአልማዝ (ከፍ ያለ የሪፍራክቲቭ ኢንዴክስ ካለው) ወደ አየር (ዝቅተኛ የሪፍራክቲቭ ኢንዴክስ ካለው) ሲንቀሳቀስ ነው። ይህንን የበለጠ ለመረዳት ከታች ያለውን ምስል ይመልከቱ።

ብርሃን ከትልቅ የማጣቀሻ ኢንዴክስ ካለው መካከለኛ ወደ ትንሽ የማጣቀሻ ኢንዴክስ ካለው መካከለኛ ሲንቀሳቀስ፣ ብርሃኑ ከተለመደው አቅጣጫ ይታጠፋል። የክስተት አንግል (i) ከፍ ያለ ከሆነ የማጣቀሻ አንግል (r) ይበልጣል። በተወሰነ የክስተት አንግል፣ የማጣቀሻ አንግል 90o ነው። የክተት አንግል 90o ሲሆን የክስተት አንግል ወሳኝ አንግል (θk) ወይም የገደብ አንግል ይባላል። የክስተት አንግል ከወሳኝ አንግል ወይም ከገደብ አንግል የሚበልጥ ከሆነ ምንም ብርሃን አይገለበጥም፤ ሁሉም ብርሃን ይንጸባረቃል።
ትክክለኛው መልስ ዲ ነው።

4. በሪጀንሲ/ሲቲ ደረጃ ቁጥር 39 ላይ ለጁኒየር ሁለተኛ ደረጃ ትምህርት ቤቶች የ2011 ብሔራዊ የሳይንስ ኦሊምፒያ ጥያቄዎች
ፍጹም ነጸብራቅ ምልክት የሆነው የሚከተለው ክስተት…
ሀ. ቀስተ ደመና
ቢ. ሚራጅ
ሐ. ባለቀለም ሐይቅ
ዲ. አስቲግማቲዝም
ውይይት
ሚራጅ ፍጹም የሆነ የነጸብራቅ ክስተት ተብሎ ይጠራል ምክንያቱም በዚህ ሂደት ውስጥ ከአየር የሚመጣ ምንም አይነት ብርሃን በመንገድ ወለል የማይታጠፍ ነገር ግን ሁሉም ብርሃን በመንገድ ወለል የተንጸባረቀ ያህል ስለሚመስል። ሚራጆች የሚከሰቱት ብርሃን በእነዚህ የአየር ንብርብሮች የተለያዩ እፍጋት ምክንያት የተለያዩ የሪፍራክቲቭ ኢንዴክሶች ባላቸው የአየር ንብርብሮች ውስጥ ስለሚያልፍ ነው። እንደ እውነቱ ከሆነ ብርሃን በመንገድ ወለል ላይ አይንጸባረቅም ነገር ግን የተለያዩ የሪፍራክቲቭ ኢንዴክሶች ባላቸው የአየር ንብርብሮች ይገለበጣል (ይታጠፋል)።
ትክክለኛው መልስ ለ ነው።

5. በሪጀንሲ/ሲቲ ደረጃ ቁጥር 30 ላይ ለጁኒየር ሁለተኛ ደረጃ ትምህርት ቤቶች የ2010 ብሔራዊ የሳይንስ ኦሊምፒያ ጥያቄዎች
በሞቃታማ ቀን በአስፓልት መንገድ ላይ የዘይት ዝቃጭ ማየት በመሠረቱ ሙሉ በሙሉ የሚያንፀባርቅ ክስተት ነው ምክንያቱም…
ሀ. የላይኛው የአየር ንብርብሮች የማጣቀሻ መረጃ ጠቋሚ ከዝቅተኛ ንብርብሮች የበለጠ ነው።
ለ. የላይኛው የአየር ንብርብሮች የማጣቀሻ መረጃ ጠቋሚ ከዝቅተኛ ንብርብሮች ያነሰ ነው።
ሐ. የውሃ ጠብታዎች የተለያዩ ቀለሞችን በተለያዩ የማንጸባረቅ ማዕዘኖች ያንፀባርቃሉ።
መ. የውሃ ጠብታዎች በተለያዩ የማጣቀሻ ማዕዘኖች የተለያዩ ቀለሞችን ያንፀባርቃሉ።
ውይይት
በሞቃት ቀን በአስፋልት መንገድ ላይ የዘይት ብልጭታ መሰል ትዕይንት የግርግር ምሳሌ ነው። ግርግር የሚከሰተው በመንገዱ አቅራቢያ ባለው የአየር ንብርብር እና በላዩ ላይ ባለው የአየር ንብርብር መካከል ባለው የሪፍራክቲቭ ኢንዴክስ ልዩነት ምክንያት ነው።
በሞቃት ቀን፣ የመንገዱ ወለል አየሩን በቀጥታ ከላዩ ላይ ያሞቀዋል፣ ይህም የአየር ንጣፉን ከመንገዱ ወለል በላይ ካለው የአየር ንብርብር በላይ ካለው የአየር ንብርብር የበለጠ ሞቃት ያደርገዋል። ሞቃታማው የአየር ንብርብር ከፍተኛ መጠን ያለው መስፋፋት ያጋጥመዋል፣ ይህም ጥቅጥቅ ያለ ያደርገዋል (ዝቅተኛ ጥግግት)። በተቃራኒው፣ ከላዩ ላይ ያለው አነስተኛ ሞቃት የአየር ንብርብር አነስተኛ መጠን ያለው መስፋፋት ያጋጥመዋል፣ ይህም ጥቅጥቅ ያለ ያደርገዋል (ከፍተኛ ጥግግት)። ስለዚህ የታችኛው የአየር ንብርብር ጥቅጥቅ ያለ አይደለም፣ የላይኛው የአየር ንብርብር ደግሞ ጥቅጥቅ ያለ ነው።
ከታች ያለው የአየር ንብርብር (ከመንገዱ ወለል ጋር ቅርብ) ብዙም ጥቅጥቅ ያለ ስላልሆነ፣ ብርሃን በውስጡ ሲያልፈው በፍጥነት ይንቀሳቀሳል፣ በላይኛው በኩል ያለው የአየር ንብርብር ደግሞ የበለጠ ጥቅጥቅ ያለ ስለሆነ ብርሃን በውስጡ ሲያልፈው በዝግታ ይንቀሳቀሳል።
የማጣቀሻ ኢንዴክስ ቀመር፡ n = c / v፣ n የማጣቀሻ ኢንዴክስ ሲሆን፣ c = የብርሃን ፍጥነት በቫክዩም ውስጥ = ቋሚ = 3 x 10⁸ m/s፣ v = የብርሃን ፍጥነት በመካከለኛው ውስጥ። በዚህ ቀመር መሠረት፣ c የተስተካከለ ነው፣ ስለዚህ v ትልቅ ከሆነ n ያነሰ ይሆናል፣ እና v የሚቀንስ ከሆነ n የበለጠ ይሆናል።
ብርሃን በታችኛው የአየር ንብርብር (ትልቅ v) ውስጥ በፍጥነት ይንቀሳቀሳል፣ በዚህም ምክንያት የታችኛው የአየር ንብርብር አነስተኛ የማጣቀሻ ኢንዴክስ (ትንሽ n) እንዲኖረው፣ ብርሃን ደግሞ በላይኛው የአየር ንብርብር (ትንሽ v) ውስጥ በዝግታ እንዲንቀሳቀስ በማድረግ የላይኛው የአየር ንብርብር ትልቅ የማጣቀሻ ኢንዴክስ (ትልቅ n) እንዲኖረው ያደርጋል።
ትክክለኛው መልስ ሀ.

የሚያንጸባርቅ መረጃ ጠቋሚ

6. የሚታይ የብርሃን ጨረር በአየር ውስጥ 510 nm የሞገድ ርዝመት አለው። የብርሃን ጨረር 1,5 የሚያንጸባርቅ ኢንዴክስ ወዳለበት መካከለኛ ውስጥ ከገባ የሞገድ ርዝመቱ ወደ… ይቀየራል።
ኤ. 680 nm
ቢ. 510 nm
ሐ. 340 nm
ዲ. 170 nm
ውይይት
እንደሚታወቀው፡-
የሞገድ ርዝመት (λ) = 510 nm = 510 x 10^-9 ሜትር
የማጣቀሻ መረጃ ጠቋሚ (n) = 1,5
ጥያቄ፡ የሞገድ ርዝመት (λ) ወደ… ይቀየራል።
መልስ፡

የሞገድ ርዝመት (λ) ወደ 340 ናኖሜትሮች ይቀየራል።
ትክክለኛው መልስ ሲ ነው።

7. አንድ ዓሣ በጠራራ ገንዳ ግርጌ ይታያል፣ የገንዳው ጥልቀት 2 ሜትር ሲሆን የገንዳው አንጸባራቂ ጠቋሚ 4/3 ነው። ዓሣው ከገንዳው ወለል ጋር እኩል ሆኖ ከታየ፣ ዓሣው ከገንዳው ወለል ምን ያህል ይርቃል?
ሀ. ከመዋኛ ገንዳው ወለል 1 ሜትር
ለ. ከመዋኛ ገንዳው ወለል 1,5 ሜትር
ሐ. ከመዋኛ ገንዳው ወለል 2 ሜትር ርቀት ላይ
መ. ከመዋኛ ገንዳው ወለል 2,67 ሜትር
ውይይት
እንደሚታወቀው፡-
የመዋኛ ገንዳው አንጸባራቂ መረጃ ጠቋሚ = 4/3
የመዋኛ ገንዳ ጥልቀት = 2 ሜትር
ጥያቄ፡- ዓሦቹ ከኩሬው ወለል ምን ያህል ርቀት ላይ ሊታዩ ይችላሉ?
መልስ፡
ግልጽ ርቀት = 1: n (እውነተኛ ርቀት)
ግልጽ የሆነ ርቀት = 1፡ 4/3 (2 ሜትር)
የሚታይ ርቀት = 1 x 3/4 (2 ሜትር)
የሚታይ ርቀት = 3/4 (2 ሜትር)
ግልጽ የሆነ ርቀት = 6/4
የሚታይ ርቀት = 1,5 ሜትር
የዓሣው ርቀት ከኩሬው ወለል ላይ የሚታይ = 1,5 ሜትር
ትክክለኛው መልስ ለ ነው።

8. ብርሃን ከአካባቢው ጋር ሲነጻጸር የማጣቀሻ መረጃ ጠቋሚው በሆነበት ቻናል ውስጥ ሊተላለፍ ይችላል።
ሀ. > 1
ቢ. = 1
ሐ. < 1
መ. = 0
ውይይት
የቫክዩም ሪፍራክቲቭ ኢንዴክስ = 1,0000
የአንድ መካከለኛ የማጣቀሻ መረጃ ጠቋሚ ከቫክዩም የማጣቀሻ መረጃ ጠቋሚ የበለጠ ነው።
ትክክለኛው መልስ ሀ.

የብርሃን ስርጭት

9. የመበተን አንግል በሁለት ሞኖክሮማቲክ ብርሃን ቀለሞች መካከል ያለው አንግል ሲሆን ይህም የሚከሰተው…
ሀ. የብርሃን ፖላራይዜሽን
ለ. የብርሃን መምጠጥ
ሐ. የብርሃን ስርጭት
መ. የብርሃን ዲፍራክሽን
ውይይት
ሞኖክሮማቲክ ብርሃን አንድ ቀለም ወይም የሞገድ ርዝመት ያለው ብርሃን ነው። ነጭ ብርሃን ልክ እንደ የፀሐይ ብርሃን፣ የሁሉም ቀለሞች ጥምረት ሲሆን እያንዳንዳቸው የተለያየ የሞገድ ርዝመት ወይም ድግግሞሽ አላቸው። የነጭ ብርሃን ወደ የሚታይ ስፔክትረም (ቀይ፣ ብርቱካናማ፣ ቢጫ፣ አረንጓዴ፣ ሰማያዊ፣ ኢንዲጎ እና ቫዮሌት) መከፋፈል የብርሃን ስርጭት ይባላል።
የብርሃን መበታተን በፕሪዝም፣ በውሃ ጠብታዎች ወይም በሌሎች ነገሮች ሊከናወን ይችላል። ቀስተ ደመናዎች በዕለት ተዕለት ሕይወት ውስጥ የብርሃን መበታተን ምሳሌ ናቸው፣ የፀሐይ ብርሃን በዝናብ ጠብታዎች የሚበተንበት።
ትክክለኛው መልስ ሲ ነው።

10. በሪጀንሲ/ሲቲ ደረጃ ቁጥር 60 ላይ ለጁኒየር ሁለተኛ ደረጃ ትምህርት ቤቶች የ2011 ብሔራዊ የሳይንስ ኦሊምፒያ ጥያቄዎች
ቀስተ ደመና እንደ ከፊል ክብ ቅርጽ ያለው ባለቀለም ሪባን ሆኖ ይታያል። ከታች ካሉት አራት የቀስተ ደመና ቀለሞች ትክክለኛው ቅደም ተከተል፣ ከትንሹ እስከ ትልቁ ራዲየስ፣…
ሀ. ቀይ፣ ብርቱካናማ፣ ቢጫ፣ አረንጓዴ
ለ. ሰማያዊ፣ ወይንጠጅ፣ አረንጓዴ፣ ቢጫ
ሐ. አረንጓዴ፣ ሰማያዊ፣ ኢንዲጎ፣ ቫዮሌት
ዲ. ኢንዲጎ፣ ሰማያዊ፣ አረንጓዴ፣ ቢጫ
ውይይት
የቀስተ ደመና ቀለሞች ቅደም ተከተል ቀይ፣ ብርቱካናማ፣ ቢጫ፣ አረንጓዴ፣ ሰማያዊ፣ ኢንዲጎ እና ወይንጠጅ ቀለም ነው።
ቀይ ብርሃን ረጅሙ የሞገድ ርዝመት አለው፣ የቫዮሌት ብርሃን ደግሞ አጭሩ ነው። የእያንዳንዱ የብርሃን ቀለም መገለጥ የሚወሰነው በሞገድ ርዝመቱ ላይ ነው።
ነጭ የፀሐይ ብርሃን በዝናብ ጠብታዎች ሲበተን፣ ረዘም ያለ የሞገድ ርዝመት ያለው ብርሃን ያነሰ አቅጣጫውን የሚቀይር ሲሆን፣ አጭር የሞገድ ርዝመት ያለው ብርሃን ደግሞ የበለጠ አቅጣጫውን የሚቀይር ነው። ቀይ ብርሃን በትንሹ አቅጣጫውን የሚቀይር የሞገድ ርዝመት ረዘም ያለ ስለሆነ ነው፣ የቫዮሌት ብርሃን ደግሞ በጣም አቅጣጫውን የሚቀይር የሞገድ ርዝመት አጭር ስለሆነ ነው፣ ከታች ባለው ሥዕላዊ መግለጫ ላይ እንደሚታየው። ስለዚህ፣ የተመልካቹ ዓይን ከላይ ያለውን ቀይ ብርሃን እና ከታች ያለውን የቫዮሌት ብርሃን ያያል።
የቀስተ ደመና ብርሃን ቀለሞች በሙሉ ክብ ቅርጽ ያላቸው ሲሆኑ፣ ቀይ የብርሃን ክብ ከላይ ስለሚገኝ ትልቁ ራዲየስ አለው፣ ሐምራዊ የብርሃን ክብ ደግሞ ከታች ስለሆነ ትንሹ ራዲየስ አለው።
ከትልቁ ራዲየስ እስከ ትንሹ ራዲየስ ድረስ ያሉት የብርሃን ቀለሞች ቅደም ተከተል ቀይ፣ ብርቱካናማ፣ ቢጫ፣ አረንጓዴ፣ ሰማያዊ፣ ኢንዲጎ፣ ወይንጠጅ ቀለም ነው።
ትክክለኛው መልስ ዲ ነው።

11. በውሃው ወለል ላይ ካለው የዘይት ንብርብር የሚመጡት ቀላል ቀለሞች የሚከሰቱት በክስተቱ ምክንያት ነው...
ሀ. ጣልቃ ገብነት
ለ. ፖላራይዜሽን
ሐ. ዲስፐርሲ
መ. ዲፍራክሽን
ውይይት
ትክክለኛው መልስ ሲ ነው።