11 примера за светлинни вълни
Обърнете внимание на следните твърдения:
(1) Заменете мрежата с мрежа с по-голям брой линии на милиметър.
(2) Светлина, която пада от синьо към жълто
(3) Промяна на излъчваната светлина от червена на зелена
(4) Преместете екрана по-близо до мрежата
Какво е включено в усилията за увеличаване на ширината на ярката лента в експеримента с дифракционна решетка е...
Дискусия
Формула за интерференция с двоен процеп (конструктивна интерференция):
Ширината на процепа (d) е много малка в сравнение с разстоянието между процепа и екрана (L), така че ъгълът е много малък. Ъгълът е толкова малък, че стойността на sin θ е близка до тангенса θ.
sin θ ≈ tan θ = y / L
Информация:
y = ширина на ярката лента, n = ред, λ = дължина на вълната, L = разстояние между решетката и екрана, d = ширина на процепа.
d = 1 / (4000 линии / см) = 0,00025 см
(1) Заменете мрежата с мрежа с по-голям брой линии на милиметър.
пример:
d = 1 / (1000 линии / см) = 0,001 см
d = 1 / (2000 линии / см) = 0,0005 см
d = 1 / (3000 линии / см) = 0,0003 см
d = 1 / (4000 линии / см) = 0,00025 см
Въз основа на това изчисление, ако броят на линиите на милиметър е по-голям, тогава ширината на процепа (d) е по-малка. Въз основа на горната формула, ако ширината на процепа (d) е по-малка, тогава ширината на ярката лента (y) е по-голяма.
Това твърдение е вярно.
(2) Светлина, която пада от синьо към жълто
Синята светлина има по-висока честота от жълтата и обратното.
Синята светлина има по-малка дължина на вълната от жълтата светлина.
Ако светлината се преобразува от синьо в жълто, дължината на вълната става по-голяма.
Въз основа на горната формула, ако дължината на вълната е по-голяма, ширината на ярката лента (y) е по-голяма.
Това твърдение е вярно.
(3) Промяна на излъчваната светлина от червена на зелена
Червената светлина има по-ниска честота от зелената светлина и обратното
Червената светлина има по-голяма дължина на вълната от жълтата светлина.
Ако светлината се променя от червено към зелено, дължината на вълната става по-малка.
Въз основа на горната формула, ако дължината на вълната е по-малка, ширината на ярката лента (y) е по-малка.
Това твърдение е погрешно.
(4) Преместете екрана по-близо до мрежата
Приближаването на екрана до мрежата означава намаляване на L. Въз основа на горната формула, ако разстоянието между мрежата и екрана (L) е по-малко, ширината на ярката лента (y) е по-малка.
Това твърдение е погрешно.
2. Дифракция на светлината
В експеримент за дифракция на светлина, използващ решетка с 4.500 линии.cm⁻¹ , върху екран, поставен на разстояние L от решетката, разстоянието на ярката лента от втори ред е 1 mm. Ако използваната решетка се замени с друга решетка с 5.400 линии.cm⁻¹ , тогава разстоянието на ярката лента от втори ред, измерено от централната ярка лента, е...
А. 0,6 мм
Б. 0,9 мм
C. 1,2 мм
Г. 1,6 мм
E. 2,2 мм
Дискусия
Известно е, че:
d 1 = 1 / (4500 линии / см) = 1/4500 см
n² = 1
y 1 = 1 мм = 0,1 см
d2 = 1 / (5400 линии / см) = 1/ 5400 см
n² = 2
Зададен въпрос: y 2
Отговор:
Формула за интерференция с двоен процеп (конструктивна интерференция):
d sin θ = n λ
Ширината на процепа е много малка в сравнение с разстоянието между процепа и екрана, така че ъгълът е много малък. Ъгълът е толкова малък, че стойността на sin theta е близка до tangenta theta.
sin θ ≈ tan θ = y / L
d sin θ = n λ
d (y / L) = nλ
dy = nλL
Информация :
d = ширина на процепа, y = разстояние между централната светлина и светлината от n-ти ред, n = ред, λ = дължина на вълната, L = разстояние между решетката и екрана.
Експеримент 1:
d²y² = n²λL
(1/4500)(0,1) = (2) λL
0,1 / 4500 = (2) λL
0,1 / (2)(4500) = λL
0,1 / 9000 = λL
Експеримент 2:
d²y² = n²λL
(1/5400)(y² ) = (2)λL
y² / 5400 = (2) λL
y² / ( 2)(5400) = λL
y² / 2 10.800 = λL
Дължината на вълната на светлината (λ) е една и съща, а разстоянието между решетката и екрана (L) също е еднакво.
λL = λL
0,1 / 9000 = y² / 2 10.800
(0,1)(10.800 2) = ( y² )(9000)
1080 = y² ( 9000)
y² = 1080 / 9000
y² = 0,12 см
y² = 1,2 мм
Верният отговор е C.
Светлинна интерференция
3. Два тесни процепа, разделени на разстояние 2 мм, са осветени перпендикулярно. На екран, разположен на 1 метър от процепите, се образува четвърта ярка линия, разположена на 1 мм от централната ярка линия. Дължината на вълната на използваната светлина е…
A. 24 x 10⁻⁶ м
Б. 8,0 x 10⁻⁶ м
C. 3,7 x 10⁻⁶ м
D. 2,0 x 10⁻⁶ м
E. 0,5 x 10⁻⁶ м
Дискусия
Известно е, че:
Разстояние между прорезите (d) = 2 мм = 2 x 10⁻³ метра
Ред (n) = 4
Разстояние между екрана и пролуката (l) = 1 метър
Разстояние на 4-тата ярка линия от централната ярка линия (y) = 1 мм = 1 x 10⁻³ метра = 10⁻³ метра
Въпрос: Дължина на вълната на светлината ( λ)
Отговор:
Формула за интерференция с двоен процеп (конструктивна интерференция):
d sin θ = n λ
Разстоянието между процепите е по-малко от разстоянието между процепите и екрана, така че ъгълът е много малък. Ъгълът е много малък, така че стойността на sin θ е близка до ta ngen θ.
Дължина на вълната на светлината ( λ):
Верният отговор е Е.
4. В експеримента на Йънг са използвани два тесни процепа, всеки на разстояние 3 мм един от друг, и екран е поставен на 1 м от процепите. Ако шестата светлина се произвежда на разстояние 1 мм от централната светлина, тогава дължината на вълната на използваната светлина е...
A. 0,5 x 10⁻⁶ м
Б. 2,0 x 10⁻⁶ м
C. 3,7 x 10⁻⁶ м
Г. 8,0 x 10⁻⁶ м
E. 24 x 10⁻⁶ м
Дискусия
Известно е, че:
Разстояние между прорезите (d) = 3 мм = 3 x 10⁻³ метра
Ред (n) = 6
Разстояние между екрана и пролуката (l) = 1 метър
Разстояние на 6-тата ярка линия от централната ярка линия (y) = 1 мм = 1 x 10⁻³ метра = 10⁻³ метра
Въпрос: Дължина на вълната на светлината ( λ)
Отговор:
Дължина на вълната на светлината ( λ):
Верният отговор е А.
Характеристики на светлинните вълни
5. Характеристики на вълните:
(1) надлъжна форма на вълната
(2) може да пречупва
(3) може да попречи
(4) може да бъде поляризирано
(5) разпространението му изисква среда
Горното твърдение, което е характеристика на светлинните вълни, е числото…
А. (1), (2) и (3)
Б. (1), (2) и (4)
В. (1), (3) и (5)
Г. (2), (3) и (4)
Д. (2), (2) и (5)
Дискусия
Верният отговор е Д.
6. Въпрос № 29 от националния изпит по физика за SMA/MA уч. година 2015/2016
Обърнете внимание на следното твърдение!
(1) Може да пречи
(2) Преживяване на поляризация
(3) Изпитване на дифракция
(4) Пълзящо без посредник
(5) Може да се отрази
Правилното твърдение по-горе за свойствата на звуковите вълни е...
А. (1), (2) и (3)
Б. (1), (3) и (5)
В. (1), (4) и (5)
Г. (2), (3) и (4)
Д. (3), (4) и (5)
Дискусия
(2) Поляризацията се усеща при напречните вълни. Звуковите вълни са надлъжни вълни.
(4) Вълните, които се разпространяват без среда, са само електромагнитни вълни, звуковите вълни са механични вълни, които изискват среда, за да се разпространяват.
Верният отговор е Б.
Дифракционна решетка
7. Дифракционната решетка има 4.000 линии на cm. Монохроматичната светлина, насочена към решетката, създава ярка линия от втори ред. Ако ъгълът на отклонение е 30 ° , тогава дължината на вълната на светлината е… (1 Å = 10⁻⁶⁻⁰ m)
А. 8.000 Å
Б. 6.250 Å
около 5.000 Å
D. 5 500 Å
E. 4.000 Å
Дискусия
Известно е, че:
Константа на решетката (d) = 1 / (10 000 линии / cm) = 0,00025 cm = 2,5 x 10⁻⁴ cm = 2,5 x 10⁻⁶ метра
Ред (n) = 2
sin 30 o = 0,5
1 Å = 10⁻⁶⁻⁰ м
Въпрос: Дължина на вълната на светлината (λ)
Отговор:
Верният отговор е Б.
8. Лъч монохроматична светлина с дължина на вълната 2,5 × 10⁻⁷ m попада върху решетка, състояща се от 10 000 драскотини/cm. Какъв е ъгълът за ярката линия от втори ред?
А. 30 °
Б. 37 o
C. 45 °
Д. 53 o
E. 60 °
Дискусия
Известно е, че:
Константа на решетката (d) = 1 / (10 000 линии / cm) = 0,0001 cm = 1 x 10⁻⁴ cm = 1 x 10⁻⁶ метра
Ред (n) = 2
Дължина на вълната на светлината (λ) = 2,5 x 10⁻⁷ метра
Зададен въпрос: Ъгъл (θ)
Отговор:
Верният отговор е А.
9. Интерференция с двоен процеп
Лъч жълта светлина се насочва към два процепа, причинявайки видима интерференция на екрана. От следното твърдение:
(1) Ярката лента ще се разшири, ако жълтата светлина се замени със синя
(2) Ярката лента ще се разшири, ако разстоянието между процепите се намали.
( 3) Колкото по-далеч от централната светлина, толкова по-малка е интензитетът.
(4) колкото по-далеч от централната светлина, толкова по-интензитетът остава постоянен.
Правилното твърдение е…
А. (1), (3) и (4)
Б. Само (1) и (3)
C. Само (1) и (4)
Г. Само (2) и (3)
Д. само (2) и (4)
Дискусия
Разстоянието между процепите е по-малко от разстоянието между процепите и екрана, така че ъгълът е много малък. Ъгълът е много малък, така че стойността на sin θ е близка до ta ngen θ.
Формула за двойна интерференция на процепа (конструктивна интерференция)
Информация :
d = разстояние между процепите, y = разстояние на n-тата ярка линия от централната ярка линия, l = разстояние между екрана и процепа, n = ред, λ = p дължина на вълната на светлината.
(1) Ярката лента ще се разшири, ако жълтата светлина се замени със синя
Въз основа на тази формула, броят на ярките линии (n) е обратно пропорционален на дължината на вълната ( λ). Ако дължината на вълната е по-малка, броят на ярките линии (n) е по-голям. Жълтата светлина има по-голяма дължина на вълната (по-ниска честота) от синята светлина. Ако жълтата светлина се замени със синя светлина, дължината на вълната е по-малка, така че броят на ярките линии (n) е по-голям.
Това твърдение е вярно.
(2) Ярката лента ще се разшири, ако разстоянието между процепите се намали.
Въз основа на горната формула, разстоянието между процепите (d) е право пропорционално на броя на ярките линии (n). Ако разстоянието между процепите се намали, броят на ярките линии (n) ще намалее.
Това твърдение е погрешно.
(3) Колкото по-далеч от централната светлина, толкова по-малка е интензитетът.
Интензитетът е свързан с нивото на яркост. Интензитетът е обратно пропорционален на разстоянието; колкото по-голямо е разстоянието, толкова по-нисък е интензитетът (толкова по-слаба е светлината).
Това твърдение е вярно.
(4) Колкото по-далеч от централната светлина, толкова постоянен остава интензитетът.
Това твърдение е погрешно.
Верният отговор е Б.
10. Лъч монохроматична светлина с дължина на вълната 5.10⁻⁷ m е насочен перпендикулярно на решетката. Ако разстоянието между екрана и решетката е 2 m и светлина от трети ред се появява на екрана на разстояние 150 cm от централната светлина, тогава разстоянието между процепите е….
- 4.10-6 m
- 3.10-6 m
- 2.10-6 m
- 3.10-7 m
- 2.10-7 m
Дискусия
Известно е, че:
Дължина на вълната (λ) = 5 x 10-7 метър
l = 2 метра
п = 3
y = 150 см = 1,5 метра
Попитано: константа на решетката
Отговор:
sin θ ≈ tan θ = y / l = 1,5 / 2 = 0,75 = 75 x 10 -2
Разстояние между пролуките:
d sin θ = n λ
г (75.10-2) = (3)(5.10-7)
г (75.10-2) = 15.10-7
d = (15.10-7) / (75.10-2)
d = (15/75)10-5
d = (1/5)(10-5) метра
d = (0,2)(10-5) метра
d = 2.10-6 метър
Верният отговор е C.
11. Лъч монохроматична светлина с дължина на вълната 500 nm (1 нано = 10⁻⁹ ) пада перпендикулярно на решетката . Ако четвъртата светлина образува ъгъл на отклонение от 30 ° , броят на линиите на cm от решетката е….
- 3000
- 2500
- 1250
- 1000
- 250
Дискусия
Известно е, че:
Дължина на вълната (λ) = 500.10-9 метра = 5.10-7 метър
θ = 30o
п = 4
Попитано: брой линии на сантиметър мрежа
Отговор:
Разстояние между пролуките:
d sin θ = n λ
d (sin 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 метър
Брой линии на сантиметър мрежа:
х = 1 / 4.10-6 метър
х = 0,25.106 линия / метър
х = 0,25.106 ред / 102 cm
х = 0,25.104 линия / см
х = 25.102 линия / см
x = 2500 линии/см
Верният отговор е Б.
Източник на въпроса:
2015/2016 SMA/MA Physics UN въпроси
