11 primjera svjetlosnih valova
Obratite pažnju na sljedeće izjave:
(1) Zamijenite mrežu mrežom s većim brojem linija po milimetru.
(2) Svjetlost koja pada iz plave u žutu
(3) Promijenite emitirano svjetlo iz crvene u zelenu
(4) Pomaknite ekran bliže mreži
Šta je uključeno u nastojanje da se poveća širina svijetle trake u eksperimentu s difrakcijskom rešetkom je...
Diskusija
Formula interferencije dvostrukog proreza (konstruktivna interferencija):
Širina proreza (d) je vrlo mala u poređenju sa udaljenošću između proreza i ekrana (L), tako da je ugao vrlo mali. Ugao je toliko mali da je vrijednost sin θ blizu tangente θ.
sin θ ≈ tan θ = y / L
Informacije:
y = širina svijetle trake, n = red, λ = talasna dužina, L = udaljenost između rešetke i ekrana, d = širina proreza.
d = 1 / (4000 linija / cm) = 0,00025 cm
(1) Zamijenite mrežu mrežom s većim brojem linija po milimetru.
Contoh:
d = 1 / (1000 linija / cm) = 0,001 cm
d = 1 / (2000 linija / cm) = 0,0005 cm
d = 1 / (3000 linija / cm) = 0,0003 cm
d = 1 / (4000 linija / cm) = 0,00025 cm
Na osnovu ovog proračuna, ako je broj linija po milimetru veći, onda je širina proreza (d) manja. Na osnovu gornje formule, ako je širina proreza (d) manja, onda je širina svijetle trake (y) veća.
Ova izjava je tačna.
(2) Svjetlost koja pada iz plave u žutu
Plava svjetlost ima veću frekvenciju od žute svjetlosti, i obrnuto
Plava svjetlost ima manju talasnu dužinu od žute svjetlosti.
Ako se svjetlost spušta iz plave u žutu, tada se talasna dužina povećava.
Na osnovu gornje formule, ako je talasna dužina veća, širina svetle trake (y) je veća.
Ova izjava je tačna.
(3) Promijenite emitirano svjetlo iz crvene u zelenu
Crveno svjetlo ima nižu frekvenciju od zelenog svjetla, i obrnuto
Crvena svjetlost ima dužu talasnu dužinu od žute svjetlosti.
Ako se svjetlost spušta iz crvene u zelenu, tada se talasna dužina smanjuje.
Na osnovu gornje formule, ako je talasna dužina manja, širina svetle trake (y) je manja.
Ova izjava je pogrešna.
(4) Pomaknite ekran bliže mreži
Pomicanje ekrana bliže mreži znači smanjenje L. Na osnovu gornje formule, ako je udaljenost između mreže i ekrana (L) manja, širina svijetle trake (y) je manja.
Ova izjava je pogrešna.
2. Difrakcija svjetlosti
U eksperimentu difrakcije svjetlosti korištenjem rešetke od 4.500 linija.cm -1 , na ekranu postavljenom na udaljenosti L od rešetke, udaljenost svijetle trake drugog reda je 1 mm. Ako se korištena rešetka zamijeni drugom rešetkom koja ima 5.400 linija.cm -1 , tada je udaljenost svijetle trake drugog reda mjerena od centralne svijetle trake...
A. 0,6 mm
B. 0,9 mm
C. 1,2 mm
D. 1,6 mm
E. 2,2 mm
Diskusija
Poznato je da:
d 1 = 1 / (4500 linija / cm) = 1/4500 cm
n² = 1
y 1 = 1 mm = 0,1 cm
d2 = 1 / (5400 linija / cm) = 1/ 5400 cm
n² = 2
Pitanje: y 2
Odgovor:
Formula interferencije dvostrukog proreza (konstruktivna interferencija):
d sin θ = n λ
Širina proreza je vrlo mala u poređenju sa udaljenošću između proreza i ekrana, tako da je ugao vrlo mali. Ugao je toliko mali da je vrijednost sin theta blizu tangente theta.
sin θ ≈ tan θ = y / L
d sin θ = n λ
d (y / L) = nλ
dy = nλL
Informacije:
d = širina proreza, y = udaljenost između centralne svjetlosti i svjetlosti n-tog reda, n = red, λ = talasna dužina, L = udaljenost između rešetke i ekrana.
Eksperiment 1:
d 1 y 1 = n 1 λ L
(1/4500)(0,1) = (2) λL
0,1 / 4500 = (2) λL
0,1 / (2)(4500) = λL
0,1 / 9000 = λL
Eksperiment 2:
d 2 y 2 = n 2 λ L
(1/5400)(y² ) = (2)λL
y² / 5400 = (2) λL
y² / ( 2)(5400) = λL
y² / 10.800 = λL
Talasna dužina svetlosti (λ) koja se koristi je ista, a rastojanje između rešetke i ekrana (L) je takođe isto.
λL = λL
0,1 / 9000 = y² / 10.800
(0,1)(10.800) = ( y² )(9000)
1080 = y² ( 9000)
y² = 1080 / 9000
y² = 0,12 cm
y² = 1,2 mm
Tačan odgovor je C.
Svjetlosna interferencija
3. Dva uska proreza razdvojena rastojanjem od 2 mm osvijetljena su okomito. Na ekranu udaljenom 1 metar od proreza formira se četvrta svijetla linija, smještena 1 mm od centralne svijetle linije. Talasna dužina korištene svjetlosti je…
A. 24 x 10⁻⁶ m
B. 8,0 x 10⁻⁶ m
Cca 3,7 x 10⁻⁶ m
D. 2,0 x 10⁻⁶ m
E. 0,5 x 10⁻⁶ m
Diskusija
Poznato je da:
Udaljenost između proreza (d) = 2 mm = 2 x 10⁻³ metara
Redoslijed (n) = 4
Udaljenost između ekrana i praznine (l) = 1 metar
Udaljenost 4. svijetle linije od centralne svijetle linije (y) = 1 mm = 1 x 10⁻³ metara = 10⁻³ metara
Pitanje: Talasna dužina svetlosti ( λ)
Odgovor:
Formula interferencije dvostrukog proreza (konstruktivna interferencija):
d sin θ = n λ
Udaljenost između proreza je manja od udaljenosti između proreza i ekrana, tako da je ugao vrlo mali. Ugao je vrlo mali, tako da je vrijednost sin θ bliska ta ngen θ.
Talasna dužina svetlosti ( λ):
Tačan odgovor je E.
4. U Youngovom eksperimentu korištena su dva uska proreza, svaki udaljen 3 mm, a ekran je postavljen 1 m od proreza. Ako se šesta svjetlost proizvodi na udaljenosti od 1 mm od centralne svjetlosti, tada je talasna dužina korištene svjetlosti...
A. 0,5 x 10⁻⁶ m
B. 2,0 x 10⁻⁶ m
Cca 3,7 x 10⁻⁶ m
D. 8,0 x 10⁻⁶ m
E. 24 x 10⁻⁶ m
Diskusija
Poznato je da:
Udaljenost između proreza (d) = 3 mm = 3 x 10⁻³ metara
Redoslijed (n) = 6
Udaljenost između ekrana i praznine (l) = 1 metar
Udaljenost 6. svijetle linije od centralne svijetle linije (y) = 1 mm = 1 x 10⁻³ metara = 10⁻³ metara
Pitanje: Talasna dužina svetlosti ( λ)
Odgovor:
Talasna dužina svetlosti ( λ):
Tačan odgovor je A.
Karakteristike svjetlosnih talasa
5. Karakteristike talasa:
(1) longitudinalni talasni oblik
(2) može prelamati
(3) može ometati
(4) može biti polarizirano
(5) za njegovo širenje je potreban medij
Gornja izjava, koja je karakteristika svjetlosnih valova, je broj…
A. (1), (2) i (3)
B. (1), (2) i (4)
C. (1), (3) i (5)
D. (2), (3) i (4)
E. (2), (2) i (5)
Diskusija
Tačan odgovor je D.
6. Pitanje br. 29 za Nacionalni ispit iz fizike za akademsku godinu 2015/2016.
Obratite pažnju na sljedeću izjavu!
(1) Može ometati
(2) Doživljavanje polarizacije
(3) Doživljavanje difrakcije
(4) Puzanje bez medija
(5) Može se odraziti
Tačna tvrdnja iznad o svojstvima zvučnih talasa je...
A. (1), (2) i (3)
B. (1), (3) i (5)
C. (1), (4) i (5)
D. (2), (3) i (4)
E. (3), (4) i (5)
Diskusija
(2) Polarizaciju doživljavaju transverzalni valovi. Zvučni valovi su longitudinalni valovi.
(4) Valovi koji se šire bez medija su samo elektromagnetski valovi, zvučni valovi su mehanički valovi kojima je za širenje potreban medij.
Tačan odgovor je B.
Difrakcijska rešetka
7. Difrakcijska rešetka ima 4.000 linija po cm. Monohromatska svjetlost se usmjerava na rešetku i proizvodi svijetlu liniju drugog reda. Ako je ugao odstupanja 30 ° , tada je talasna dužina svjetlosti… (1 Å = 10⁻⁶ -10⁻⁶ m)
A. 8.000 Å
B. 6.250 Å
Oko 5.000 Å
D. 4.500 Å
E. 4.000 Å
Diskusija
Poznato je da:
Konstanta rešetke (d) = 1 / (4000 linija / cm) = 0,00025 cm = 2,5 x 10⁻⁴ cm = 2,5 x 10⁻⁶ metara
Redoslijed (n) = 2
sin 30 o = 0,5
1 Å = 10⁻⁶⁻⁶ m
Pitanje: Talasna dužina svetlosti (λ)
Odgovor:
Tačan odgovor je B.
8. Snop monohromatske svjetlosti talasne dužine 2,5.10 x 7⁻⁷ m pada na rešetku koja se sastoji od 10.000 ogrebotina/cm. Koji je ugao za svijetlu liniju drugog reda?
A. 30 stepeni
B. 37 o
C. 45 °
D. 53 o
E. 60 °
Diskusija
Poznato je da:
Konstanta rešetke (d) = 1 / (10.000 linija / cm) = 0,0001 cm = 1 x 10⁻⁴ cm = 1 x 10⁻⁶ metara
Redoslijed (n) = 2
Talasna dužina svetlosti (λ) = 2,5 x 10⁻⁷ metara
Pitanje: Ugao (θ)
Odgovor:
Tačan odgovor je A.
9. Interferencija dvostrukog proreza
Snop žute svjetlosti pada na dva proreza, uzrokujući vidljivu interferenciju na ekranu. Iz sljedeće izjave:
(1) Svijetla traka će postati šira ako se žuto svjetlo zamijeni plavim
(2) Svijetla traka će postati šira ako se smanji udaljenost između proreza.
( 3) Što dalje od centralnog svjetla, to je intenzitet manji.
(4) što dalje od centralnog svjetla, intenzitet ostaje konstantan.
Tačna izjava je…
A. (1), (3) i (4)
B. Samo (1) i (3)
C. Samo (1) i (4)
D. Samo (2) i (3)
E. samo (2) i (4)
Diskusija
Udaljenost između proreza je manja od udaljenosti između proreza i ekrana, tako da je ugao vrlo mali. Ugao je vrlo mali, tako da je vrijednost sin θ bliska ta ngen θ.
Formula interferencije dvostrukog proreza (konstruktivna interferencija)
Informacije:
d = udaljenost između proreza, y = udaljenost n-te svijetle linije od centralne svijetle linije, l = udaljenost između ekrana i proreza, n = red, λ = p talasna dužina svjetlosti.
(1) Svijetla traka će postati šira ako se žuto svjetlo zamijeni plavim
Na osnovu ove formule, broj svijetlih linija (n) je obrnuto proporcionalan talasnoj dužini ( λ). Ako je talasna dužina manja, broj svijetlih linija (n) je veći. Žuta svjetlost ima dužu talasnu dužinu (nižu frekvenciju) od plave svjetlosti. Ako se žuta svjetlost zamijeni plavom svjetlošću, talasna dužina je manja, pa je broj svijetlih linija (n) veći.
Ova izjava je tačna.
(2) Svijetla traka će postati šira ako se smanji udaljenost između proreza.
Na osnovu gornje formule, udaljenost između proreza (d) je direktno proporcionalna broju svijetlih linija (n). Ako se udaljenost između proreza smanji, broj svijetlih linija (n) će se smanjiti.
Ova izjava je pogrešna.
(3) Što dalje od centralnog svjetla, to je intenzitet manji.
Intenzitet je povezan sa nivoom svjetline. Intenzitet je obrnuto proporcionalan udaljenosti; što je veća udaljenost, to je niži intenzitet (svjetlost slabija).
Ova izjava je tačna.
(4) Što je dalje od centralnog svjetla, intenzitet ostaje konstantan.
Ova izjava je pogrešna.
Tačan odgovor je B.
10. Snop monohromatske svjetlosti talasne dužine 5.10⁻⁷ m usmjeren je okomito na rešetku. Ako je udaljenost između ekrana i rešetke 2 m i svjetlost trećeg reda se pojavljuje na ekranu na udaljenosti od 150 cm od centralne svjetlosti, tada je udaljenost između proreza….
- 4.10-6 m
- 3.10-6 m
- 2.10-6 m
- 3.10-7 m
- 2.10-7 m
Diskusija
Poznato je da:
Talasna dužina (λ) = 5 x 10-7 metar
l = 2 metra
n = 3
y = 150 cm = 1,5 metara
Pitao/la: konstanta rešetke
Odgovor:
sin θ ≈ tan θ = y / l = 1,5 / 2 = 0,75 = 75 x 10 -2
Udaljenost između praznina:
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) metara
d = (0,2)(10-5) metara
d = 2.10-6 metar
Tačan odgovor je C.
11. Snop monohromatske svjetlosti talasne dužine 500 nm (1 nano = 10⁻⁹ ) pada okomito na rešetku . Ako četvrta svjetlost formira ugao odstupanja od 30 ° , broj linija po cm rešetke je….
- 3000
- 2500
- 1250
- 1000
- 250
Diskusija
Poznato je da:
Talasna dužina (λ) = 500.10-9 metar = 5.10-7 metar
θ = 30o
n = 4
Pitao/la: broj linija po cm mreže
Odgovor:
Udaljenost između praznina:
d sin θ = n λ
d (sinus 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 metar
Broj linija po cm mreže:
x = 1 / 4.10-6 metar
x = 0,25.106 linija / metar
x = 0,25.106 linija / 102 cm
x = 0,25.104 linija / cm
x = 25.102 linija / cm
x = 2500 linija/cm
Tačan odgovor je B.
Izvor pitanja:
2015/2016 SMA/MA Fizika UN pitanja
