11 exemples d'ones de llum
Presteu atenció a les afirmacions següents:
(1) Substitueix la quadrícula per una quadrícula amb un nombre més gran de línies per mil·límetre.
(2) Llum que cau del blau al groc
(3) Canviar la llum emesa de vermell a verd
(4) Acosta la pantalla a la quadrícula
El que s'inclou en l'esforç per augmentar l'amplada de la banda brillant en l'experiment de la xarxa de difracció és...
Discussió
Fórmula d'interferència de doble escletxa (interferència constructiva):
L'amplada de l'escletxa (d) és molt petita en comparació amb la distància entre l'escletxa i la pantalla (L), de manera que l'angle és molt petit. L'angle és tan petit que el valor de sin θ és proper a la tangent θ.
sin θ ≈ tan θ = y / L
Informació:
y = amplada de la banda brillant, n = ordre, λ = longitud d'ona, L = distància entre la reixeta i la pantalla, d = amplada de l'escletxa.
d = 1 / (4000 línies / cm) = 0,00025 cm
(1) Substitueix la quadrícula per una quadrícula amb un nombre més gran de línies per mil·límetre.
Exemple:
d = 1 / (1000 línies / cm) = 0,001 cm
d = 1 / (2000 línies / cm) = 0,0005 cm
d = 1 / (3000 línies / cm) = 0,0003 cm
d = 1 / (4000 línies / cm) = 0,00025 cm
Segons aquest càlcul, si el nombre de línies per mil·límetre és més gran, l'amplada de l'escletxa (d) és més petita. Segons la fórmula anterior, si l'amplada de l'escletxa (d) és més petita, l'amplada de la banda brillant (y) és més gran.
Aquesta afirmació és certa.
(2) Llum que cau del blau al groc
La llum blava té una freqüència més gran que la llum groga, i viceversa
La llum blava té una longitud d'ona més petita que la llum groga.
Si la llum cau del blau al groc, la longitud d'ona es fa més gran.
Segons la fórmula anterior, si la longitud d'ona és més gran, l'amplada de la banda brillant (y) és més gran.
Aquesta afirmació és certa.
(3) Canviar la llum emesa de vermell a verd
La llum vermella té una freqüència més baixa que la llum verda, i viceversa
La llum vermella té una longitud d'ona més llarga que la llum groga.
Si la llum cau del vermell al verd, la longitud d'ona es fa més petita.
Segons la fórmula anterior, si la longitud d'ona és més petita, l'amplada de la banda brillant (y) és més petita.
Aquesta afirmació és incorrecta.
(4) Acosta la pantalla a la quadrícula
Apropar la pantalla a la quadrícula significa reduir L. Segons la fórmula anterior, si la distància entre la quadrícula i la pantalla (L) és més petita, l'amplada de la banda brillant (y) és més petita.
Aquesta afirmació és incorrecta.
2. Difracció de la llum
En un experiment de difracció de llum utilitzant una xarxa de difracció de 4.500 línies.cm -1 , en una pantalla col·locada a una distància L de la xarxa, la distància de la banda brillant de segon ordre és d'1 mm. Si la xarxa utilitzada es substitueix per una altra xarxa que tingui 5.400 línies.cm -1 , aleshores la distància de la banda brillant de segon ordre mesurada des de la banda brillant central és...
A. 0,6 mm
B. 0,9 mm
C. 1,2 mm
D. 1,6 mm
E. 2,2 mm
Discussió
Se sap que:
d 1 = 1 / (4500 línies / cm) = 1/4500 cm
n² = 1
y 1 = 1 mm = 0,1 cm
d² = 1 / (5400 línies / cm ) = 1/5400 cm
n² = 2
Preguntat: i 2
Resposta:
Fórmula d'interferència de doble escletxa (interferència constructiva):
d sin θ = n λ
L'amplada de l'escletxa és molt petita en comparació amb la distància entre l'escletxa i la pantalla, de manera que l'angle és molt petit. L'angle és tan petit que el valor de sin theta és proper a la tangent theta.
sin θ ≈ tan θ = y / L
d sin θ = n λ
d (y / L) = n λ
dy = n λ L
Informació:
d = amplada de l'escletxa, y = distància entre la llum central i la llum d'ordre n, n = ordre, λ = longitud d'ona, L = distància entre la reixeta i la pantalla.
Experiment 1:
d² y² = n² λ L
(1/4500)(0,1) = (2) λ L
0,1 / 4500 = (2) λ L
0,1 / (2)(4500) = λ L
0,1 / 9000 = λ L
Experiment 2:
d² y² = n² λ L
(1/5400)(y² ) = (2) λ L
y 2 / 5400 = (2) λ L
y² / ( 2)(5400) = λ L
y² / 10.800 = λ L
La longitud d'ona de la llum (λ) utilitzada és la mateixa i la distància entre la reixeta i la pantalla (L) també és la mateixa.
λ L = λ L
0,1 / 9000 = i² / 10.800
(0,1)(10.800) = ( y² )(9000)
1080 = y² ( 9000)
y2 = 1080 / 9000
y2 = 0,12 cm
y2 = 1,2 mm
La resposta correcta és C.
Interferència lumínica
3. Dues escletxes estretes separades per una distància de 2 mm s'il·luminen perpendicularment. En una pantalla a 1 metre de les escletxes, es forma una quarta línia brillant, situada a 1 mm de la línia brillant central. La longitud d'ona de la llum utilitzada és...
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
E. 0,5 x 10⁻⁶ m
Discussió
Se sap que:
Distància entre escletxes (d) = 2 mm = 2 x 10 -3 metres
Ordre (n) = 4
Distància entre la pantalla i l'espai (l) = 1 metre
Distància de la sisena línia brillant des de la línia brillant central (y) = 1 mm = 1 x 10⁻³ metres = 10⁻³ metres
Pregunta: Longitud d'ona de la llum ( λ)
Resposta:
Fórmula d'interferència de doble escletxa (interferència constructiva):
d sin θ = n λ
La distància entre les escletxes és més petita que la distància entre les escletxes i la pantalla, de manera que l'angle és molt petit. L'angle és molt petit, de manera que el valor de sin θ és proper a ta ngen θ.
Longitud d'ona de la llum ( λ):
La resposta correcta és E.
4. En l'experiment de Young, es van utilitzar dues escletxes estretes, separades per 3 mm cadascuna, i es va col·locar una pantalla a 1 m de les escletxes. Si la sisena llum es produeix a una distància d'1 mm de la llum central, la longitud d'ona de la llum utilitzada és...
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
E. 24 x 10 -6 m
Discussió
Se sap que:
Distància entre escletxes (d) = 3 mm = 3 x 10 -3 metres
Ordre (n) = 6
Distància entre la pantalla i l'espai (l) = 1 metre
Distància de la sisena línia brillant des de la línia brillant central (y) = 1 mm = 1 x 10⁻³ metres = 10⁻³ metres
Pregunta: Longitud d'ona de la llum ( λ)
Resposta:
Longitud d'ona de la llum ( λ):
La resposta correcta és A.
Característiques de les ones de llum
5. Característiques de les ones:
(1) forma d'ona longitudinal
(2) pot refractar
(3) pot interferir
(4) es pot polaritzar
(5) la seva propagació requereix un medi
L'afirmació anterior, que és una característica de les ones de llum, és el nombre...
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)
Discussió
La resposta correcta és D.
6. Pregunta núm. 29 de l'examen nacional de física SMA/MA 2015/2016
Presta atenció a la següent afirmació!
(1) Pot interferir
(2) Experimentant la polarització
(3) Experimentant la difracció
(4) Arrossegant-se sense medi
(5) Es pot reflectir
L'afirmació correcta anterior sobre les propietats de les ones sonores és...
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)
Discussió
(2) La polarització la experimenten les ones transversals. Les ones sonores són ones longitudinals.
(4) Les ones que es propaguen sense un medi són només ones electromagnètiques, les ones sonores són ones mecàniques que requereixen un medi per propagar-se.
La resposta correcta és B.
Reixa de difracció
7. Una xarxa de difracció té 4.000 línies per cm. Es projecta llum monocromàtica sobre la xarxa i produeix una línia brillant de segon ordre. Si l'angle de desviació és de 30 ° , la longitud d'ona de la llum és... (1 Å = 10⁻¹⁵ m )
A. 8.000 Å
B. 6.250 Å
C. 5.000 Å
D. 4.500 Å
E. 4.000 Å
Discussió
Se sap que:
Constant de xarxa (d) = 1 / (4000 línies/cm) = 0,00025 cm = 2,5 x 10⁻⁴ cm = 2,5 x 10⁻⁶ metres
Ordre (n) = 2
sin 30 o = 0,5
1 Å = 10⁻¹⁵ m
Pregunta: Longitud d'ona de la llum (λ)
Resposta:
La resposta correcta és B.
8. Un feix de llum monocromàtica amb una longitud d'ona de 2,5.10 x 7⁻⁷ m incideix sobre una xarxa de reixeta que consta de 10.000 ratllades/cm. Quin és l'angle de la línia brillant de segon ordre?
A. 30 °
B. 37 o
C. 45 °
D. 53 o
E. 60 °
Discussió
Se sap que:
Constant de xarxa (d) = 1 / (10.000 línies/cm) = 0,0001 cm = 1 x 10⁻⁴ cm = 1 x 10⁻⁶ metres
Ordre (n) = 2
Longitud d'ona de la llum (λ) = 2,5 x 10⁻¹ metres
Preguntat: Angle (θ)
Resposta:
La resposta correcta és A.
9. Interferència de doble escletxa
Un feix de llum groga cau sobre dues escletxes, causant una interferència visible a la pantalla. De l'afirmació següent:
(1) La banda brillant s'eixamplarà si la llum groga es substitueix per la blava
(2) La banda brillant s'eixamplarà si es redueix la distància entre les escletxes.
( 3) Com més lluny de la llum central, menor és la intensitat.
(4) com més lluny de la llum central, la intensitat roman constant.
L'afirmació correcta és…
A. (1), (3) i (4)
B. Només (1) i (3)
C. Només (1) i (4)
D. Només (2) i (3)
E. Només (2) i (4)
Discussió
La distància entre les escletxes és més petita que la distància entre les escletxes i la pantalla, de manera que l'angle és molt petit. L'angle és molt petit, de manera que el valor de sin θ és proper a ta ngen θ.
Fórmula d'interferència de doble escletxa (interferència constructiva)
Informació:
d = distància entre escletxes, y = distància de l'enèsima línia brillant a la línia brillant central, l = distància entre la pantalla i l'escletxa, n = ordre, λ = longitud d'ona p de la llum.
(1) La banda brillant s'eixamplarà si la llum groga es substitueix per la blava
Segons aquesta fórmula, el nombre de línies brillants (n) és inversament proporcional a la longitud d'ona ( λ). Si la longitud d'ona és més petita, el nombre de línies brillants (n) és més gran. La llum groga té una longitud d'ona més llarga (freqüència més baixa) que la llum blava. Si la llum groga es substitueix per llum blava, la longitud d'ona és més petita, de manera que el nombre de línies brillants (n) és més gran.
Aquesta afirmació és certa.
(2) La banda brillant s'eixamplarà si es redueix la distància entre les escletxes.
Segons la fórmula anterior, la distància entre les escletxes (d) és directament proporcional al nombre de línies brillants (n). Si es redueix la distància entre les escletxes, el nombre de línies brillants (n) disminuirà.
Aquesta afirmació és incorrecta.
(3) Com més lluny de la llum central, menor és la intensitat.
La intensitat està relacionada amb el nivell de brillantor. La intensitat és inversament proporcional a la distància; com més gran sigui la distància, més baixa serà la intensitat (més tènue serà la llum).
Aquesta afirmació és certa.
(4) Com més lluny de la llum central, la intensitat es manté constant.
Aquesta afirmació és incorrecta.
La resposta correcta és B.
10. Un feix de llum monocromàtica amb una longitud d'ona de 5.10⁻⁷ m es dirigeix perpendicularment a la reixeta. Si la distància entre la pantalla i la reixeta és de 2 m i una llum de tercer ordre es produeix a la pantalla a una distància de 150 cm de la llum central, aleshores la distància entre les escletxes és...
- 4.10-6 m
- 3.10-6 m
- 2.10-6 m
- 3.10-7 m
- 2.10-7 m
Discussió
Se sap que:
Longitud d'ona (λ) = 5 x 10-7 metre
l = 2 metres
n = 3
y = 150 cm = 1,5 metres
Preguntat: constant de xarxa
Resposta:
sin θ ≈ tan θ = y / l = 1,5 / 2 = 0,75 = 75 x 10 -2
Distància entre buits:
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) metres
d = (0,2)(10-5) metres
d = 2.10-6 metre
La resposta correcta és C.
11. Un feix de llum monocromàtica amb una longitud d'ona de 500 nm (1 nano = 10⁻⁹ ) incideix perpendicularment a la xarxa . Si la quarta llum forma un angle de desviació de 30 ° , el nombre de línies per cm de la xarxa és….
- 3000
- 2500
- 1250
- 1000
- 250
Discussió
Se sap que:
Longitud d'ona (λ) = 500.10-9 metres = 5.10-7 metre
θ = 30o
n = 4
Preguntat: nombre de línies per cm de quadrícula
Resposta:
Distància entre buits:
d sin θ = n λ
d (sin 30)o) = (4)(5.10-7)
d (0,5) = 20.10-7
d = (20.10-7) / 0,5
d = 40.10-7
d = 4.10-6 metre
Nombre de línies per cm de quadrícula:
x = 1/4.10-6 metre
x = 0,25.106 línia / metre
x = 0,25.106 línia / 102 cm
x = 0,25.104 línia / cm
x = 25.102 línia / cm
x = 2500 línies/cm
La resposta correcta és B.
Font de la pregunta:
2015/2016 SMA/MA Física Qüestions ONU
