Mga Sampol nga Pangutana bahin sa Panaghisgot sa Makita nga Kahayag
Pendahuluan
Ang makita nga kahayag mao ang bahin sa electromagnetic spectrum nga makita sa mata sa tawo. Ang wavelength range sa makita nga kahayag gibana-bana nga 380 hangtod 740 nanometer. Kini nga kahayag gilangkoban sa lainlaing mga kolor nga mahimong ibulag pinaagi sa refraction o diffraction. Kini nga panghitabo kanunay nga gitun-an sa pisika, labi na sa kapitulo bahin sa optika.
Ang kahayag usa ka matang sa enerhiya nga importante sa adlaw-adlaw nga kinabuhi ug usa ka importanteng hilisgutan sa nagkalain-laing mga problema sa pisika. Niini nga artikulo, atong hisgutan ang pipila ka mga ehemplo sa mga problema ug unsaon kini pagsulbad nga may kalabutan sa makita nga kahayag.
Mga Sampol nga Pangutana ug Panaghisgot
Pangutana 1: Espritmo sa Puti nga Kahayag
Ang usa ka prisma nga bildo gigamit sa pagbulag sa usa ka silaw sa puti nga kahayag ngadto sa mga kolor niini. Ilista ang spectrum sa kolor nga resulta sa repraksyon sa puti nga kahayag agi sa prisma, gikan sa pinakamubo ngadto sa pinakataas nga wavelength.
Panaghisgot:
Ang puti nga kahayag gilangkoban sa lain-laing mga kolor nga adunay lain-laing mga wavelength. Kung ang puti nga kahayag ipaagi sa usa ka prisma, ang matag sangkap sa kolor mabawog sa lain-laing anggulo depende sa wavelength niini. Ang han-ay sa mga kolor gikan sa pinakamubo ngadto sa pinakataas nga wavelength mao ang:
1. Lila
2. Asul
3. Berde
4. Dilaw
5. Kahel
6. Pula
Ang purpura adunay pinakamubo nga wavelength (~380 nm) ug mao ang pinakadaghang na-deflect, samtang ang pula adunay pinakataas nga wavelength (~700 nm) ug mao ang pinakagamay nga na-deflect.
Pangutana 2: Indeks sa Repraktibo
Usa ka monochromatic nga kahayag nga adunay wavelength nga 600 nm ang anaa sa usa ka medium sa tubig nga adunay refractive index nga \(n\). Ang kahayag mosulod sa ikaduhang medium, nga mao ang bildo nga adunay refractive index nga 1,5. Kwentaha ang anggulo sa refraction kon ang anggulo sa incidence sa tubig kay 30 degrees. Ang refractive index sa tubig kay 1,33.
Panaghisgot:
Gamita ang balaod ni Snell, nga nag-ingon nga:
\[ n_1 \sin \theta_1 = n_2 \sin \theta_2 \]
Gihatag:
– Indeks sa repraktibo sa tubig, \( n_1 = 1,33 \)
– Indeks sa repraktibo sa bildo, \( n_2 = 1,5 \)
– Anggulo sa pag-abot sa tubig, \( \theta_1 = 30^\circ \)
Mao nga:
\[ 1,33 \sin 30^\circ = 1,5 \sin \theta_2 \]
Tungod kay \(\sin 30^\circ = 0,5\), ilisi kini sa ekwasyon:
\[ 1,33 \times 0,5 = 1,5 \sin \theta_2 \]
\[ 0,665 = 1,5 \sin \theta_2 \]
\[ \sin \theta_2 = \frac{0,665}{1,5} \]
\[ \sin \theta_2 = 0,4433 \]
Pangitaa ang anggulo sa refraction \( \theta_2 \):
\[ \theta_2 = \sin^{-1}(0,4433) \approx 26,4^\circ \]
Busa, ang anggulo sa repraksyon sa bildo \( \theta_2 \) mga 26,4 degrees.
Pangutana 3: Pagsamok sa Kahayag
Duha ka pig-ot nga parallel slits, nga gibulag sa gilay-on nga \(d = 0,1\) mm, gidan-agan sa usa ka silaw sa monochromatic nga kahayag nga adunay wavelength nga \(\lambda = 500\) nm. Ang silaw sa kahayag nagpatunghag interference pattern sa usa ka screen nga 2 m gikan sa mga slits. Kwentaha ang gilay-on tali sa duha ka sunod-sunod nga hayag nga banda sa screen.
Panaghisgot:
Gamita ang equation para sa distansya tali sa duha ka sunod-sunod nga bright bands sa usa ka two-slit interference pattern:
\[ \Delta y = \frac{\lambda L}{d} \]
Gihatag:
– Ang gitas-on sa balud sa kahayag, \( \lambda = 500 \times 10^{-9} \) metros
– Distansya gikan sa gisi ngadto sa screen, \( L = 2 \) metros
– Ang gilay-on tali sa duha ka gisi, \( d = 0,1 \times 10^{-3} \) metros
Ilisi kini nga mga kantidad:
\[ \Delta y = \frac{500 \times 10^{-9} \text{ m} \times 2 \text{ m}}{0,1 \times 10^{-3} \text{ m}} \]
\[ \Delta y = \frac{1000 \times 10^{-9} \text{ m}}{0,1 \times 10^{-3} \text{ m}} \]
\[ \Delta y = \frac{1000 \times 10^{-9}}{10^{-4}} \]
\[ \Delta y = 10^{-5 + 4} \]
\[ \Delta y = 10^{-1} \]
\[ \Delta y = 0,01 \text{ m} \]
Busa, ang gilay-on tali sa duha ka sunod-sunod nga hayag nga mga banda sa screen kay 0,01 metros o 1 cm.
Pangutana 4: Diffraction sa Kahayag
Ang kahayag nga adunay wavelength nga \( \lambda = 600 \) nm moagi sa usa ka slit nga adunay gilapdon nga \(a = 0,02\) mm. Ang resulta nga diffraction pattern makuha sa usa ka screen nga 3 metros gikan sa slit. Kwentaha ang gilapdon sa unang itom nga banda gikan sa sentro sa diffraction pattern.
Panaghisgot:
Gamita ang equation para sa gilapdon sa unang ngitngit nga banda (single slit diffraction pattern):
\[ y = \frac{m \lambda L}{a} \]
Para sa unang ngitngit nga banda, \( m = 1 \):
\[ y = \frac{1 \times 600 \times 10^{-9} \text{ m} \times 3 \text{ m}}{0,02 \times 10^{-3} \text{ m}} \]
Pag-ilis sa mga kantidad:
\[ y = \frac{600 \times 10^{-9} \text{ m} \times 3 \text{ m}}{0,02 \times 10^{-3} \text{ m}} \]
\[ y = \frac{1800 \times 10^{-9} \text{ m}}{0,02 \times 10^{-3} \text{ m}} \]
\[ y = \frac{1800}{0,02} \times 10^{-6} \text{ m} \]
\[ y = \frac{1800}{0,02} \times 10^{-6} \text{ m} \]
\[ y = 90000 \times 10^{-6} \text{ m} \]
\[ y = 0,09 \text{ m} \]
Busa, ang gilapdon sa unang itom nga banda gikan sa sentro sa diffraction pattern kay 0,09 metros o 9 cm.
Konklusyon
Ang makita nga kahayag mao ang rehiyon sa electromagnetic spectrum nga makita sa mata sa tawo ug importante alang sa mga optical phenomena sama sa refraction, interference, ug diffraction. Ang pagsabot sa mga batakang konsepto ug ang pagsulbad sa mga problema nga naglambigit niini nga mga phenomena importante kaayo alang sa mga estudyante ug mga tigdukiduki. Niini nga artikulo, among gisusi ang pipila ka mga ehemplo sa mga problema, kompleto sa mga pagpasabut, aron matabangan kita nga masabtan kung giunsa ang makita nga kahayag nakig-uban sa usa ka medium ug nagpatunghag lainlaing mga optical phenomena. Uban sa mas maayo nga pagsabot, mahimo natong masusi ang dugang nga mga aplikasyon sa makita nga kahayag sa syensya ug teknolohiya.
