Enghreifftiau o gwestiynau a fformwlâu ar gyfer tonnau golau mewn opteg ffisegol
Nodweddion golau
1. Mae golau yn don electromagnetig, felly golau….
A. Nid yw'n profi myfyrdod
B. Nid yw'n profi plygiant
C. Nid oes angen cyfrwng lluosogi arno
D. Nid yw'n cario ynni yn ei ymlediad
Trafodaeth
Mae golau yn don, felly, mae'n cael ei adlewyrchu, ei blygu, ac yn cario egni yn ystod ei ledaeniad, yn union fel tonnau eraill. Mae golau yn don electromagnetig, felly nid oes angen cyfrwng arno i ledaenu.
Yr ateb cywir yw C.
2. Rhowch sylw i'r datganiad canlynol:
1. Mae golau'n symud mewn llinell syth
2. Mae golau yn don electromagnetig
3. Gellir amsugno golau
4. Mae golau yn cario gwefr drydanol
Y datganiad cywir ynglŷn â phriodweddau golau yw...
A. datganiad 1 yn unig
B. datganiadau 1 a 2
C. datganiadau 1, 2 a 3
D. mae pob datganiad yn wir
Trafodaeth
1. Mae golau yn symud mewn llinell syth.
Mae'r datganiad hwn yn wir oherwydd er bod golau yn symud fel ton draws, mae llwybr golau yn llinell syth. Ym mhwnc opteg geometrig (adlewyrchiad a phlygiant golau), caiff golau ei ddarlunio fel pelydr y mae ei lwybr symudiad yn llinell syth.
2. Mae golau yn don electromagnetig:
Mae'r datganiad hwn yn wir oherwydd bod golau yn don electromagnetig, lle nad oes angen cyfrwng i ledaenu golau.
3. Gellir amsugno golau:
Mae'r datganiad hwn yn wir. Mae golau yn fath o don electromagnetig. Mae pob ton, mecanyddol ac electromagnetig, yn cario egni wrth iddynt deithio o un lleoliad i'r llall. Felly, gall rhywfaint o egni'r golau gael ei amsugno gan y cyfrwng y mae'n mynd drwyddo. Er enghraifft, pan fydd golau'n teithio tuag at ddrych plan, mae'r rhan fwyaf o'r golau'n cael ei adlewyrchu, ond mae cyfran fach yn cael ei amsugno gan y drych.
4. Mae golau yn cario gwefr drydanol:
Mae'r datganiad hwn yn anghywir. Mae golau yn don electromagnetig, a chynhyrchir tonnau electromagnetig gan feysydd trydanol a magnetig sy'n osgiliadu. Allyrrir tonnau electromagnetig trwy gyflymu gwefrau trydanol.
Yr ateb cywir yw C.
Adlewyrchiad perffaith
3. Mae'r llun ar y dde yn dangos carreg gemwaith diemwnt sy'n ddrud iawn oherwydd bod y golau sy'n cael ei adlewyrchu gan y diemwnt mor ddisglair. Mae'r ffenomen hon yn cael ei hachosi gan…
A. plygiant perffaith lle mae golau'n mynd i mewn o gyfrwng llai dwys i gyfrwng mwy dwys
B. plygiant perffaith lle mae ongl y digwyddiad yn llai na'r ongl ffin
C. adlewyrchiad perffaith lle mae'r golau'n dod o gyfrwng llai dwys i gyfrwng mwy dwys
D. adlewyrchiad perffaith lle mae ongl y digwyddiad yn fwy na'r ongl ffin
Trafodaeth
Mae'n ymddangos bod golau o ddiemwnt yn disgleirio oherwydd gwasgariad golau ac adlewyrchiad perffaith. Mae adlewyrchiad perffaith yn digwydd pan fydd golau'n symud o gyfrwng â mynegai plygiannol uwch i un â mynegai plygiannol is. Er enghraifft, mae golau'n symud o ddiemwnt (â mynegai plygiannol uwch) i aer (â mynegai plygiannol is). I ddeall hyn ymhellach, archwiliwch y ddelwedd isod.
Pan fydd golau'n symud o gyfrwng gyda mynegai plygiannol mawr i gyfrwng gyda mynegai plygiannol bach, mae'r golau'n cael ei blygu i ffwrdd o'r normal. Os yw'r ongl drawiad (i) yn fwy yna mae'r ongl plygiannol (r) yn fwy. Ar ongl drawiad benodol, mae'r ongl plygiannol yn 90o. Gelwir yr ongl drawiad pan fydd yr ongl plygiannol yn 90o yn ongl gritigol (θk) neu'r ongl derfyn. Os yw'r ongl drawiad yn fwy na'r ongl gritigol neu'r ongl derfyn yna ni chaiff unrhyw olau ei blygu; mae'r holl olau'n cael ei adlewyrchu.
Yr ateb cywir yw D.
4. Cwestiynau Olympiad Gwyddoniaeth Cenedlaethol 2011 ar gyfer Ysgolion Uwchradd Iau ar Lefel Regency/Dinas Rhif 39
Y ffenomen ganlynol, sy'n symptom o fyfyrdod perffaith, yw….
A. enfys
B. mirage
Llyn lliw C.
D. astigmatiaeth
Trafodaeth
Gelwir mirage yn ffenomen adlewyrchiad perffaith oherwydd yn y broses hon, nid yw unrhyw olau sy'n dod o'r awyr yn cael ei blygu gan wyneb y ffordd ond mae'n ymddangos fel pe bai'r holl olau yn cael ei adlewyrchu gan wyneb y ffordd. Mae mirages yn digwydd oherwydd bod golau'n teithio trwy haenau o aer sydd â mynegeion plygiannol gwahanol oherwydd dwyseddau gwahanol yr haenau hyn o aer. Mewn gwirionedd, nid yw golau'n cael ei adlewyrchu gan wyneb y ffordd ond mae'n cael ei blygu (ei blygu) gan haenau o aer sydd â mynegeion plygiannol gwahanol.
Yr ateb cywir yw B.
5. Cwestiynau Olympiad Gwyddoniaeth Cenedlaethol 2010 ar gyfer Ysgolion Uwchradd Iau ar Lefel Regency/Dinas Rhif 30
Mae gweld slic olew ar wyneb ffordd asffalt ar ddiwrnod poeth yn ddigwyddiad adlewyrchiad llwyr yn ei hanfod oherwydd….
A. Mae mynegai plygiannol haenau uchaf yr aer yn fwy na mynegai'r haenau isaf.
B. Mae mynegai plygiannol haenau uchaf yr aer yn llai na'r haenau isaf.
C. Mae diferion dŵr yn adlewyrchu gwahanol liwiau ar wahanol onglau adlewyrchiad.
D. Mae diferion dŵr yn plygu gwahanol liwiau ar wahanol onglau plygiannol.
Trafodaeth
Mae golygfa fel slic olew ar ffordd asffalt ar ddiwrnod poeth yn enghraifft o rhamant. Mae rhamantau'n digwydd oherwydd y gwahaniaeth yn y mynegai plygiannol rhwng yr haen aer ger y ffordd a'r haen aer uwchben.
Ar ddiwrnod poeth, mae wyneb y ffordd yn cynhesu'r aer yn uniongyrchol uwchben, gan wneud yr haen aer yn uniongyrchol uwchben wyneb y ffordd yn boethach na'r haen aer ymhellach i fyny'r afon. Mae'r haen aer poethach yn profi ehangu cyfaint mwy, gan ei gwneud yn llai dwys (dwysedd is). I'r gwrthwyneb, mae'r haen aer llai poeth uwchben yn profi llai o ehangu cyfaint, gan ei gwneud yn fwy dwys (dwysedd uwch). Felly mae'r haen aer isaf yn llai dwys, tra bod yr haen aer uchaf yn fwy dwys.
Gan fod yr haen o aer ar y gwaelod (yn agosach at wyneb y ffordd) yn llai dwys, mae golau'n symud yn gyflymach pan fydd yn mynd trwyddo, tra bod yr haen o aer ar y brig yn fwy dwys felly mae golau'n symud yn arafach pan fydd yn mynd trwyddo.
Y fformiwla ar gyfer yr mynegai plygiannol yw: n = c / v, lle mae n yn cynrychioli'r mynegai plygiannol, c = cyflymder golau mewn gwactod = cysonyn = 3 x 108 m/s, v = cyflymder golau yn y cyfrwng. Yn seiliedig ar y fformiwla hon, mae c wedi'i osod fel os yw v yn mynd yn fwy yna mae n yn mynd yn llai ac i'r gwrthwyneb os yw v yn lleihau yna mae n yn mynd yn fwy.
Mae golau'n symud yn gyflymach yn yr haen aer isaf (v mawr) fel bod gan yr haen aer isaf fynegai plygiannol llai (n bach) tra bod golau'n symud yn arafach yn yr haen aer uchaf (v bach) fel bod gan yr haen aer uchaf fynegai plygiannol mwy (n mawr).
Yr ateb cywir yw A.
mynegai plygiannol
6. Mae gan drawst golau gweladwy donfedd o 510 nm mewn aer. Os yw'r trawst golau yn mynd i mewn i gyfrwng gyda mynegai plygiannol o 1,5, mae ei donfedd yn newid i….
A. 680 nm
B. 510 nm
C. 340 nm
D. 170 nm
Trafodaeth
Mae'n hysbys bod:
Tonfedd (λ) = 510 nm = 510 x 10-9 mesurydd
Mynegai plygiannol (n) = 1,5
Cwestiwn: Mae'r donfedd (λ) yn newid i….
Ateb:
Mae'r donfedd (λ) yn newid i 340 nanometr.
Yr ateb cywir yw C.
7. Gwelir pysgodyn ar waelod pwll clir, mae dyfnder y pwll yn 2 fetr, mynegai plygiannol y pwll yw 4/3. Os gwelir y pysgodyn bron yn berpendicwlar i wyneb y pwll, pa mor bell mae'r pysgodyn yn weladwy o wyneb y pwll?
A. 1 metr o wyneb y pwll
B. 1,5 metr o wyneb y pwll
C. 2 fetr o wyneb y pwll
D. 2,67 metr o wyneb y pwll
Trafodaeth
Mae'n hysbys bod:
Mynegai plygiannol y pwll = 4/3
Dyfnder y pwll = 2 fetr
Cwestiwn: Pa mor bell y gellir gweld y pysgod o wyneb y pwll?
Ateb:
Pellter ymddangosiadol = 1 : n (pellter real)
Pellter ymddangosiadol = 1 : 4/3 (2 fetr)
Pellter ymddangosiadol = 1 x 3/4 (2 fetr)
Pellter ymddangosiadol = 3/4 (2 fetr)
Pellter ymddangosiadol = 6/4
Pellter ymddangosiadol = 1,5 metr
Pellter y pysgod sy'n weladwy o wyneb y pwll = 1,5 metr
Yr ateb cywir yw B.
8. Gellir trosglwyddo golau mewn sianel y mae ei mynegai plygiannol o'i gymharu â'r amgylchedd yn….
A. > 1
B. = 1
C. < 1
D. = 0
Trafodaeth
Mynegai plygiannol gwactod = 1,0000
Mae mynegai plygiannol cyfrwng yn fwy na mynegai plygiannol gwactod.
Yr ateb cywir yw A.
Gwasgariad golau
9. Yr ongl gwasgariad yw'r ongl rhwng dau liw o olau monocromatig sy'n digwydd pe bai….
A. polareiddio golau
B. amsugno golau
C. gwasgariad golau
D. diffractiad golau
Trafodaeth
Golau monocromatig yw golau sydd ag un lliw neu donfedd. Mae golau gwyn, fel golau haul, yn gyfuniad o bob lliw, pob un â thonfedd neu amledd gwahanol. Gelwir dadansoddiad golau gwyn i'r sbectrwm gweladwy (coch, oren, melyn, gwyrdd, glas, indigo, a fioled) yn wasgariad golau.
Gellir cyflawni gwasgariad golau gan brismau, diferion dŵr, neu wrthrychau eraill. Mae enfysau yn enghraifft o wasgariad golau ym mywyd bob dydd, lle mae golau haul yn cael ei wasgaru gan ddiferion glaw.
Yr ateb cywir yw C.
10. Cwestiynau Olympiad Gwyddoniaeth Cenedlaethol 2011 ar gyfer Ysgolion Uwchradd Iau ar Lefel Regency/Dinas Rhif 60
Mae enfys yn ymddangos fel rhuban lliwgar siâp cylch rhannol. Y drefn gywir ar gyfer pedwar lliw'r enfys isod, o'r radiws lleiaf i'r radiws mwyaf, yw…
A. coch, oren, melyn, gwyrdd
B. glas, porffor, gwyrdd, melyn
C. gwyrdd, glas, indigo, fioled
D. indigo, glas, gwyrdd, melyn
Trafodaeth
Trefn lliwiau'r enfys yw coch, oren, melyn, gwyrdd, glas, indigo a phorffor.
Golau coch sydd â'r donfedd hiraf, tra bod gan olau fioled y fyrraf. Mae gwyriad pob lliw golau yn dibynnu ar ei donfedd.
Pan fydd golau haul gwyn yn cael ei wasgaru gan ddiferion glaw, mae golau â thonfeddi hirach yn cael ei wyro llai, tra bod golau â thonfeddi byrrach yn cael ei wyro mwy. Mae golau coch yn cael ei wyro leiaf oherwydd bod ei donfedd yn hirach, tra bod golau fioled yn cael ei wyro fwyaf oherwydd bod ei donfedd yn fyrrach, fel y dangosir yn y diagram isod. Felly, mae llygad yr arsylwr yn gweld y golau coch ar y brig a'r golau fioled ar y gwaelod.
Mae holl liwiau golau'r enfys ar siâp cylch, lle mae'r cylch golau coch ar y brig felly mae ganddo'r radiws mwyaf, tra bod y cylch golau porffor ar y gwaelod felly mae ganddo'r radiws lleiaf.
Trefn y lliwiau golau o'r radiws mwyaf i'r radiws lleiaf yw coch, oren, melyn, gwyrdd, glas, indigo, porffor.
Yr ateb cywir yw D.
11. Mae'r lliwiau golau o'r haen olew ar wyneb y dŵr yn digwydd oherwydd y digwyddiad...
A. ymyrraeth
B. polareiddio
C. dispersi
D. diffractiad
Trafodaeth
Yr ateb cywir yw C.
