11 Παραδείγματα Φωτεινών Κυμάτων
Δώστε προσοχή στις ακόλουθες δηλώσεις:
(1) Αντικαταστήστε το πλέγμα με ένα πλέγμα με μεγαλύτερο αριθμό γραμμών ανά χιλιοστό.
(2) Φως που πέφτει από μπλε σε κίτρινο
(3) Αλλάξτε το φως που εκπέμπεται από κόκκινο σε πράσινο
(4) Μετακινήστε την οθόνη πιο κοντά στο πλέγμα
Αυτό που περιλαμβάνεται στην προσπάθεια αύξησης του πλάτους της φωτεινής ζώνης στο πείραμα περίθλασης με φράγμα είναι...
Συζήτηση
Τύπος παρεμβολής διπλής σχισμής (κατασκευαστική παρεμβολή):
Το πλάτος της σχισμής (d) είναι πολύ μικρό σε σύγκριση με την απόσταση μεταξύ της σχισμής και της οθόνης (L), έτσι ώστε η γωνία να είναι πολύ μικρή. Η γωνία είναι τόσο μικρή που η τιμή του sin θ είναι κοντά στην εφαπτομένη θ.
sin θ ≈ tan θ = y / L
Πληροφορίες:
y = πλάτος της φωτεινής ζώνης, n = τάξη, λ = μήκος κύματος, L = απόσταση μεταξύ του πλέγματος και της οθόνης, d = πλάτος της σχισμής.
d = 1 / (4000 γραμμές / cm) = 0,00025 cm
(1) Αντικαταστήστε το πλέγμα με ένα πλέγμα με μεγαλύτερο αριθμό γραμμών ανά χιλιοστό.
Παράδειγμα:
d = 1 / (1000 γραμμές / cm) = 0,001 cm
d = 1 / (2000 γραμμές / cm) = 0,0005 cm
d = 1 / (3000 γραμμές / cm) = 0,0003 cm
d = 1 / (4000 γραμμές / cm) = 0,00025 cm
Με βάση αυτόν τον υπολογισμό, εάν ο αριθμός των γραμμών ανά χιλιοστό είναι μεγαλύτερος, τότε το πλάτος της σχισμής (d) είναι μικρότερο. Με βάση τον παραπάνω τύπο, εάν το πλάτος της σχισμής (d) είναι μικρότερο, τότε το πλάτος της φωτεινής ζώνης (y) είναι μεγαλύτερο.
Αυτή η δήλωση είναι αληθής.
(2) Φως που πέφτει από μπλε σε κίτρινο
Το μπλε φως έχει μεγαλύτερη συχνότητα από το κίτρινο φως, αντίστροφα
Το μπλε φως έχει μικρότερο μήκος κύματος από το κίτρινο φως.
Αν το φως μετατοπιστεί από μπλε σε κίτρινο, τότε το μήκος κύματος γίνεται μεγαλύτερο.
Με βάση τον παραπάνω τύπο, εάν το μήκος κύματος είναι μεγαλύτερο, το πλάτος της φωτεινής ζώνης (y) είναι μεγαλύτερο.
Αυτή η δήλωση είναι αληθής.
(3) Αλλάξτε το φως που εκπέμπεται από κόκκινο σε πράσινο
Το κόκκινο φως έχει χαμηλότερη συχνότητα από το πράσινο φως, αντίστροφα
Το κόκκινο φως έχει μεγαλύτερο μήκος κύματος από το κίτρινο φως.
Αν το φως μετατοπιστεί από κόκκινο σε πράσινο, τότε το μήκος κύματος μικραίνει.
Με βάση τον παραπάνω τύπο, εάν το μήκος κύματος είναι μικρότερο, το πλάτος της φωτεινής ζώνης (y) είναι μικρότερο.
Αυτή η δήλωση είναι λανθασμένη.
(4) Μετακινήστε την οθόνη πιο κοντά στο πλέγμα
Η μετακίνηση της οθόνης πιο κοντά στο πλέγμα σημαίνει μείωση του L. Με βάση τον παραπάνω τύπο, εάν η απόσταση μεταξύ του πλέγματος και της οθόνης (L) είναι μικρότερη, το πλάτος της φωτεινής ζώνης (y) είναι μικρότερο.
Αυτή η δήλωση είναι λανθασμένη.
2. Περίθλαση του φωτός
Σε ένα πείραμα περίθλασης φωτός που χρησιμοποιεί ένα πλέγμα 4.500 γραμμών.cm -1 , σε μια οθόνη τοποθετημένη σε απόσταση L από το πλέγμα, η απόσταση της φωτεινής ζώνης δεύτερης τάξης είναι 1 mm. Εάν το πλέγμα που χρησιμοποιείται αντικατασταθεί με ένα άλλο πλέγμα που έχει 5.400 γραμμές.cm -1 , τότε η απόσταση της φωτεινής ζώνης δεύτερης τάξης που μετριέται από την κεντρική φωτεινή ζώνη είναι...
Α. 0,6 χιλ.
Β. 0,9 χιλ.
Γ. 1,2 χιλ.
Δ. 1,6 χιλ.
Ε. 2,2 χιλ.
Συζήτηση
Είναι γνωστό ότι:
d 1 = 1 / (4500 γραμμές / cm) = 1/4500 cm
n1 = 2
y1 = 1 mm = 0,1 cm
d2 = 1 / (5400 γραμμές / cm) = 1/ 5400 cm
n2 = 2
Ερώτηση: y 2
Απάντηση:
Τύπος παρεμβολής διπλής σχισμής (κατασκευαστική παρεμβολή):
d sin θ = n λ
Το πλάτος της σχισμής είναι πολύ μικρό σε σύγκριση με την απόσταση μεταξύ της σχισμής και της οθόνης, επομένως η γωνία είναι πολύ μικρή. Η γωνία είναι τόσο μικρή που η τιμή του sin θ είναι κοντά στην εφαπτομένη θ.
sin θ ≈ tan θ = y / L
d sin θ = n λ
d (y / L) = n λ
dy = n λ L
Πληροφορίες:
d = πλάτος σχισμής, y = απόσταση μεταξύ του κεντρικού φωτός και του φωτός n-οστής τάξης, n = τάξη, λ = μήκος κύματος, L = απόσταση μεταξύ του πλέγματος και της οθόνης.
Πείραμα 1:
d 1 y 1 = n 1 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
Πείραμα 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
Το μήκος κύματος του φωτός (λ) που χρησιμοποιείται είναι το ίδιο και η απόσταση μεταξύ του πλέγματος και της οθόνης (L) είναι επίσης η ίδια.
λ L = λ L
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
Η σωστή απάντηση είναι η Γ.
Παρεμβολή φωτός
3. Δύο στενές σχισμές που χωρίζονται από απόσταση 2 mm φωτίζονται κάθετα. Σε μια οθόνη που απέχει 1 μέτρο από τις σχισμές, σχηματίζεται μια τέταρτη φωτεινή γραμμή, που βρίσκεται 1 mm από την κεντρική φωτεινή γραμμή. Το μήκος κύματος του φωτός που χρησιμοποιείται είναι…
Α. 24 x 10 -6 μ.
Β. 8,0 x 10 -6 μ.
Γ. 3,7 x 10 -6 μ.
Δ. 2,0 x 10 -6 μ.
Ε. 0,5 x 10 -6 μ.
Συζήτηση
Είναι γνωστό ότι:
Απόσταση μεταξύ σχισμών (d) = 2 mm = 2 x 10 -3 μέτρα
Τάξη (n) = 4
Απόσταση μεταξύ οθόνης και κενού (l) = 1 μέτρο
Απόσταση της 4ης φωτεινής γραμμής από την κεντρική φωτεινή γραμμή (y) = 1 mm = 1 x 10 -3 μέτρα = 10 -3 μέτρα
Ερώτηση: Μήκος κύματος του φωτός ( λ)
Απάντηση:
Τύπος παρεμβολής διπλής σχισμής (κατασκευαστική παρεμβολή):
d sin θ = n λ
Η απόσταση μεταξύ των σχισμών είναι μικρότερη από την απόσταση μεταξύ των σχισμών και της οθόνης, επομένως η γωνία είναι πολύ μικρή. Η γωνία είναι πολύ μικρή, επομένως η τιμή του sin θ είναι κοντά στο ta ngen θ.
Μήκος κύματος φωτός ( λ):
Η σωστή απάντηση είναι η Ε.
4. Στο πείραμα του Young, χρησιμοποιήθηκαν δύο στενές σχισμές, η καθεμία σε απόσταση 3 mm μεταξύ τους, και τοποθετήθηκε μια οθόνη 1 m από τις σχισμές. Εάν το έκτο φως παράγεται σε απόσταση 1 mm από το κεντρικό φως, τότε το μήκος κύματος του φωτός που χρησιμοποιείται είναι...
Α. 0,5 x 10 -6 μ.
Β. 2,0 x 10 -6 μ.
Γ. 3,7 x 10 -6 μ.
Δ. 8,0 x 10 -6 μ.
Ε. 24 x 10 -6 μ.
Συζήτηση
Είναι γνωστό ότι:
Απόσταση μεταξύ σχισμών (d) = 3 mm = 3 x 10 -3 μέτρα
Τάξη (n) = 6
Απόσταση μεταξύ οθόνης και κενού (l) = 1 μέτρο
Απόσταση της 6ης φωτεινής γραμμής από την κεντρική φωτεινή γραμμή (y) = 1 mm = 1 x 10 -3 μέτρα = 10 -3 μέτρα
Ερώτηση: Μήκος κύματος του φωτός ( λ)
Απάντηση:
Μήκος κύματος φωτός ( λ):
Η σωστή απάντηση είναι το Α.
Χαρακτηριστικά των Φωτεινών Κυμάτων
5. Χαρακτηριστικά των κυμάτων:
(1) μορφή διαμήκους κύματος
(2) μπορεί να διαθλάσει
(3) μπορεί να επηρεάσει
(4) μπορεί να είναι πολωμένο
(5) η διάδοσή του απαιτεί ένα μέσο
Η παραπάνω δήλωση, η οποία αποτελεί χαρακτηριστικό των φωτεινών κυμάτων, είναι ο αριθμός…
Α. (1), (2) και (3)
Β. (1), (2) και (4)
Γ. (1), (3) και (5)
Δ. (2), (3) και (4)
Ε. (2), (2) και (5)
Συζήτηση
Η σωστή απάντηση είναι το Δ.
6. Ερώτηση αριθ. 29 για τις Πανελλαδικές Εξετάσεις Φυσικής SMA/MA 2015/2016
Δώστε προσοχή στην ακόλουθη δήλωση!
(1) Μπορεί να επηρεάσει
(2) Βιώνοντας την πόλωση
(3) Βιώνοντας περίθλαση
(4) Σέρνεται χωρίς μέσο
(5) Μπορεί να ανακλαστεί
Η σωστή παραπάνω πρόταση σχετικά με τις ιδιότητες των ηχητικών κυμάτων είναι...
Α. (1), (2) και (3)
Β. (1), (3) και (5)
Γ. (1), (4) και (5)
Δ. (2), (3) και (4)
Ε. (3), (4) και (5)
Συζήτηση
(2) Η πόλωση γίνεται αισθητή μέσω εγκάρσιων κυμάτων. Τα ηχητικά κύματα είναι διαμήκη κύματα.
(4) Τα κύματα που διαδίδονται χωρίς μέσο είναι μόνο ηλεκτρομαγνητικά κύματα, τα ηχητικά κύματα είναι μηχανικά κύματα που απαιτούν ένα μέσο για να διαδοθούν.
Η σωστή απάντηση είναι η Β.
Διάθλαση φραγμού
7. Ένα πλέγμα περίθλασης έχει 4.000 γραμμές ανά cm. Μονοχρωματικό φως πέφτει πάνω στο πλέγμα και παράγει μια φωτεινή γραμμή δεύτερης τάξης. Εάν η γωνία απόκλισης είναι 30 ° , τότε το μήκος κύματος του φωτός είναι… (1 Å = 10-10 m )
Α. 8.000 Å
Β. 6.250 Å
Γύρω στα 5.000 Å
Δ. 4.500 Å
Ε. 4.000 Å
Συζήτηση
Είναι γνωστό ότι:
Σταθερά πλέγματος (d) = 1 / (4000 γραμμές / cm) = 0,00025 cm = 2,5 x 10 -4 cm = 2,5 x 10 -6 μέτρα
Τάξη (n) = 2
sin 30 o = 0,5
1 Å = 10 -10 m
Ερώτηση: Μήκος κύματος φωτός (λ)
Απάντηση:
Η σωστή απάντηση είναι η Β.
8. Μια δέσμη μονοχρωματικού φωτός με μήκος κύματος 2,5 × 10 -7 m προσκρούει σε ένα πλέγμα που αποτελείται από 10.000 γρατσουνιές/cm. Ποια είναι η γωνία για τη φωτεινή γραμμή δεύτερης τάξης;
Α. 30 o
Β. 37 ο
Γ. 45 o
Δ. 53 ο
Ε. 60 o
Συζήτηση
Είναι γνωστό ότι:
Σταθερά πλέγματος (d) = 1 / (10.000 γραμμές / cm) = 0,0001 cm = 1 x 10 -4 cm = 1 x 10 -6 μέτρα
Τάξη (n) = 2
Μήκος κύματος φωτός (λ) = 2,5 x 10 -7 μέτρα
Ερωτώμενο: Γωνία (θ)
Απάντηση:
Η σωστή απάντηση είναι το Α.
9. Διπλή παρεμβολή σχισμής
Μια δέσμη κίτρινου φωτός πέφτει σε δύο σχισμές, προκαλώντας ορατή παρεμβολή στην οθόνη. Από την ακόλουθη δήλωση:
(1) Η φωτεινή ζώνη θα γίνει πιο φαρδιά αν το κίτρινο φως αντικατασταθεί από μπλε
(2) Η φωτεινή ζώνη θα γίνει πιο φαρδιά αν μειωθεί η απόσταση μεταξύ των σχισμών.
( 3) Όσο πιο μακριά από το κεντρικό φως, τόσο μικρότερη είναι η ένταση.
(4) όσο πιο μακριά από το κεντρικό φως, τόσο η ένταση παραμένει σταθερή.
Η σωστή δήλωση είναι…
Α. (1), (3) και (4)
Β. Μόνο (1) και (3)
Γ. Μόνο (1) και (4)
Δ. Μόνο (2) και (3)
Ε. Μόνο (2) και (4)
Συζήτηση
Η απόσταση μεταξύ των σχισμών είναι μικρότερη από την απόσταση μεταξύ των σχισμών και της οθόνης, επομένως η γωνία είναι πολύ μικρή. Η γωνία είναι πολύ μικρή, επομένως η τιμή του sin θ είναι κοντά στο ta ngen θ.
Τύπος παρεμβολής διπλής σχισμής (κατασκευαστική παρεμβολή)
Πληροφορίες:
d = απόσταση μεταξύ σχισμών, y = απόσταση της n-οστής φωτεινής γραμμής από την κεντρική φωτεινή γραμμή, l = απόσταση μεταξύ της οθόνης και της σχισμής, n = τάξη, λ = p μήκος κύματος του φωτός.
(1) Η φωτεινή ζώνη θα γίνει πιο φαρδιά αν το κίτρινο φως αντικατασταθεί από μπλε
Με βάση αυτόν τον τύπο, ο αριθμός των φωτεινών γραμμών (n) είναι αντιστρόφως ανάλογος με το μήκος κύματος ( λ). Εάν το μήκος κύματος είναι μικρότερο, ο αριθμός των φωτεινών γραμμών (n) είναι μεγαλύτερος. Το κίτρινο φως έχει μεγαλύτερο μήκος κύματος (χαμηλότερη συχνότητα) από το μπλε φως. Εάν το κίτρινο φως αντικατασταθεί με μπλε φως, το μήκος κύματος είναι μικρότερο, επομένως ο αριθμός των φωτεινών γραμμών (n) είναι μεγαλύτερος.
Αυτή η δήλωση είναι αληθής.
(2) Η φωτεινή ζώνη θα γίνει πιο φαρδιά αν μειωθεί η απόσταση μεταξύ των σχισμών.
Με βάση τον παραπάνω τύπο, η απόσταση μεταξύ των σχισμών (d) είναι ευθέως ανάλογη με τον αριθμό των φωτεινών γραμμών (n). Εάν η απόσταση μεταξύ των σχισμών μειωθεί, ο αριθμός των φωτεινών γραμμών (n) θα μειωθεί.
Αυτή η δήλωση είναι λανθασμένη.
(3) Όσο πιο μακριά από το κεντρικό φως, τόσο μικρότερη είναι η ένταση.
Η ένταση σχετίζεται με το επίπεδο φωτεινότητας. Η ένταση είναι αντιστρόφως ανάλογη με την απόσταση. Όσο μεγαλύτερη είναι η απόσταση, τόσο χαμηλότερη είναι η ένταση (όσο πιο αμυδρό είναι το φως).
Αυτή η δήλωση είναι αληθής.
(4) Όσο πιο μακριά από το κεντρικό φως, τόσο πιο σταθερή παραμένει η ένταση.
Αυτή η δήλωση είναι λανθασμένη.
Η σωστή απάντηση είναι η Β.
10. Μια δέσμη μονοχρωματικού φωτός με μήκος κύματος 5.10 -7 m κατευθύνεται κάθετα στο πλέγμα. Εάν η απόσταση μεταξύ της οθόνης και του πλέγματος είναι 2 m και ένα φως τρίτης τάξης εμφανίζεται στην οθόνη σε απόσταση 150 cm από το κεντρικό φως, τότε η απόσταση μεταξύ των σχισμών είναι….
- 4.10-6 m
- 3.10-6 m
- 2.10-6 m
- 3.10-7 m
- 2.10-7 m
Συζήτηση
Είναι γνωστό ότι:
Μήκος κύματος (λ) = 5 x 10-7 μετρητής
l = 2 μέτρα
n = 3
y = 150 cm = 1,5 μέτρα
Ερωτηθείς: σταθερά πλέγματος
Απάντηση:
sin θ ≈ tan θ = y / l = 1,5 / 2 = 0,75 = 75 x 10 -2
Απόσταση μεταξύ των κενών:
d sin θ = n λ
δ (75.10-2) = (3)(5.10-7)
δ (75.10-2) = 15.10-7
δ = (15.10-7) / (75.10-2)
δ = (15/75).10-5
δ = (1/5)(10-5) μέτρα
δ = (0,2)(10-5) μέτρα
d = 2.10-6 μετρητής
Η σωστή απάντηση είναι η Γ.
11. Μια δέσμη μονοχρωματικού φωτός με μήκος κύματος 500 nm (1 nano = 10-9 ) προσπίπτει κάθετα στο πλέγμα . Εάν το τέταρτο φως σχηματίζει γωνία απόκλισης 30 ° , ο αριθμός των γραμμών ανά cm του πλέγματος είναι….
- 3000
- 2500
- 1250
- 1000
- 250
Συζήτηση
Είναι γνωστό ότι:
Μήκος κύματος (λ) = 500.10-9 μέτρα = 5.10-7 μετρητής
Θ = 30o
n = 4
Ερωτηθείς: αριθμός γραμμών ανά cm πλέγματος
Απάντηση:
Απόσταση μεταξύ των κενών:
d sin θ = n λ
δ (αμαρτία 30o) = (4)(5.10-7)
δ (0,5) = 20.10-7
δ = (20.10-7) / 0,5
d = 40.10-7
d = 4.10-6 μετρητής
Αριθμός γραμμών ανά cm πλέγματος:
x = 1 / 4.10-6 μετρητής
x = 0,25.106 γραμμή / μέτρο
x = 0,25.106 γραμμή / 102 cm
x = 0,25.104 γραμμή / cm
x = 25.102 γραμμή / cm
x = 2500 γραμμές / cm
Η σωστή απάντηση είναι η Β.
Πηγή ερώτησης:
2015/2016 SMA/MA Physics Ερωτήσεις ΟΗΕ
