11 Ekzemploj de Lumondoj
Atentu la jenajn asertojn:
(1) Anstataŭigu la kradon per krado kun pli granda nombro da linioj po milimetro.
(2) Lumo kiu falas de blua al flava
(3) Ŝanĝi la elsenditan lumon de ruĝa al verda
(4) Movu la ekranon pli proksimen al la krado
Kio estas inkludita en la peno pliigi la larĝon de la hela bendo en la difrakta krada eksperimento estas...
Diskuto
Duobla fenda interferformulo (konstruktiva interfero):
La larĝo de la fendo (d) estas tre malgranda kompare kun la distanco inter la fendo kaj la ekrano (L), do la angulo estas tre malgranda. La angulo estas tiel malgranda, ke la valoro de sinuso θ alproksimiĝanta tangento θ.
sin θ ≈ tan θ = y / L
Informoj:
y = larĝo de la hela bendo, n = ordo, λ = ondolongo, L = distanco inter la krado kaj la ekrano, d = larĝo de la fendo.
d = 1 / (4000 linioj / cm) = 0,00025 cm
(1) Anstataŭigu la kradon per krado kun pli granda nombro da linioj po milimetro.
Kontoh:
d = 1 / (1000 linioj / cm) = 0,001 cm
d = 1 / (2000 linioj / cm) = 0,0005 cm
d = 1 / (3000 linioj / cm) = 0,0003 cm
d = 1 / (4000 linioj / cm) = 0,00025 cm
Surbaze de ĉi tiu kalkulo, se la nombro da linioj po milimetro estas pli granda, tiam la larĝo de la fendo (d) estas pli malgranda. Surbaze de la formulo supre, se la larĝo de la fendo (d) estas pli malgranda, tiam la larĝo de la hela bendo (y) estas pli granda.
Ĉi tiu aserto estas vera.
(2) Lumo kiu falas de blua al flava
Blua lumo havas pli grandan frekvencon ol flava lumo, inverse
Blua lumo havas pli malgrandan ondolongon ol flava lumo.
Se lumo falas de blua al flava, tiam la ondolongo fariĝas pli granda.
Surbaze de la supra formulo, se la ondolongo estas pli granda, la larĝo de la hela bendo (y) estas pli granda.
Ĉi tiu aserto estas vera.
(3) Ŝanĝi la elsenditan lumon de ruĝa al verda
Ruĝa lumo havas pli malaltan frekvencon ol verda lumo, inverse
Ruĝa lumo havas pli longan ondolongon ol flava lumo.
Se lumo falas de ruĝa al verda, tiam la ondolongo fariĝas pli malgranda.
Surbaze de la supra formulo, se la ondolongo estas pli malgranda, la larĝo de la hela bendo (y) estas pli malgranda.
Tiu ĉi aserto estas malĝusta.
(4) Movu la ekranon pli proksimen al la krado
Movi la ekranon pli proksimen al la krado signifas redukti L. Surbaze de la formulo supre, se la distanco inter la krado kaj la ekrano (L) estas pli malgranda, la larĝo de la hela bendo (y) estas pli malgranda.
Tiu ĉi aserto estas malĝusta.
2. Difrakto de lumo
En lumdifrakta eksperimento uzanta 4.500 linio-cm-an kradon-1, sur ekrano metita je distanco L de la krado, la duaorda hela bendinterspaco ŝajnas esti 1 mm. Se la uzata krado estas anstataŭigita per alia krado havanta 5 400 liniojn.cm-1, tiam la distanco de la dua hela bendo mezurita de la centra hela bendo estas…
A. 0,6 mm
B. 0,9 mm
Ĉ. 1,2 mm
D. 1,6 mm
E. 2,2 mm
Diskuto
Estas konate, ke:
d1 = 1 / (4500 linioj / cm) = 1/4500 cm
n1 = 2
y1 = 1 mm = 0,1 cm
d2 = 1 / (5400 linioj / cm) = 1/ 5400 cm
n2 = 2
Demandis: y2
Respondo:
Duobla fenda interferformulo (konstruktiva interfero):
d sin θ = n λ
La larĝo de la fendo estas tre malgranda kompare kun la distanco inter la fendo kaj la ekrano, do la angulo estas tre malgranda. La angulo estas tiel malgranda, ke la valoro de sin teto estas proksima al tangento teto.
sin θ ≈ tan θ = y / L
d sin θ = n λ
t (j / L) = n λ
dy = n λ L
Informoj:
d = fendlarĝo, y = distanco inter la centra lumo kaj la n-a ordo de lumo, n = ordo, λ = ondolongo, L = distanco inter la krado kaj la ekrano.
Eksperimento 1:
d1 y1 =n1 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
Eksperimento 2:
d2 y2 =n2 λ L
(1/5400)(j2) = (2) λ L
y2 / 5400 = (2) λ L
y2 / (2)(5400) = λ L
y2 / 10.800 = λ L
La ondolongo de la uzata lumo (λ) estas la sama kaj la distanco inter la krado kaj la ekrano (L) ankaŭ estas la sama.
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
La ĝusta respondo estas C.
Luma Interfero
3. Du mallarĝaj fendoj, 2 mm aparte, estas lumigitaj perpendikulare. Sur ekrano 1 metron for de la fendoj, kvara hela linio formiĝas, situanta 1 mm for de la centra hela linio. La ondolongo de la uzata lumo estas…
A. 24 × 10-6 m
B. 8,0 x 10-6 m
Ĉ. 3,7 x 10-6 m
D. 2,0 x 10-6 m
E. 0,5 x 10-6 m
Diskuto
Estas konate, ke:
Distanco inter fendoj (d) = 2 mm = 2 x 10-3 metro
Ordo (n) = 4
Distanco inter ekrano kaj interspaco (l) = 1 metro
Distanco 4a brila linio de la centra lumo (y) = 1 mm = 1 x 10-3 metroj = 10-3 metro
Demandis: Ondolongo de lumo (λ)
Respondo:
Duobla fenda interferformulo (konstruktiva interfero):
d sin θ = n λ
La distanco inter la fendoj estas pli malgranda ol la distanco inter la fendoj kaj la ekrano, do la angulo estas tre malgranda. La angulo estas tre malgranda, do la valoro sin θ alproksimiĝo tangen θ.
Ondolongo de lumo (λ) :
La ĝusta respondo estas E.
4. En la eksperimento de Young, oni uzis du mallarĝajn fendojn, ĉiu 3 mm aparte, kaj ekrano estis metita 1 m for de la fendoj. Se la sesa lumo estis produktita je distanco de 1 mm for de la centra lumo, tiam la ondolongo de la uzita lumo estis...
A. 0,5 × 10-6 m
B. 2,0 x 10-6 m
Ĉ. 3,7 x 10-6 m
D. 8,0 x 10-6 m
E. 24 x 10-6 m
Diskuto
Estas konate, ke:
Distanco inter fendoj (d) = 3 mm = 3 x 10-3 metro
Ordo (n) = 6
Distanco inter ekrano kaj interspaco (l) = 1 metro
Distanco 6a brila linio de la centra lumo (y) = 1 mm = 1 x 10-3 metroj = 10-3 metro
Demandis: Ondolongo de lumo (λ)
Respondo:
Ondolongo de lumo (λ) :
La ĝusta respondo estas A.
Karakterizaĵoj de Lumondoj
5. Karakterizaĵoj de ondoj:
(1) longituda ondformo
(2) povas refrakti
(3) povas interrompi
(4) povas esti polarigita
(5) ĝia disvastiĝo postulas medion
La supre menciita aserto, kiu estas karakterizaĵo de lumondoj, estas la nombro...
A. (1), (2) kaj (3)
B. (1), (2) kaj (4)
C. (1), (3) kaj (5)
D. (2), (3) kaj (4)
E. (2), (2) kaj (5)
Diskuto
La ĝusta respondo estas D.
6. Demando n-ro 29 de la Nacia Ekzameno pri Fiziko por SMA/MA 2015/2016
Atentu la jenan deklaron!
(1) Povas interrompi
(2) Travivante polusiĝon
(3) Travivi difrakton
(4) Rampado sen medio
(5) Povas esti reflektita
La ĝusta aserto supre pri la ecoj de sonondoj estas...
A. (1), (2), kaj (3)
B. (1), (3), kaj (5)
C. (1), (4), kaj (5)
D. (2), (3), kaj (4)
E. (3), (4), kaj (5)
Diskuto
(2) Polarigon spertas transversaj ondoj. Sonondoj estas longitudaj ondoj.
(4) Ondoj kiuj disvastiĝas sen medio estas nur elektromagnetaj ondoj, sonondoj estas mekanikaj ondoj kiuj bezonas medion por disvastiĝi.
La ĝusta respondo estas B.
Difrakta krado
7. Difrakta krado havas 4.000 2 liniojn po cm. Monokromata lumo estas direktita sur la kradon, produktante duarangan brilan linion. Se la deviangulo estas 30°,o, tiam la ondolongo de lumo estas… (1 Å = 10-10 m)
A. 8.000 Å
B. 6.250 Å
Ĉ. 5.000 Å
D. 4.500 Å
E. 4.000 Å
Diskuto
Estas konate, ke:
Kradkonstanto (d) = 1 / (4000 linioj / cm) = 0,00025 cm = 2,5 x 10-4 cm = 2,5 x 10-6 metro
Ordo (n) = 2
peko 30o = 0,5
1 Å = 10-10 m
Demandis: Ondolongo de lumo (λ)
Respondo:
La ĝusta respondo estas B.
8. Radio de monokromata lumo kun ondolongo de 2,5.10-7 m sur krado konsistanta el 10 000 strekoj/cm. Kio estas la angulo por duaorda hela linio?
A. 30o
B. 37o
C. 45o
D. 53o
E. 60o
Diskuto
Estas konate, ke:
Kradkonstanto (d) = 1 / (10.000 linioj / cm) = 0,0001 cm = 1 x 10-4 cm = 1 x 10-6 metro
Ordo (n) = 2
Ondolongo de lumo (λ) = 2,5 x 10-7 metro
Demandis: Angulo (θ)
Respondo:
La ĝusta respondo estas A.
9. Duobla fendinterfero
Radio de flava lumo falas sur du fendojn, kaŭzante videblan interferon sur la ekrano. El la jena aserto:
(1) La hela bendo plilarĝiĝos se flava lumo estos anstataŭigita per blua
(2) La hela bendo plilarĝiĝos se la distanco inter la fendoj malpliiĝos.
(3) Ju pli malproksime de la centra lumo, des pli malgranda la intenseco.
(4) ju pli malproksime de la centra lumo la intenseco restas konstanta.
La ĝusta aserto estas…
A. (1), (3) kaj (4)
B. (1) kaj (3) nur
C. (1) kaj (4) nur
D. (2) kaj (3) nur
E. (2) kaj (4) nur
Diskuto
La distanco inter la fendoj estas pli malgranda ol la distanco inter la fendoj kaj la ekrano, do la angulo estas tre malgranda. La angulo estas tre malgranda, do la valoro sin θ alproksimiĝo tangen θ.
Duobla fenda interferformulo (konstruktiva interfero)
Informoj:
d = distanco inter fendoj, y = jalkoholo hela linio al n de la centra lumo, l = distanco inter la ekrano kaj la fendo, n = ordo, λ = pondolongo de lumo.
(1) La hela bendo plilarĝiĝos se flava lumo estos anstataŭigita per blua
Surbaze de ĉi tiu formulo, la nombro de helaj linioj (n) estas inverse proporcia al la longo gondoj (λ). Se la ondolongo estas pli malgranda, la nombro de helaj linioj (n) pligrandiĝas. Flava lumo havas pli longan ondolongon (pli malaltan frekvencon) ol blua lumo. Se flava lumo estas anstataŭigita per blua, la ondolongo fariĝas pli mallonga, do la nombro de helaj linioj (n) pligrandiĝas.
Ĉi tiu aserto estas vera.
(2) La hela bendo plilarĝiĝos se la distanco inter la fendoj malpliiĝos.
Surbaze de la supra formulo, la distanco inter la fendoj (d) estas rekte proporcia al la nombro de helaj linioj (n). Se la distanco inter la fendoj malpliiĝas, la nombro de helaj linioj (n) malpliiĝos.
Tiu ĉi aserto estas malĝusta.
(3) Ju pli malproksime de la centra lumo, des pli malgranda la intenseco.
Intenseco rilatas al la nivelo de brileco. Intenseco estas inverse proporcia al distanco; ju pli granda la distanco, des pli malalta la intenseco (ju pli malhela la lumo).
Ĉi tiu aserto estas vera.
(4) Ju pli malproksime de la centra lumo, la intenseco restas konstanta.
Tiu ĉi aserto estas malĝusta.
La ĝusta respondo estas B.
10. Radio de monokromata lumo kun ondolongo de 5.10-7 m estas direktita perpendikulare al la krado. Se la distanco inter la ekrano kaj la krado estas 2 m kaj triaorda lumo aperas sur la ekrano je distanco de 150 cm de la centra lumo, tiam la distanco inter la fendoj estas….
- 4.10-6 m
- 3.10-6 m
- 2.10-6 m
- 3.10-7 m
- 2.10-7 m
Diskuto
Estas konate, ke:
Ondolongo (λ) = 5 x 10-7 metro
l = 2 metroj
n = 3
y = 150 cm = 1,5 metroj
Demandis: kradkonstanto
Respondo:
sin θ ≈ tan θ = y / l = 1,5 / 2 = 0,75 = 75 x 10-2
Distanco inter breĉoj:
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) metroj
d = (0,2)(10-5) metroj
d = 2.10-6 metro
La ĝusta respondo estas C.
11. Radio de monokromata lumo kun ondolongo de 500 nm (1 nano = 10 nm)-9) venas perpendikulara al kradoSe la kvara lumo formas deviangulon de 30°o, la nombro da linioj po cm de la krado estas….
- 3000
- 2500
- 1250
- 1000
- 250
Diskuto
Estas konate, ke:
Ondolongo (λ) = 500.10-9 metroj = 5.10-7 metro
θ = 30o
n = 4
Demandis: nombro da linioj po cm da krado
Respondo:
Distanco inter breĉoj:
d sin θ = n λ
d (sin 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 metro
Nombro da linioj por cm da krado:
x = 1 / 4.10-6 metro
x = 0,25.106 linio / metro
x = 0,25.106 linio / 102 cm
x = 0,25.104 linio / cm
x = 25.102 linio / cm
x = 2500 linioj/cm
La ĝusta respondo estas B.
Demanda Fonto:
2015/2016 SMA/MA Fiziko UN demandoj
