11 ejemplos de ondas de luz
Preste atención a las siguientes afirmaciones:
(1) Reemplazar la cuadrícula por una cuadrícula con un mayor número de líneas por milímetro.
(2) Luz que cae del azul al amarillo
(3) Cambiar la luz emitida de rojo a verde
(4) Mueva la pantalla más cerca de la cuadrícula
Lo que se incluye en el esfuerzo por aumentar el ancho de la banda brillante en el experimento de la rejilla de difracción es...
Discusión
Fórmula de interferencia de doble rendija (interferencia constructiva):
El ancho de la rendija (d) es muy pequeño en comparación con la distancia entre la rendija y la pantalla (L), por lo que el ángulo es muy pequeño. El ángulo es tan pequeño que el valor de sen θ es cercano a la tangente θ.
sen θ ≈ tan θ = y / L
Información:
y = ancho de la banda brillante, n = orden, λ = longitud de onda, L = distancia entre la rejilla y la pantalla, d = ancho de la rendija.
d = 1 / (4000 líneas / cm) = 0,00025 cm
(1) Reemplazar la cuadrícula por una cuadrícula con un mayor número de líneas por milímetro.
Ejemplo:
d = 1 / (1000 líneas / cm) = 0,001 cm
d = 1 / (2000 líneas / cm) = 0,0005 cm
d = 1 / (3000 líneas / cm) = 0,0003 cm
d = 1 / (4000 líneas / cm) = 0,00025 cm
Según este cálculo, si el número de líneas por milímetro es mayor, entonces el ancho de la rendija (d) es menor. Según la fórmula anterior, si el ancho de la rendija (d) es menor, entonces el ancho de la banda brillante (y) es mayor.
Esta afirmación es cierta.
(2) Luz que cae del azul al amarillo
La luz azul tiene una frecuencia mayor que la luz amarilla, y viceversa.
La luz azul tiene una longitud de onda menor que la luz amarilla.
Si la luz pasa de azul a amarillo, la longitud de onda aumenta.
Según la fórmula anterior, si la longitud de onda es mayor, el ancho de la banda brillante (y) es mayor.
Esta afirmación es cierta.
(3) Cambiar la luz emitida de rojo a verde
La luz roja tiene una frecuencia más baja que la luz verde, y viceversa.
La luz roja tiene una longitud de onda mayor que la luz amarilla.
Si la luz pasa del rojo al verde, la longitud de onda se reduce.
Según la fórmula anterior, si la longitud de onda es menor, el ancho de la banda brillante (y) es menor.
Esta afirmación es incorrecta.
(4) Mueva la pantalla más cerca de la cuadrícula
Acercar la pantalla a la cuadrícula implica reducir L. Según la fórmula anterior, si la distancia entre la cuadrícula y la pantalla (L) es menor, el ancho de la banda brillante (y) es menor.
Esta afirmación es incorrecta.
2. Difracción de la luz
En un experimento de difracción de luz utilizando una rejilla de 4.500 líneas/ cm² , en una pantalla colocada a una distancia L de la rejilla, la distancia de la banda brillante de segundo orden es de 1 mm. Si la rejilla utilizada se reemplaza por otra que tiene 5.400 líneas/ cm² , entonces la distancia de la banda brillante de segundo orden medida desde la banda brillante central es...
A. 0,6 mm
B. 0,9 mm
C. 1,2 mm
D. 1,6 mm
E. 2,2 mm
Discusión
Se sabe que:
d 1 = 1 / (4500 líneas / cm) = 1/4500 cm
n 1 = 2
y 1 = 1 mm = 0,1 cm
d 2 = 1 / (5400 líneas / cm) = 1 / 5400 cm
n 2 = 2
Preguntado: y 2
Respuesta :
Fórmula de interferencia de doble rendija (interferencia constructiva):
d sen θ = n λ
El ancho de la rendija es muy pequeño en comparación con la distancia entre la rendija y la pantalla, por lo que el ángulo es muy pequeño. El ángulo es tan pequeño que el valor de sen theta es cercano al de tangente theta.
sen θ ≈ tan θ = y / L
d sen θ = n λ
d (y / L) = n λ
dy = n λ L
Informacion:
d = ancho de la rendija, y = distancia entre la luz central y la luz de orden n, n = orden, λ = longitud de onda, L = distancia entre la rejilla y la pantalla.
Experimento 1:
d²y² = n²λL
(1/4500)(0,1) = (2) λ L
0,1 / 4500 = (2) λ L
0,1 / (2)(4500) = λ L
0,1 / 9000 = λ L
Experimento 2:
d²y² = n²λL
(1/5400)(y 2 ) = (2) λ L
y 2 / 5400 = (2) λ L
y 2 / (2)(5400) = λ L
y 2 / 10.800 = λ L
La longitud de onda de la luz (λ) utilizada es la misma y la distancia entre la rejilla y la pantalla (L) también es la misma.
λ L = λ L
0,1 / 9000 = y² / 2 10.800
(0,1)(10.800) = ( y² )(9000)
1080 = y² ( 9000)
y 2 = 1080 / 9000
y 2 = 0,12 cm
y 2 = 1,2 mm
La respuesta correcta es C.
Interferencia de luz
3. Dos rendijas estrechas, separadas por una distancia de 2 mm, se iluminan perpendicularmente. En una pantalla situada a 1 metro de las rendijas, se forma una cuarta línea brillante, ubicada a 1 mm de la línea brillante central. La longitud de onda de la luz utilizada es…
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
Discusión
Se sabe que:
Distancia entre ranuras (d) = 2 mm = 2 x 10⁻³ metros
Orden (n) = 4
Distancia entre la pantalla y el hueco (l) = 1 metro
Distancia de la sexta línea brillante desde la línea brillante central (y) = 1 mm = 1 x 10⁻³ metros = 10⁻³ metros
Pregunta: Longitud de onda de la luz ( λ)
Respuesta :
Fórmula de interferencia de doble rendija (interferencia constructiva):
d sen θ = n λ
La distancia entre las rendijas es menor que la distancia entre las rendijas y la pantalla, por lo que el ángulo es muy pequeño. El ángulo es muy pequeño, por lo que el valor de sen θ es cercano a tan θ.
Longitud de onda de la luz ( λ):
La respuesta correcta es E.
4. En el experimento de Young, se utilizaron dos rendijas estrechas, separadas entre sí por 3 mm, y se colocó una pantalla a 1 m de las rendijas. Si la sexta luz se produce a una distancia de 1 mm de la luz central, entonces la longitud de onda de la luz utilizada es...
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
Discusión
Se sabe que:
Distancia entre ranuras (d) = 3 mm = 3 x 10⁻³ metros
Orden (n) = 6
Distancia entre la pantalla y el hueco (l) = 1 metro
Distancia de la sexta línea brillante desde la línea brillante central (y) = 1 mm = 1 x 10⁻³ metros = 10⁻³ metros
Pregunta: Longitud de onda de la luz ( λ)
Respuesta :
Longitud de onda de la luz ( λ):
La respuesta correcta es A.
Características de las ondas luminosas
5. Características de las ondas:
(1) forma de onda longitudinal
(2) puede refractar
(3) puede interferir
(4) puede ser polarizado
(5) su propagación requiere un medio
La afirmación anterior, que es una característica de las ondas de luz, es el número…
A. (1), (2) y (3)
B. (1), (2) y (4)
C. (1), (3) y (5)
D. (2), (3) y (4)
E. (2), (2) y (5)
Discusión
La respuesta correcta es D.
6. Pregunta n.º 29 del examen nacional de física de SMA/MA 2015/2016
¡Presta atención a la siguiente afirmación!
(1) Puede interferir
(2) Experimentar polarización
(3) Experimentar la difracción
(4) Reptando sin medio
(5) Puede reflejarse
La afirmación correcta anterior sobre las propiedades de las ondas sonoras es...
A. (1), (2) y (3)
B. (1), (3) y (5)
C. (1), (4) y (5)
D. (2), (3) y (4)
E. (3), (4) y (5)
Discusión
(2) La polarización la experimentan las ondas transversales. Las ondas sonoras son ondas longitudinales.
(4) Las ondas que se propagan sin un medio son solo ondas electromagnéticas, las ondas sonoras son ondas mecánicas que requieren un medio para propagarse.
La respuesta correcta es B.
Red de difracción
7. Una red de difracción tiene 4.000 líneas por cm. Se ilumina la red con luz monocromática, la cual produce una línea brillante de segundo orden. Si el ángulo de desviación es de 30 ° , entonces la longitud de onda de la luz es… (1 Å = 10⁻¹⁰ m)
A. 8.000 Å
B. 6.250 Å
C. 5.000 Å
D. 4.500 Å
E. 4.000 Å
Discusión
Se sabe que:
Constante de red (d) = 1 / (10 000 líneas / cm) = 0,00025 cm = 2,5 x 10⁻⁴ cm = 2,5 x 10⁻⁶ metros
Orden (n) = 2
sen 30 ° = 0,5
1 Å = 10⁻¹⁰ m
Pregunta: Longitud de onda de la luz (λ)
Respuesta :
La respuesta correcta es B.
8. Un haz de luz monocromática con una longitud de onda de 2,5 × 10⁻⁷ m incide sobre una rejilla compuesta por 10 000 líneas/cm. ¿Cuál es el ángulo de la línea brillante de segundo orden?
A. 30 o
B. 37 o
C. 45 o
D. 53 o
E. 60 o
Discusión
Se sabe que:
Constante de red (d) = 1 / (10 000 líneas / cm) = 0,0001 cm = 1 x 10⁻⁴ cm = 1 x 10⁻⁶ metros
Orden (n) = 2
Longitud de onda de la luz (λ) = 2,5 x 10⁻⁷ metros
Preguntado: Ángulo (θ)
Respuesta :
La respuesta correcta es A.
9. Interferencia de doble rendija
Un haz de luz amarilla incide sobre dos rendijas, provocando una interferencia visible en la pantalla. A partir del siguiente enunciado:
(1) La banda brillante se ensanchará si se reemplaza la luz amarilla por luz azul.
(2) La banda brillante se ensanchará si se reduce la distancia entre las rendijas.
( 3) Cuanto más lejos del centro de luz, menor es la intensidad.
(4) cuanto más lejos del centro de la luz, la intensidad permanece constante.
La afirmación correcta es…
A. (1), (3) y (4)
B. (1) y (3) solamente
C. (1) y (4) solamente
D. (2) y (3) solamente
E. (2) y (4) solamente
Discusión
La distancia entre las rendijas es menor que la distancia entre las rendijas y la pantalla, por lo que el ángulo es muy pequeño. El ángulo es muy pequeño, por lo que el valor de sen θ es cercano a tan θ.
Fórmula de interferencia de doble rendija (interferencia constructiva)
Informacion:
d = distancia entre rendijas, y = distancia de la n-ésima línea brillante desde la línea brillante central, l = distancia entre la pantalla y la rendija, n = orden, λ = longitud de onda p de la luz.
(1) La banda brillante se ensanchará si se reemplaza la luz amarilla por luz azul.
Según esta fórmula, el número de líneas brillantes (n) es inversamente proporcional a la longitud de onda ( λ). Si la longitud de onda es menor, el número de líneas brillantes (n) es mayor. La luz amarilla tiene una longitud de onda mayor (menor frecuencia) que la luz azul. Si se reemplaza la luz amarilla por luz azul, la longitud de onda es menor, por lo que el número de líneas brillantes (n) es mayor.
Esta afirmación es cierta.
(2) La banda brillante se ensanchará si se reduce la distancia entre las rendijas.
Según la fórmula anterior, la distancia entre las rendijas (d) es directamente proporcional al número de líneas brillantes (n). Si se reduce la distancia entre las rendijas, el número de líneas brillantes (n) disminuirá.
Esta afirmación es incorrecta.
(3) Cuanto más lejos del centro de luz, menor intensidad.
La intensidad está relacionada con el nivel de brillo. La intensidad es inversamente proporcional a la distancia; cuanto mayor sea la distancia, menor será la intensidad (más tenue será la luz).
Esta afirmación es cierta.
(4) Cuanto más lejos del centro de luz, la intensidad permanece constante.
Esta afirmación es incorrecta.
La respuesta correcta es B.
10. Un haz de luz monocromática con una longitud de onda de 5 × 10⁻⁷ m se dirige perpendicularmente a la rejilla. Si la distancia entre la pantalla y la rejilla es de 2 m y aparece una luz de tercer orden en la pantalla a una distancia de 150 cm de la luz central, entonces la distancia entre las rendijas es…
- 4.10-6 m
- 3.10-6 m
- 2.10-6 m
- 3.10-7 m
- 2.10-7 m
Discusión
Se sabe que:
Longitud de onda (λ) = 5 x 10-7 metro
l = 2 metros
n = 3
y = 150 cm = 1,5 metros
Preguntó: constante de red
Respuesta :
pecado θ ≈ tan θ = y / l = 1,5 / 2 = 0,75 = 75 x 10 -2
Distancia entre huecos:
d sen 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) metros
d = (0,2)(10-5) metros
d = 2.10-6 metro
La respuesta correcta es C.
11. Un haz de luz monocromática con una longitud de onda de 500 nm (1 nano = 10⁻⁹ ) incide perpendicularmente sobre la rejilla . Si la cuarta luz forma un ángulo de desviación de 30 ° , el número de líneas por cm de la rejilla es…
- 3000
- 2500
- 1250
- 1000
- 250
Discusión
Se sabe que:
Longitud de onda (λ) = 500.10-9 metros = 5.10-7 metro
θ = 30o
n = 4
Preguntó: Número de líneas por cm de cuadrícula
Respuesta :
Distancia entre huecos:
d sen 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
Número de líneas por cm de cuadrícula:
x = 1 / 4.10-6 metro
x = 0,25.106 línea / medidor
x = 0,25.106 línea / 102 cm
x = 0,25.104 línea / cm
x = 25.102 línea / cm
x = 2500 líneas / cm
La respuesta correcta es B.
Fuente de la pregunta:
2015/2016 SMA/MA Física Preguntas de la ONU
