نمونه سوالات امواج نور

۱۱ نمونه از امواج نور

۱. توری پراش

به گزاره‌های زیر توجه کنید:

(1) شبکه را با شبکه‌ای با تعداد خطوط بیشتر در هر میلی‌متر جایگزین کنید.

(2) نوری که از آبی به زرد می‌تابد

(3) نور ساطع شده را از قرمز به سبز تغییر دهید

(4) صفحه را به شبکه نزدیک‌تر کنید

آنچه در تلاش برای افزایش پهنای نوار روشن در آزمایش توری پراش گنجانده شده است...

پمباهاسان

فرمول تداخل دو شکاف (تداخل سازنده):

عرض شکاف (d) در مقایسه با فاصله بین شکاف و صفحه (L) بسیار کوچک است، به طوری که زاویه بسیار کوچک است. زاویه آنقدر کوچک است که مقدار sin θ نزدیک به مماس θ است.

sin θ ≈ tan θ = y / L

شرح:

y = پهنای نوار روشن، n = مرتبه، λ = طول موج، L = فاصله بین توری و صفحه، d = پهنای شکاف.

d = 1 / (4000 خط / سانتی متر) = 0,00025 سانتی متر

(1) شبکه را با شبکه‌ای با تعداد خطوط بیشتر در هر میلی‌متر جایگزین کنید.

مثال:

d = 1 / (1000 خط / سانتی متر) = 0,001 سانتی متر

d = 1 / (2000 خط / سانتی متر) = 0,0005 سانتی متر

d = 1 / (3000 خط / سانتی متر) = 0,0003 سانتی متر

d = 1 / (4000 خط / سانتی متر) = 0,00025 سانتی متر

بر اساس این محاسبه، اگر تعداد خطوط در هر میلی‌متر بیشتر باشد، عرض شکاف (d) کوچکتر است. بر اساس فرمول بالا، اگر عرض شکاف (d) کوچکتر باشد، عرض نوار روشن (y) بزرگتر است.

این گفته درست است.

(2) نوری که از آبی به زرد می‌تابد

نور آبی فرکانس بیشتری نسبت به نور زرد دارد و برعکس

نور آبی طول موج کوتاه‌تری نسبت به نور زرد دارد.

اگر نور از آبی به زرد تغییر رنگ دهد، طول موج آن بزرگتر می‌شود.

بر اساس فرمول بالا، اگر طول موج بزرگتر باشد، عرض نوار روشن (y) بزرگتر است.

این گفته درست است.

(3) نور ساطع شده را از قرمز به سبز تغییر دهید

نور قرمز فرکانس پایین‌تری نسبت به نور سبز دارد، و برعکس

نور قرمز طول موج بلندتری نسبت به نور زرد دارد.

اگر نور از قرمز به سبز تغییر کند، طول موج کوچکتر می‌شود.

بر اساس فرمول بالا، اگر طول موج کوچکتر باشد، عرض نوار روشن (y) کوچکتر است.

این گفته اشتباه است.

(4) صفحه را به شبکه نزدیک‌تر کنید

نزدیک‌تر کردن صفحه به شبکه به معنای کاهش L است. بر اساس فرمول بالا، اگر فاصله بین شبکه و صفحه (L) کمتر باشد، عرض نوار روشن (y) کمتر است.

این گفته اشتباه است.

۲. پراش نور

در یک آزمایش پراش نور با استفاده از یک توری با قطر ۴۵۰۰ خط بر سانتی‌متر ^-۱ ، روی صفحه‌ای که در فاصله L از توری قرار دارد، فاصله نوار روشن مرتبه دوم ۱ میلی‌متر است. اگر توری مورد استفاده با توری دیگری که دارای قطر ۵۴۰۰ خط بر سانتی‌متر ^-۱ است جایگزین شود ، فاصله نوار روشن مرتبه دوم اندازه‌گیری شده از نوار روشن مرکزی برابر است با...

الف. 0,6 میلی‌متر

ب. 0,9 میلی‌متر

ج. ۱.۲ میلی‌متر

د. ۸۴ میلی‌متر

ه. ۲.۲ میلی‌متر

پمباهاسان

معلوم است که:

د _۱ = ۱ / (۴۵۰۰ خط / سانتی‌متر) = ۱/۴۵۰۰ سانتی‌متر

ن _۲ = ۲

y1 = ₁ میلی‌متر = 0,1 سانتی‌متر

d ₂ = 1 / (5400 خط / سانتی متر) = 1/5400 سانتی متر

ن _۲ = ۲

پرسیده شده: y ₂

جواب:

فرمول تداخل دو شکاف (تداخل سازنده):

d sin θ = n λ

عرض شکاف در مقایسه با فاصله بین شکاف و صفحه نمایش بسیار کوچک است، بنابراین زاویه بسیار کوچک است. زاویه آنقدر کوچک است که مقدار سینوس تتا نزدیک به تانژانت تتا است.

sin θ ≈ tan θ = y / L

d sin θ = n λ

د (ی / ل) = ن λ

dy = n λ L

اطلاعات:

d = عرض شکاف، y = فاصله بین نور مرکزی و نور مرتبه n، n = مرتبه، λ = طول موج، L = فاصله بین توری و صفحه.

آزمایش ۱:

د _^۲ ی^ _۲ = ن _^۲ λ لیتر

(1/4500)(0,1) = (2) λ لیتر

0,1 / 4500 = (2) λ لیتر

0,1 / (2)(4500) = λ لیتر

۰.۱ / ۹۰۰۰ = λ لیتر

آزمایش ۱:

د _^۲ ی^ _۲ = ن _^۲ λ لیتر

(1/5400)(y^ ₂ ) = (2) λ L

ی ₂ / 5400 = (2) λ لیتر

ی^^ ₂ / (2)(5400) = λ^L

ی _۲ / ۱۰,۸۰۰ = λ لیتر

طول موج نور (λ) مورد استفاده یکسان است و فاصله بین توری و صفحه (L) نیز یکسان است.

λL = λL

۰.۱ / ۹۰۰۰ = ی _۲ / ۱۰,۸۰۰

(0,1)(10.800) = (y^ ₂ )(9000)

۱۰۸۰ = ی _۲ (۹۰۰۰)

ی _۲ = ۱۰۸۰ / ۹۰۰۰

ی^ ₂ = 0,12 سانتی‌متر

ی _۲ = ۱.۲ میلی‌متر

جواب صحیح C است.

تداخل نور

۳. دو شکاف باریک که با فاصله ۲ میلی‌متر از هم جدا شده‌اند، به صورت عمود بر هم روشن می‌شوند. روی صفحه‌ای که ۱ متر از شکاف‌ها فاصله دارد، یک خط روشن چهارم تشکیل می‌شود که در ۱ میلی‌متری خط روشن مرکزی قرار دارد. طول موج نور مورد استفاده ...

الف. ۲۴ × ۱۰ ^-۶ متر

ب. 8,0 x 10 ^-6 متر

ج. 3,7 x 10 ^-6 متر

د. ۲.۰ x ۱۰ ^-۶ متر

ه. 0,5 x 10 ^-6 متر

پمباهاسان

معلوم است که:

فاصله بین شکاف‌ها (d) = 2 میلی‌متر = 2 × 10 ^{به توان منفی 3} متر

مرتبه (n) = ۴

فاصله بین صفحه نمایش و شکاف (l) = 1 متر

فاصله ششمین خط روشن از خط روشن مرکزی (y) = ۱ میلی‌متر = ۱ × ۱۰ ^{به توان} ۳ متر = ۱۰ ^{به توان ۳} متر

سوال: طول موج نور ( λ)

جواب:

فرمول تداخل دو شکاف (تداخل سازنده):

d sin θ = n λ

فاصله بین شکاف‌ها کمتر از فاصله بین شکاف‌ها و صفحه است، بنابراین زاویه بسیار کوچک است. زاویه بسیار کوچک است، بنابراین مقدار sin θ نزدیک به tangen θ است.

طول موج نور ( λ):

پاسخ صحیح E است.

۴. در آزمایش یانگ، از دو شکاف باریک که هر کدام ۳ میلی‌متر از هم فاصله داشتند، استفاده شد و یک صفحه در فاصله ۱ متری از شکاف‌ها قرار داده شد. اگر نور ششم در فاصله ۱ میلی‌متری از نور مرکزی تولید شود، آنگاه طول موج نور مورد استفاده...

الف. 0,5 x 10 ^-6 متر

ب. ۲.۰ x ۱۰ ^-۶ متر

ج. 3,7 x 10 ^-6 متر

د. 8,0 x 10 ^-6 متر

شرق. ۲۴ × ۱۰ ^-۶ متر

پمباهاسان

معلوم است که:

فاصله بین شکاف‌ها (d) = 3 میلی‌متر = 3 × 10 ^{به توان منفی 3} متر

مرتبه (n) = ۴

فاصله بین صفحه نمایش و شکاف (l) = 1 متر

فاصله ششمین خط روشن از خط روشن مرکزی (y) = ۱ میلی‌متر = ۱ × ۱۰ ^{به توان} ۳ متر = ۱۰ ^{به توان} ۳ متر

سوال: طول موج نور ( λ)

جواب:

طول موج نور ( λ):

جواب صحیح الف است.

ویژگی‌های امواج نور

۵. ویژگی‌های امواج:

(1) شکل موج طولی

(2) می‌تواند منکسر شود

(3) می‌تواند تداخل ایجاد کند

(4) می‌تواند قطبی شود

(5) انتشار آن به یک محیط واسطه نیاز دارد

عبارت بالا که از ویژگی‌های امواج نور است، عدد ...

الف. (1)، (2) و (3)

ب. (1)، (2) و (4)

ج. (1)، (3) و (5)

د. (2)، (3) و (4)

ه. (2)، (2) و (5)

پمباهاسان

جواب صحیح D است.

۶. سوال شماره ۲۹ آزمون سراسری فیزیک SMA/MA سال تحصیلی ۲۰۱۵/۲۰۱۶

به عبارت زیر توجه کنید!

(1) می‌تواند تداخل ایجاد کند

(2) تجربه قطبی شدن

(3) تجربه پراش

(4) خزیدن بدون واسطه

(5) می‌تواند منعکس شود

جمله صحیح بالا در مورد خواص امواج صوتی این است که...

الف. (1)، (2) و (3)

ب. (1)، (3) و (5)

ج. (1)، (4) و (5)

د. (2)، (3) و (4)

ه. (3)، (4) و (5)

پمباهاسان

(2) امواج عرضی قطبش را تجربه می‌کنند. امواج صوتی امواج طولی هستند.

(4) امواجی که بدون واسطه منتشر می‌شوند، فقط امواج الکترومغناطیسی هستند، امواج صوتی امواج مکانیکی هستند که برای انتشار به واسطه نیاز دارند.

جواب صحیح B است.

توری پراش

۷. یک توری پراش ۴۰۰۰ خط در هر سانتی‌متر مربع دارد. نور تک‌رنگ به توری تابیده می‌شود و یک خط روشن مرتبه دوم تولید می‌کند. اگر زاویه انحراف ۳۰ ^درجه باشد ، طول موج نور ... (۱ آنگستروم = ۱۰-۱۰ ^متر )

الف. ۸۰۰۰ آنگستروم

ب. ۶۲۵۰ آنگستروم

ج. ۵۰۰۰ آنگستروم

د. ۴۵۰۰ آنگستروم

۴۰۰۰ آنگستروم شرقی

پمباهاسان

معلوم است که:

ثابت شبکه (d) = 1 / (4000 خط / سانتی‌متر) = 0,00025 سانتی‌متر = 2,5 x 10 ^-4 سانتی‌متر = 2,5 x 10 ^-6 متر

مرتبه (n) = ۴

گناه 30 ^درجه = 0,5

۱ آنگستروم = ^۱۰-۱۰ متر

سوال: طول موج نور (λ)

جواب:

جواب صحیح B است.

۸. پرتوی از نور تک‌رنگ با طول موج ۲.۵ × ۱۰ ^-۷ متر به توری‌ای متشکل از ۱۰۰۰۰ خراش در سانتی‌متر مربع برخورد می‌کند. زاویه خط روشن مرتبه دوم چقدر است؟

الف. 30 ^درجه

ب. ۳۷ ^درجه

ج. ۴۵ ^درجه

د. ۵۳ ^درجه

شرق. ۶۰ ^درجه

پمباهاسان

معلوم است که:

ثابت شبکه (d) = 1 / (10.000 خط / سانتی‌متر) = 0,0001 سانتی‌متر = 1 x 10 ^-4 سانتی‌متر = 1 x 10 ^-6 متر

مرتبه (n) = ۴

طول موج نور (λ) = 2,5 x 10 ^-7 متر

سوال: زاویه (θ)

جواب:

جواب صحیح الف است.

۹. تداخل دو شکافی

یک پرتو نور زرد بر روی دو شکاف تابانده می‌شود و باعث ایجاد تداخل قابل مشاهده روی صفحه نمایش می‌شود. از عبارت زیر:

(1) اگر نور زرد با نور آبی جایگزین شود، نوار روشن پهن‌تر خواهد شد.

(2) اگر فاصله بین شکاف‌ها کاهش یابد، نوار روشن پهن‌تر خواهد شد.

( 3) هر چه از نور مرکزی دورتر باشیم، شدت آن کمتر است.

(4) هر چه از نور مرکزی دورتر باشیم، شدت نور ثابت می‌ماند.

عبارت صحیح این است…

الف. (1)، (3) و (4)

ب. فقط (1) و (3)

ج. فقط (1) و (4)

د. فقط (2) و (3)

ه. فقط (2) و (4)

پمباهاسان

فاصله بین شکاف‌ها کمتر از فاصله بین شکاف‌ها و صفحه است، بنابراین زاویه بسیار کوچک است. زاویه بسیار کوچک است، بنابراین مقدار sin θ نزدیک به tangen θ است.

فرمول تداخل دو شکاف (تداخل سازنده)

اطلاعات:

d = فاصله بین شکاف‌ها، y = فاصله nامین خط روشن از خط روشن مرکزی، l = فاصله بین صفحه و شکاف، n = مرتبه، λ = p طول موج نور.

(1) اگر نور زرد با نور آبی جایگزین شود، نوار روشن پهن‌تر خواهد شد.

بر اساس این فرمول، تعداد خطوط روشن (n) با طول موج ( λ) نسبت معکوس دارد. اگر طول موج کوچکتر باشد، تعداد خطوط روشن (n) بیشتر است. نور زرد طول موج بلندتری (فرکانس کمتری) نسبت به نور آبی دارد. اگر نور زرد با نور آبی جایگزین شود، طول موج کوچکتر است، بنابراین تعداد خطوط روشن (n) بیشتر است.

این گفته درست است.

(2) اگر فاصله بین شکاف‌ها کاهش یابد، نوار روشن پهن‌تر خواهد شد.

بر اساس فرمول بالا، فاصله بین شکاف‌ها (d) با تعداد خطوط روشن (n) نسبت مستقیم دارد. اگر فاصله بین شکاف‌ها کاهش یابد، تعداد خطوط روشن (n) کاهش خواهد یافت.

این گفته اشتباه است.

(3) هر چه از نور مرکزی دورتر باشیم، شدت آن کمتر است.

شدت نور با سطح روشنایی مرتبط است. شدت نور با فاصله نسبت معکوس دارد؛ هر چه فاصله بیشتر باشد، شدت نور کمتر است (نور کم‌نورتر است).

این گفته درست است.

(4) هر چه از نور مرکزی دورتر باشیم، شدت نور ثابت می‌ماند.

این گفته اشتباه است.

جواب صحیح B است.

۱۰. پرتویی از نور تک‌رنگ با طول موج ۵.۱۰ ^{تا ۷} متر به صورت عمود بر توری تابیده شده است. اگر فاصله بین صفحه و توری ۲ متر باشد و یک نور مرتبه سوم در فاصله ۱۵۰ سانتی‌متر از نور مرکزی روی صفحه بتابد، فاصله بین شکاف‌ها ... است.

1. 4.10^-6 m
2. 3.10^-6 m
3. 2.10^-6 m
4. 3.10^-7 m
5. 2.10^-7 m

پمباهاسان

معلوم است که:
طول موج (λ) = 5 x 10^-7 متر
ل = ۲ متر
3 نفر
y = 150 سانتی‌متر = 1,5 متر
پرسیده شد: ثابت شبکه
جواب:

sin θ ≈ tan θ = y / l = 1,5 / 2 = 0,75 = 75 x 10 ^-2

فاصله بین شکاف‌ها:
d sin θ = n λ
د (۷۵.۱۰^-2) = (3)(5.10^-7)
د (۷۵.۱۰^-2) = 15.10،XNUMX،XNUMX،XNUMX،XNUMX،XNUMX،XNUMX،XNUMX،XNUMX^-7
د = (15.10^-7) / (75.10^-2)
د = (15/75).10^-5
د = (1/5)(10)^-5) متر
د = (0,2)(10)^-5) متر
d = 2.10،XNUMX^-6 متر
جواب صحیح C است.

۱۱. پرتویی از نور تک‌رنگ با طول موج ۵۰۰ نانومتر (۱ نانو = ۱۰-۹ ^{) عمود بر} توری تابیده می‌شود . اگر نور چهارم زاویه انحراف ۳۰ ^درجه تشکیل دهد ، تعداد خطوط در هر سانتی‌متر از توری برابر است با….

1. 3000
2. 2500
3. 1250
4. 1000
5. 250

پمباهاسان
معلوم است که:
طول موج (λ) = ۵۰۰.۱۰^-9 متر = ۱۰^-7 متر
θ = 30^o
4 نفر
پرسیده شد: تعداد خطوط در هر سانتی‌متر از شبکه
جواب:
فاصله بین شکاف‌ها:
d sin θ = n λ
د (گناه 30)^o) = (4)(5.10^-7)
د (0,5) = 20.10^-7
د = (20.10^-7) / 0,5
d = 40.10،XNUMX^-7
d = 4.10،XNUMX^-6  متر

تعداد خطوط در هر سانتی‌متر از شبکه:
ایکس = ۱ / ۴.۱۰^-6  متر
X = 0,25.10⁶ خط / متر
X = 0,25.10⁶ خط / 10² cm
X = 0,25.10⁴ خط / سانتی متر
X = 25.10² خط / سانتی متر
x = 2500 خط بر سانتی‌متر مربع
جواب صحیح B است.

منبع سوال:

سوالات 2015/2016 SMA/MA فیزیک سازمان ملل متحد