11 Foarbylden fan ljochtweagen
Jou omtinken oan de folgjende útspraken:
(1) Ferfang it raster troch in raster mei in grutter oantal rigels per millimeter.
(2) Ljocht dat fan blau nei giel falt
(3) Feroarje it ljocht dat útstjoerd wurdt fan read nei grien
(4) Ferpleats it skerm tichter by it raster
Wat opnommen is yn 'e poging om de breedte fan 'e ljochte bân yn it diffraksjerooster-eksperimint te fergrutsjen is...
Diskusje
Formule foar dûbele spleetynterferinsje (konstruktive ynterferinsje):
De breedte fan 'e sleuf (d) is tige lyts yn ferliking mei de ôfstân tusken de sleuf en it skerm (L), sadat de hoeke tige lyts is. De hoeke is sa lyts dat de wearde fan sin θ tichtby tangens θ leit.
sin θ ≈ tan θ = y / L
Ynformaasje:
y = breedte fan 'e ljochte bân, n = oarder, λ = golflingte, L = ôfstân tusken it raster en it skerm, d = breedte fan 'e spleet.
d = 1 / (4000 rigels / sm) = 0,00025 sm
(1) Ferfang it raster troch in raster mei in grutter oantal rigels per millimeter.
Contoh:
d = 1 / (1000 rigels / sm) = 0,001 sm
d = 1 / (2000 rigels / sm) = 0,0005 sm
d = 1 / (3000 rigels / sm) = 0,0003 sm
d = 1 / (4000 rigels / sm) = 0,00025 sm
Op basis fan dizze berekkening, as it oantal linen per millimeter grutter is, dan is de breedte fan 'e spleet (d) lytser. Op basis fan 'e formule hjirboppe, as de breedte fan 'e spleet (d) lytser is, dan is de breedte fan 'e ljochte bân (y) grutter.
Dizze útspraak is wier.
(2) Ljocht dat fan blau nei giel falt
Blau ljocht hat in hegere frekwinsje as giel ljocht, oarsom
Blau ljocht hat in lytsere golflingte as giel ljocht.
As ljocht fan blau nei giel sakket, dan wurdt de golflingte grutter.
Op basis fan 'e formule hjirboppe, as de golflingte grutter is, is de breedte fan 'e ljochte bân (y) grutter.
Dizze útspraak is wier.
(3) Feroarje it ljocht dat útstjoerd wurdt fan read nei grien
Read ljocht hat in legere frekwinsje as grien ljocht, oarsom
Read ljocht hat in langere golflingte as giel ljocht.
As ljocht fan read nei grien sakket, wurdt de golflingte lytser.
Op basis fan 'e formule hjirboppe, as de golflingte lytser is, is de breedte fan 'e ljochte bân (y) lytser.
Dizze útspraak is ferkeard.
(4) Ferpleats it skerm tichter by it raster
It skerm tichter by it raster ferpleatse betsjut dat L fermindere wurdt. Op basis fan 'e formule hjirboppe, as de ôfstân tusken it raster en it skerm (L) lytser is, is de breedte fan 'e ljochte bân (y) lytser.
Dizze útspraak is ferkeard.
2. Diffraksje fan ljocht
Yn in ljochtdiffraksje-eksperimint mei in roaster fan 4.500 linen.cm -1 , op in skerm pleatst op in ôfstân L fan it roaster, is de ôfstân fan 'e ljochte bân fan twadde oarder 1 mm. As it brûkte roaster ferfongen wurdt troch in oar roaster dat 5.400 linen.cm -1 hat , dan is de ôfstân fan 'e ljochte bân fan twadde oarder mjitten fan 'e sintrale ljochte bân...
A. 0,6 mm
B. 0,9 mm
C. 1,2 mm
D. 1,6 mm
E. 2,2 mm
Diskusje
It is bekend dat:
d 1 = 1 / (4500 linen / sm) = 1/4500 sm
n1 = 2
y 1 = 1 mm = 0,1 sm
d2 = 1 / (5400 linen / sm ) = 1/5400 sm
n2 = 2
Frege: y 2
Antwurd:
Formule foar dûbele spleetynterferinsje (konstruktive ynterferinsje):
d sin θ = n λ
De breedte fan 'e spleet is tige lyts yn ferliking mei de ôfstân tusken de spleet en it skerm, sadat de hoeke tige lyts is. De hoeke is sa lyts dat de wearde fan sin theta tichtby tangens theta leit.
sin θ ≈ tan θ = y / L
d sin θ = n λ
d (y / L) = n λ
dy = n λ L
Ynformaasje:
d = spleetbreedte, y = ôfstân tusken it sintrale ljocht en it ljocht fan 'e n-de oarder, n = oarder, λ = golflingte, L = ôfstân tusken it roaster en it skerm.
Eksperimint 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
Eksperimint 2:
d²y² = n²λL
(1/5400)(y² ) = (2) λL
y² / 5400 = (2) λL
y² / ( 2)(5400) = λL
y² / 10.800 = λL
De brûkte golflingte fan ljocht (λ) is itselde en de ôfstân tusken it roaster en it skerm (L) is ek itselde.
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 sm
y² = 1,2 mm
It goede antwurd is C.
Ljochte ynterferinsje
3. Twa smelle spleten, skieden troch in ôfstân fan 2 mm, wurde loodrecht ferljochte. Op in skerm 1 meter fan 'e spleten wurdt in fjirde heldere line foarme, dy't 1 mm fan 'e sintrale heldere line leit. De golflingte fan it brûkte ljocht is…
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
Diskusje
It is bekend dat:
Ofstân tusken sleuven (d) = 2 mm = 2 x 10 -3 meter
Oarder (n) = 4
Ofstân tusken skerm en gat (l) = 1 meter
Ofstân fan 'e 4e heldere line fan 'e sintrale heldere line (y) = 1 mm = 1 x 10-3 meter = 10-3 meter
Fraach: Golflingte fan ljocht ( λ)
Antwurd:
Formule foar dûbele spleetynterferinsje (konstruktive ynterferinsje):
d sin θ = n λ
De ôfstân tusken de sleuven is lytser as de ôfstân tusken de sleuven en it skerm, sadat de hoeke tige lyts is. De hoeke is tige lyts, sadat de wearde fan sin θ ticht by ta ngen θ leit.
Golflingte fan ljocht ( λ):
It goede antwurd is E.
4. Yn it eksperimint fan Young waarden twa smelle spleten brûkt, elk 3 mm útinoar, en in skerm waard 1 m fan 'e spleten pleatst. As it sechsde ljocht op in ôfstân fan 1 mm fan it sintrale ljocht produsearre wurdt, dan is de golflingte fan it brûkte ljocht...
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
Diskusje
It is bekend dat:
Ofstân tusken sleuven (d) = 3 mm = 3 x 10 -3 meter
Oarder (n) = 6
Ofstân tusken skerm en gat (l) = 1 meter
Ofstân fan 'e 6e heldere line fan 'e sintrale heldere line (y) = 1 mm = 1 x 10-3 meter = 10-3 meter
Fraach: Golflingte fan ljocht ( λ)
Antwurd:
Golflingte fan ljocht ( λ):
It goede antwurd is A.
Eigenskippen fan ljochtweagen
5. Eigenskippen fan weagen:
(1) longitudinale golffoarm
(2) kin brekke
(3) kin ynterferearje
(4) kin polarisearre wurde
(5) syn fuortplanting fereasket in medium
De útspraak hjirboppe dy't in karakteristyk is fan ljochtweagen is it oantal ...
A. (1), (2) en (3)
B. (1), (2) en (4)
C. (1), (3) en (5)
D. (2), (3) en (4)
E. (2), (2) en (5)
Diskusje
It goede antwurd is D.
6. 2015/2016 SMA/MA Natuerkunde Nasjonaal Eksamen Fraach nr. 29
Let op de folgjende útspraak!
(1) Kin ynterferearje
(2) Polarisaasje ûnderfine
(3) Diffraksje ûnderfine
(4) Krûpen sûnder medium
(5) Kin reflektearre wurde
De juste útspraak hjirboppe oer de eigenskippen fan lûdsweagen is...
A. (1), (2), en (3)
B. (1), (3), en (5)
C. (1), (4), en (5)
D. (2), (3), en (4)
E. (3), (4), en (5)
Diskusje
(2) Polarisaasje wurdt ûnderfûn troch transversale weagen. Lûdsweagen binne longitudinale weagen.
(4) Weagen dy't har sûnder medium fuortplantsje binne allinnich elektromagnetyske weagen, lûdweagen binne meganyske weagen dy't in medium nedich hawwe om har fuort te plantsjen.
It goede antwurd is B.
Diffraksjerooster
7. In diffraksjeraster hat 4.000 linen per sm. Monochromatysk ljocht wurdt op it raster skine en produseart in ljochte line fan twadde oarder. As de ôfwikingshoeke 30 ° is , dan is de golflingte fan it ljocht… (1 Å = 10 -10 m)
A. 8.000 Å
B. 6.250 Å
Sawat 5.000 Å
D. 4.500 Å
E. 4.000 Å
Diskusje
It is bekend dat:
Roosterkonstante (d) = 1 / (4000 linen / sm) = 0,00025 sm = 2,5 x 10-4 sm = 2,5 x 10-6 meter
Oarder (n) = 2
sin 30 o = 0,5
1 Å = 10 -10 m
Fraach: Golflingte fan ljocht (λ)
Antwurd:
It goede antwurd is B.
8. In striel fan monochromatysk ljocht mei in golflingte fan 2,5 10-7 m rekket in roaster dat bestiet út 10.000 krassen/cm. Wat is de hoeke foar de ljochte line fan twadde oarder?
A. 30 o
B. 37 o
C. 45 o
D. 53 o
E. 60 o
Diskusje
It is bekend dat:
Roosterkonstante (d) = 1 / (10.000 linen / sm) = 0,0001 sm = 1 x 10-4 sm = 1 x 10-6 meter
Oarder (n) = 2
Golflingte fan ljocht (λ) = 2,5 x 10-7 meter
Fraach: Hoek (θ)
Antwurd:
It goede antwurd is A.
9. Dûbele spleetynterferinsje
In striel giel ljocht falt op twa spleten, wêrtroch sichtbere ynterferinsje op it skerm ûntstiet. Ut de folgjende útspraak:
(1) De heldere bân sil breder wurde as giel ljocht ferfongen wurdt troch blau
(2) De ljochte bân sil breder wurde as de ôfstân tusken de spleten fermindere wurdt.
( 3) Hoe fierder fan it sintrale ljocht, hoe lytser de yntensiteit.
(4) hoe fierder fan it sintrale ljocht de yntensiteit konstant bliuwt.
De juste útspraak is…
A. (1), (3) en (4)
B. (1) en (3) allinnich
C. (1) en (4) allinnich
Allinnich D. (2) en (3)
Allinnich E. (2) en (4)
Diskusje
De ôfstân tusken de sleuven is lytser as de ôfstân tusken de sleuven en it skerm, sadat de hoeke tige lyts is. De hoeke is tige lyts, sadat de wearde fan sin θ ticht by ta ngen θ leit.
Formule foar dûbele spleetynterferinsje (konstruktive ynterferinsje)
Ynformaasje:
d = ôfstân tusken spleten, y = ôfstân fan 'e n-de heldere line fan 'e sintrale heldere line, l = ôfstân tusken it skerm en de spleet, n = oarder, λ = p golflingte fan ljocht.
(1) De heldere bân sil breder wurde as giel ljocht ferfongen wurdt troch blau
Op basis fan dizze formule is it oantal heldere linen (n) omgekeerd evenredich mei de golflingte ( λ). As de golflingte lytser is, is it oantal heldere linen (n) grutter. Giel ljocht hat in langere golflingte (legere frekwinsje) as blau ljocht. As giel ljocht ferfongen wurdt troch blau ljocht, is de golflingte lytser, dus is it oantal heldere linen (n) grutter.
Dizze útspraak is wier.
(2) De ljochte bân sil breder wurde as de ôfstân tusken de spleten fermindere wurdt.
Op basis fan 'e boppesteande formule is de ôfstân tusken de spleten (d) direkt evenredich mei it oantal heldere linen (n). As de ôfstân tusken de spleten fermindere wurdt, sil it oantal heldere linen (n) ôfnimme.
Dizze útspraak is ferkeard.
(3) Hoe fierder fan it sintrale ljocht, hoe lytser de yntensiteit.
Yntensiteit is relatearre oan it nivo fan helderheid. Yntensiteit is omgekeerd evenredich mei ôfstân; hoe grutter de ôfstân, hoe leger de yntensiteit (hoe dimmer it ljocht).
Dizze útspraak is wier.
(4) Hoe fierder fan it sintrale ljocht, hoe konstant de yntensiteit bliuwt.
Dizze útspraak is ferkeard.
It goede antwurd is B.
10. In striel fan monochromatysk ljocht mei in golflingte fan 5.10-7 m wurdt loodrecht op it roaster rjochte. As de ôfstân tusken it skerm en it roaster 2 m is en in ljocht fan 'e tredde oarder op it skerm falt op in ôfstân fan 150 sm fan it sintrale ljocht, dan is de ôfstân tusken de spleten….
- 4.10-6 m
- 3.10-6 m
- 2.10-6 m
- 3.10-7 m
- 2.10-7 m
Diskusje
It is bekend dat:
Golflingte (λ) = 5 x 10-7 meter
l = 2 meter
n = 3
y = 150 sm = 1,5 meter
Frege: roosterkonstante
Antwurd:
sin θ ≈ tan θ = y / l = 1,5 / 2 = 0,75 = 75 x 10 -2
Ofstân tusken gatten:
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) meters
d = (0,2)(10-5) meters
d = 2.10-6 meter
It goede antwurd is C.
11. In striel fan monochromatysk ljocht mei in golflingte fan 500 nm (1 nano = 10-9 ) falt loodrecht op it roaster . As it fjirde ljocht in ôfwikingshoeke fan 30 graden foarmet , is it oantal linen per sm fan it roaster….
- 3000
- 2500
- 1250
- 1000
- 250
Diskusje
It is bekend dat:
Golflingte (λ) = 500.10-9 meter = 5.10-7 meter
θ = 30o
n = 4
Frege: oantal rigels per sm raster
Antwurd:
Ofstân tusken gatten:
d sin θ = n λ
d (sûnde 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 meter
Oantal rigels per sm raster:
x = 1 / 4.10-6 meter
x = 0,25.106 line / meter
x = 0,25.106 rigel / 102 cm
x = 0,25.104 line / sm
x = 25.102 line / sm
x = 2500 rigels / sm
It goede antwurd is B.
Fraachboarne:
2015/2016 SMA / MA Physics UN fragen
