Foarbylden fan fragen en formules foar ljochtweagen yn fysike optyk
Karakteristiken fan ljocht
1. Ljocht is in elektromagnetyske weach, dêrom ljocht….
A. Belibet gjin refleksje
B. Belibet gjin brekking
C. Hat gjin fuortplantingsmedium nedich
D. Draacht gjin enerzjy yn syn fuortplanting
Diskusje
Ljocht is in weach, dêrom ûndergiet it refleksje, brekking, en draacht it enerzjy tidens syn fuortplanting, krekt as oare weagen. Ljocht is in elektromagnetyske weach, dus it hat gjin medium nedich foar fuortplanting.
It goede antwurd is C.
2. Jou omtinken oan de folgjende útspraak:
1. Ljocht beweecht yn in rjochte line
2. Ljocht is in elektromagnetyske weach
3. Ljocht kin opnommen wurde
4. Ljocht draacht in elektryske lading
De juste útspraak oangeande de eigenskippen fan ljocht is ...
A. allinnich útspraak 1
B. útspraken 1 en 2
C. útspraken 1, 2 en 3
D. alle útspraken binne wier
Diskusje
1. Ljocht beweecht yn in rjochte line.
Dizze útspraak is wier, om't hoewol ljocht beweecht as in transversale weach, it paad fan ljocht in rjochte line is. Yn it ûnderwerp fan geometryske optyk (refleksje en brekking fan ljocht) wurdt ljocht ôfbylde as in striel waans bewegingspaad in rjochte line is.
2. Ljocht is in elektromagnetyske weach:
Dizze útspraak is wier, om't ljocht in elektromagnetyske weach is, wêrby't de fuortplanting fan ljocht gjin medium nedich is.
3. Ljocht kin opnommen wurde:
Dizze útspraak is wier. Ljocht is in soarte elektromagnetyske weach. Alle weagen, sawol meganysk as elektromagnetysk, drage enerzjy as se fan de iene lokaasje nei de oare reizgje. Dêrom kin in part fan 'e enerzjy fan it ljocht opnommen wurde troch it medium dêr't it trochhinne giet. Bygelyks, as ljocht nei in flakke spegel reizget, wurdt it measte ljocht reflektearre, mar in lyts diel wurdt opnommen troch de spegel.
4. Ljocht draacht in elektryske lading:
Dizze útspraak is falsk. Ljocht is in elektromagnetyske weach, en elektromagnetyske weagen wurde produsearre troch oscillearjende elektryske en magnetyske fjilden. Elektromagnetyske weagen wurde útstjoerd troch fersnellende elektryske ladingen.
It goede antwurd is C.
Perfekte refleksje
3. De ôfbylding rjochts lit in diamanten sieraden sjen dy't tige djoer is, om't it ljocht dat troch de diamant reflektearre wurdt sa fonkeljend is. Dit ferskynsel wurdt feroarsake troch…
A. perfekte brekking wêrby't ljocht fan in minder ticht medium nei in tichter medium komt
B. perfekte brekking wêrby't de ynfalhoeke lytser is as de grinshoeke
C. perfekte refleksje wêrby't it ljocht komt fan in minder ticht medium nei in tichter medium
D. perfekte refleksje wêr't de ynfalhoeke grutter is as de grinshoeke
Diskusje
It ljocht fan in diamant liket te fonkeljen fanwegen ljochtfersprieding en perfekte refleksje. Perfekte refleksje komt foar as ljocht beweecht fan in medium mei in hegere brekingsyndeks nei ien mei in legere brekingsyndeks. Bygelyks, ljocht beweecht fan diamant (mei in hegere brekingsyndeks) nei loft (mei in legere brekingsyndeks). Om dit fierder te begripen, besjoch de ôfbylding hjirûnder.
As ljocht fan in medium mei in grutte brekingsyndeks nei in medium mei in lytse brekingsyndeks beweecht, wurdt it ljocht fan 'e normaal ôfbûgd. As de ynfalhoeke (i) grutter is, dan is de brekingsyndeks (r) grutter. By in bepaalde ynfalhoeke is de brekingsyndeks 90o. De ynfalhoeke as de brekingsyndeks 90o is, wurdt de krityske hoeke (θk) of grinshoeke neamd. As de ynfalhoeke grutter is as de krityske hoeke of grinshoeke, dan wurdt gjin ljocht brutsen; al it ljocht wurdt reflektearre.
It goede antwurd is D.
4. Fragen foar de Nasjonale Wittenskip Olympiade 2011 foar middelbere skoallen op Regency/Stêdsnivo nr. 39
It folgjende ferskynsel, dat in symptoom is fan perfekte refleksje, is….
In reinbôge
B. luchtspegeling
C. kleurde mar
D. astigmatisme
Diskusje
In luchtspegeling wurdt in perfekte refleksjeferskynsel neamd, om't yn dit proses gjin ljocht dat út 'e loft komt troch it dykoerflak brutsen wurdt, mar it liket as wurdt al it ljocht troch it dykoerflak reflektearre. Loftspegelingen ûntsteane om't ljocht troch loftlagen reizget dy't ferskillende brekingsyndeksen hawwe fanwegen de ferskillende tichtheden fan dizze loftlagen. Yn werklikheid wurdt ljocht net reflektearre troch it dykoerflak, mar wurdt it brutsen (bûgd) troch loftlagen dy't ferskillende brekingsyndeksen hawwe.
It goede antwurd is B.
5. Fragen foar de Nasjonale Wittenskip Olympiade 2010 foar middelbere skoallen op Regency/Stêdsnivo nr. 30
It sicht fan in oaljeflek op it oerflak fan in asfaltwei op in waarme dei is yn essinsje in totale refleksjegebeurtenis, om't….
A. De brekingsyndeks fan 'e boppeste lagen fan loft is grutter as dy fan 'e legere lagen.
B. De brekingsyndeks fan 'e boppeste lagen fan loft is lytser as de legere lagen.
C. Wetterdrippen reflektearje ferskate kleuren by ferskillende refleksjehoeken.
D. Wetterdrippen brekke ferskillende kleuren by ferskillende brekkingshoeken.
Diskusje
In sêne lykas in oaljeflek op in asfaltwei op in waarme dei is in foarbyld fan in luchtspegeling. Luchtspegelingen ûntsteane troch it ferskil yn brekingsyndeks tusken de loftlaach by de dyk en de loftlaach derboppe.
Op in waarme dei ferwaarmt it dykoerflak de loft der direkt boppe, wêrtroch't de loftlaach direkt boppe it dykoerflak hjitter wurdt as de loftlaach fierder stroomop. De hjittere loftlaach ûnderfynt in gruttere folume-útwreiding, wêrtroch't er minder ticht is (legere tichtheid). Omkeard ûnderfynt de minder hjitte loftlaach derboppe minder folume-útwreiding, wêrtroch't er tichter is (hegere tichtheid). Dat betsjut dat de legere loftlaach minder ticht is, wylst de boppeste loftlaach tichter is.
Omdat de loftlaach oan 'e ûnderkant (tichter by it dykoerflak) minder ticht is, beweecht ljocht rapper as it der trochhinne giet, wylst de loftlaach oan 'e boppekant tichter is, sadat ljocht stadiger beweecht as it der trochhinne giet.
De formule foar de brekingsyndeks is: n = c / v, wêrby't n de brekingsyndeks is, c = ljochtsnelheid yn in fakuüm = konstante = 3 x 108 m/s, v = ljochtsnelheid yn it medium. Op basis fan dizze formule is c fêststeld sadat as v grutter wurdt, n lytser wurdt en oarsom, as v ôfnimt, n grutter wurdt.
Ljocht beweecht rapper yn 'e legere loftlaach (grutte v) sadat de legere loftlaach in lytsere brekingsyndeks hat (lytse n), wylst ljocht stadiger beweecht yn 'e boppeste loftlaach (lytse v), sadat de boppeste loftlaach in gruttere brekingsyndeks hat (grutte n).
It goede antwurd is A.
brekingsyndeks
6. In sichtbere ljochtstriel hat in golflingte fan 510 nm yn loft. As de ljochtstriel in medium mei in brekingsyndeks fan 1,5 yngiet, feroaret syn golflingte nei….
A. 680 nm
B. 510 nm
C. 340 nm
D. 170 nm
Diskusje
It is bekend dat:
Golflingte (λ) = 510 nm = 510 x 10-9 meter
Brekingsyndeks (n) = 1,5
Fraach: De golflingte (λ) feroaret nei….
Antwurd:
De golflingte (λ) feroaret nei 340 nanometer.
It goede antwurd is C.
7. In fisk wurdt sjoen op 'e seeboaiem fan in dúdlike plas, de djipte fan 'e plas is 2 meter, de brekingsyndeks fan 'e plas is 4/3. As de fisk hast loodrecht op it oerflak fan 'e plas sjoen wurdt, hoe fier ferskynt de fisk dan fan it oerflak fan 'e plas?
A. 1 meter fan it oerflak fan it swimbad
B. 1,5 meter fan it oerflak fan it swimbad
C. 2 meter fan it oerflak fan it swimbad
D. 2,67 meter fan it oerflak fan it swimbad
Diskusje
It is bekend dat:
Brekingsyndeks fan it swimbad = 4/3
Swimbaddjipte = 2 meter
Fraach: Hoe fier kin de fisk sjoen wurde fan it oerflak fan 'e fiver?
Antwurd:
Skynbere ôfstân = 1 : n (echte ôfstân)
Skynbere ôfstân = 1 : 4/3 (2 meter)
Skynbere ôfstân = 1 x 3/4 (2 meter)
Skynbere ôfstân = 3/4 (2 meter)
Skynbere ôfstân = 6/4
Skynbere ôfstân = 1,5 meter
De ôfstân fan 'e sichtbere fisk fan it oerflak fan 'e fiver = 1,5 meter
It goede antwurd is B.
8. Ljocht kin trochjûn wurde yn in kanaal waans brekingsyndeks relatyf oan 'e omjouwing is ....
A. > 1
B. = 1
C. < 1
D. = 0
Diskusje
Brekingsyndeks fan fakuüm = 1,0000
De brekingsyndeks fan in medium is grutter as de brekingsyndeks fan in fakuüm.
It goede antwurd is A.
Fersprieding fan ljocht
9. De ferspriedingshoeke is de hoeke tusken twa kleuren fan monochromatysk ljocht dy't foarkomt yn it gefal fan….
A. polarisaasje fan ljocht
B. ljochtabsorpsje
C. fersprieding fan ljocht
D. diffraksje fan ljocht
Diskusje
Monochromatysk ljocht is ljocht dat ien kleur of golflingte hat. Wyt ljocht is, lykas sinneljocht, in kombinaasje fan alle kleuren, elk mei in oare golflingte of frekwinsje. De ferdieling fan wyt ljocht yn it sichtbere spektrum (read, oranje, giel, grien, blau, indigo en fiolet) wurdt ljochtfersprieding neamd.
Ljochtfersprieding kin berikt wurde troch prisma's, wetterdrippen of oare objekten. Reinbôgen binne in foarbyld fan ljochtfersprieding yn it deistich libben, wêrby't sinneljocht ferspraat wurdt troch reindrippen.
It goede antwurd is C.
10. Fragen foar de Nasjonale Wittenskip Olympiade 2011 foar middelbere skoallen op Regency/Stêdsnivo nr. 60
In reinbôge ferskynt as in kleurich lint yn 'e foarm fan in dielsirkel. De juste folchoarder fan 'e fjouwer reinbôgekleuren hjirûnder, fan lytste oant grutste radius, is ...
A. read, oranje, giel, grien
B. blau, pears, grien, giel
C. grien, blau, indigo, fiolet
D. indigo, blau, grien, giel
Diskusje
De folchoarder fan 'e reinbôgekleuren is read, oranje, giel, grien, blau, indigo en pears.
Read ljocht hat de langste golflingte, wylst fiolet ljocht de koartste hat. De ôfbûging fan elke kleur ljocht hinget ôf fan syn golflingte.
As wyt sinneljocht ferspraat wurdt troch reindrippen, wurdt ljocht mei langere golflingten minder ôfbûgd, wylst ljocht mei koartere golflingten mear ôfbûgd wurdt. Read ljocht wurdt it minst ôfbûgd om't syn golflingte langer is, wylst fiolet ljocht it meast ôfbûgd wurdt om't syn golflingte koarter is, lykas te sjen is yn it ûndersteande diagram. Sa sjocht it each fan 'e waarnimmer it reade ljocht oan 'e boppekant en it fiolet ljocht oan 'e ûnderkant.
Alle kleuren fan reinbôgeljocht binne foar in part sirkelfoarmich, wêrby't de reade sirkel fan ljocht oan 'e boppekant is, sadat it de grutste straal hat, wylst de pearse sirkel fan ljocht oan 'e ûnderkant is, sadat it de lytste straal hat.
De folchoarder fan ljochte kleuren fan 'e grutste straal oant de lytste straal is read, oranje, giel, grien, blau, indigo, pears.
It goede antwurd is D.
11. De ljochte kleuren fan 'e oaljelaach op it oerflak fan it wetter ûntsteane fanwegen it barren...
A. ynterferinsje
B. polarisaasje
C. fersprieding
D. diffraksje
Diskusje
It goede antwurd is C.
