11 exemplos de ondas de luz
Preste atención ás seguintes afirmacións:
(1) Substitúa a cuadrícula por unha cuadrícula cun maior número de liñas por milímetro.
(2) Luz que cae do azul ao amarelo
(3) Cambiar a luz emitida de vermella a verde
(4) Achegar a pantalla á grella
O que se inclúe no esforzo por aumentar o ancho da banda brillante no experimento da rede de difracción é...
Discusión
Fórmula de interferencia de dobre fenda (interferencia construtiva):
A anchura da fenda (d) é moi pequena en comparación coa distancia entre a fenda e a pantalla (L), polo que o ángulo é moi pequeno. O ángulo é tan pequeno que o valor de sen θ está preto da tanxente θ.
sen θ ≈ tan θ = y / L
Información:
y = largura da banda brillante, n = orde, λ = lonxitude de onda, L = distancia entre a reixa e a pantalla, d = largura da fenda.
d = 1 / (4000 liñas/cm) = 0,00025 cm
(1) Substitúa a cuadrícula por unha cuadrícula cun maior número de liñas por milímetro.
Exemplo:
d = 1 / (1000 liñas/cm) = 0,001 cm
d = 1 / (2000 liñas/cm) = 0,0005 cm
d = 1 / (3000 liñas/cm) = 0,0003 cm
d = 1 / (4000 liñas/cm) = 0,00025 cm
Segundo este cálculo, se o número de liñas por milímetro é maior, entón a anchura da fenda (d) é menor. Segundo a fórmula anterior, se a anchura da fenda (d) é menor, entón a anchura da banda brillante (y) é maior.
Esta afirmación é verdadeira.
(2) Luz que cae do azul ao amarelo
A luz azul ten unha frecuencia maior que a luz amarela, e viceversa
A luz azul ten unha lonxitude de onda máis pequena que a luz amarela.
Se a luz cae do azul ao amarelo, a lonxitude de onda faise maior.
Segundo a fórmula anterior, se a lonxitude de onda é maior, a anchura da banda brillante (y) é maior.
Esta afirmación é verdadeira.
(3) Cambiar a luz emitida de vermella a verde
A luz vermella ten unha frecuencia máis baixa que a luz verde, e viceversa
A luz vermella ten unha lonxitude de onda maior que a luz amarela.
Se a luz cae do vermello ao verde, a lonxitude de onda diminúe.
Segundo a fórmula anterior, se a lonxitude de onda é menor, a anchura da banda brillante (y) é menor.
Esta afirmación é incorrecta.
(4) Achegar a pantalla á grella
Achegar a pantalla á grella significa reducir L. Segundo a fórmula anterior, se a distancia entre a grella e a pantalla (L) é menor, o ancho da banda brillante (y) é menor.
Esta afirmación é incorrecta.
2. Difracción da luz
Nun experimento de difracción de luz empregando unha rede de 4.500 liñas.cm⁻¹ , nunha pantalla colocada a unha distancia L da rede, a distancia da banda brillante de segunda orde é de 1 mm. Se a rede empregada se substitúe por outra que teña 5.400 liñas.cm⁻¹ , entón a distancia da banda brillante de segunda orde medida desde a banda brillante central é...
A. 0,6 mm
B. 0,9 mm
C. 1,2 mm
D. 1,6 mm
E. 2,2 mm
Discusión
Sábese que:
d 1 = 1 / (4500 liñas/cm) = 1/4500 cm
n² = 1
y 1 = 1 mm = 0,1 cm
d² = 1 / (5400 liñas/cm ) = 1/5400 cm
n² = 2
Preguntado: e 2
Resposta:
Fórmula de interferencia de dobre fenda (interferencia construtiva):
d sen θ = n λ
A anchura da fenda é moi pequena en comparación coa distancia entre a fenda e a pantalla, polo que o ángulo é moi pequeno. O ángulo é tan pequeno que o valor de sen theta está preto da tanxente theta.
sen θ ≈ tan θ = y / L
d sen θ = n λ
d (y / L) = n λ
dy = n λ L
Información:
d = ancho da fenda, y = distancia entre a luz central e a luz de orde n, n = orde, λ = lonxitude de onda, L = distancia entre a reixa e a pantalla.
Experimento 1:
d² y² = n² 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
Experimento 2:
d² y² = n² λ L
(1/5400)(y² ) = (2) λ L
y² / 5400 = (2) λ L
y² / ( 2)(5400) = λ L
y² / 10.800 = λ L
A lonxitude de onda da luz (λ) empregada é a mesma e a distancia entre a reixa e a pantalla (L) tamén é a mesma.
λ L = λ L
0,1 / 9000 = e² / 10.800
(0,1)(10.800) = ( y² )(9000)
1080 = y² ( 9000)
y² = 1080 / 9000
y2 = 0,12 cm
y2 = 1,2 mm
A resposta correcta é C.
Interferencia de luz
3. Ilumínanse perpendicularmente dúas fendas estreitas separadas por unha distancia de 2 mm. Nunha pantalla a 1 metro das fendas, fórmase unha cuarta liña brillante, situada a 1 mm da liña brillante central. A lonxitude de onda da luz utilizada é...
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
Sábese que:
Distancia entre fendas (d) = 2 mm = 2 x 10⁻³ metros
Orde (n) = 4
Distancia entre a pantalla e o espazo (l) = 1 metro
Distancia da sexta liña brillante á liña brillante central (y) = 1 mm = 1 x 10⁻³ metros = 10⁻³ metros
Pregunta: Lonxitude de onda da luz ( λ)
Resposta:
Fórmula de interferencia de dobre fenda (interferencia construtiva):
d sen θ = n λ
A distancia entre as fendas é menor que a distancia entre as fendas e a pantalla, polo que o ángulo é moi pequeno. O ángulo é moi pequeno, polo que o valor de sen θ é próximo a ta ngen θ.
Lonxitude de onda da luz ( λ):
A resposta correcta é E.
4. No experimento de Young, empregáronse dúas fendas estreitas, cada unha separada por 3 mm, e colocouse unha pantalla a 1 m das fendas. Se a sexta luz se produce a unha distancia de 1 mm da luz central, entón a lonxitude de onda da luz empregada é...
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
Sábese que:
Distancia entre fendas (d) = 3 mm = 3 x 10⁻³ metros
Orde (n) = 6
Distancia entre a pantalla e o espazo (l) = 1 metro
Distancia da sexta liña brillante á liña brillante central (y) = 1 mm = 1 x 10⁻³ metros = 10⁻³ metros
Pregunta: Lonxitude de onda da luz ( λ)
Resposta:
Lonxitude de onda da luz ( λ):
A resposta correcta é A.
Características das ondas de luz
5. Características das ondas:
(1) forma de onda lonxitudinal
(2) pode refractarse
(3) pode interferir
(4) pode ser polarizado
(5) a súa propagación require un medio
A afirmación anterior, que é unha característica das ondas de luz, é o número...
A. (1), (2) e (3)
B. (1), (2) e (4)
C. (1), (3) e (5)
D. (2), (3) e (4)
E. (2), (2) e (5)
Discusión
A resposta correcta é D.
6. Pregunta nº 29 do exame nacional de física SMA/MA 2015/2016
Presta atención á seguinte afirmación!
(1) Pode interferir
(2) Experimentando a polarización
(3) Experimentando a difracción
(4) Arrastrándose sen medio
(5) Pódese reflectir
A afirmación correcta anterior sobre as propiedades das ondas sonoras é...
A. (1), (2) e (3)
B. (1), (3) e (5)
C. (1), (4) e (5)
D. (2), (3) e (4)
E. (3), (4) e (5)
Discusión
(2) A polarización é experimentada polas ondas transversais. As ondas sonoras son ondas lonxitudinais.
(4) As ondas que se propagan sen un medio son só ondas electromagnéticas, as ondas sonoras son ondas mecánicas que requiren un medio para propagarse.
A resposta correcta é B.
Reixa de difracción
7. Unha rede de difracción ten 4.000 liñas por cm. Proxectase luz monocromática sobre a rede e produce unha liña brillante de segunda orde. Se o ángulo de desviación é de 30 ° , entón a lonxitude de onda da luz é… (1 Å = 10⁻¹⁵ m )
A. 8.000 Å
B. 6.250 Å
C. 5.000 Å
D. 4.500 Å
E. 4.000 Å
Discusión
Sábese que:
Constante de rede (d) = 1 / (4000 liñas/cm) = 0,00025 cm = 2,5 x 10⁻⁴ cm = 2,5 x 10⁻⁶ metros
Orde (n) = 2
sen 30 o = 0,5
1 Å = 10⁻¹⁵ m
Pregunta: Lonxitude de onda da luz (λ)
Resposta:
A resposta correcta é B.
8. Un feixe de luz monocromática cunha lonxitude de onda de 2,5 × 10⁻⁷ m incide nunha rede de reixa que consta de 10 000 rabuñaduras/cm. Cal é o ángulo da liña brillante de segunda orde?
A. 30 °
B. 37º
C. 45 °
D. 53º
E. 60 °
Discusión
Sábese que:
Constante de rede (d) = 1 / (10.000 liñas/cm) = 0,0001 cm = 1 x 10⁻⁴ cm = 1 x 10⁻⁶ metros
Orde (n) = 2
Lonxitude de onda da luz (λ) = 2,5 x 10⁻⁷ metros
Pregunta: Ángulo (θ)
Resposta:
A resposta correcta é A.
9. Interferencia de dobre fenda
Un feixe de luz amarela cae sobre dúas fendas, causando interferencia visible na pantalla. Da seguinte afirmación:
(1) A banda brillante farase máis ancha se a luz amarela é substituída por azul
(2) A banda brillante farase máis ancha se se reduce a distancia entre as fendas.
( 3) Canto máis lonxe da luz central, menor será a intensidade.
(4) canto máis lonxe da luz central, a intensidade permanece constante.
A afirmación correcta é…
A. (1), (3) e (4)
B. Só (1) e (3)
C. (1) e (4) só
D. Só (2) e (3)
E. (2) e (4) só
Discusión
A distancia entre as fendas é menor que a distancia entre as fendas e a pantalla, polo que o ángulo é moi pequeno. O ángulo é moi pequeno, polo que o valor de sen θ é próximo a ta ngen θ.
Fórmula de interferencia de dobre fenda (interferencia construtiva)
Información:
d = distancia entre as fendas, y = distancia da enésima liña brillante desde a liña brillante central, l = distancia entre a pantalla e a fenda, n = orde, λ = lonxitude de onda p da luz.
(1) A banda brillante farase máis ancha se a luz amarela é substituída por azul
Segundo esta fórmula, o número de liñas brillantes (n) é inversamente proporcional á lonxitude de onda ( λ). Se a lonxitude de onda é menor, o número de liñas brillantes (n) é maior. A luz amarela ten unha lonxitude de onda maior (frecuencia menor) que a luz azul. Se a luz amarela se substitúe por luz azul, a lonxitude de onda é menor, polo que o número de liñas brillantes (n) é maior.
Esta afirmación é verdadeira.
(2) A banda brillante farase máis ancha se se reduce a distancia entre as fendas.
Segundo a fórmula anterior, a distancia entre as fendas (d) é directamente proporcional ao número de liñas brillantes (n). Se se reduce a distancia entre as fendas, o número de liñas brillantes (n) diminuirá.
Esta afirmación é incorrecta.
(3) Canto máis lonxe da luz central, menor será a intensidade.
A intensidade está relacionada co nivel de brillo. A intensidade é inversamente proporcional á distancia; canto maior sexa a distancia, menor será a intensidade (máis tenue será a luz).
Esta afirmación é verdadeira.
(4) Canto máis lonxe da luz central, a intensidade permanece constante.
Esta afirmación é incorrecta.
A resposta correcta é B.
10. Un feixe de luz monocromática cunha lonxitude de onda de 5.10⁻⁷ m diríxese perpendicularmente á reixa. Se a distancia entre a pantalla e a reixa é de 2 m e unha luz de terceira orde prodúcese na pantalla a unha distancia de 150 cm da luz central, entón a distancia entre as fendas é….
- 4.10-6 m
- 3.10-6 m
- 2.10-6 m
- 3.10-7 m
- 2.10-7 m
Discusión
Sábese que:
Lonxitude de onda (λ) = 5 x 10-7 metro
l = 2 metros
n = 3
y = 150 cm = 1,5 metros
Preguntou: constante de retícula
Resposta:
sen θ ≈ tan θ = y / l = 1,5 / 2 = 0,75 = 75 x 10 -2
Distancia entre ocos:
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
A resposta correcta é C.
11. Un feixe de luz monocromática cunha lonxitude de onda de 500 nm (1 nano = 10⁻⁹ ) incide perpendicularmente á rede de difracción . Se a cuarta luz forma un ángulo de desviación de 30 ° , o número de liñas por cm da rede de difracción é….
- 3000
- 2500
- 1250
- 1000
- 250
Discusión
Sábese que:
Lonxitude de onda (λ) = 500.10-9 metros = 5.10-7 metro
θ = 30o
n = 4
Preguntou: número de liñas por cm de cuadrícula
Resposta:
Distancia entre ocos:
d sen θ = n λ
d (sen 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 liñas por cm de cuadrícula:
x = 1 / 4.10-6 metro
x = 0,25.106 liña / metro
x = 0,25.106 liña / 102 cm
x = 0,25.104 liña/cm
x = 25.102 liña/cm
x = 2500 liñas/cm
A resposta correcta é B.
Fonte da pregunta:
2015/2016 SMA/MA Física Preguntas da ONU
