Primjeri pitanja o svjetlosnim valovima

11 primjera svjetlosnih valova

1. Difrakcijska rešetka

Obratite pozornost na sljedeće izjave:

(1) Zamijenite mrežu mrežom s većim brojem linija po milimetru.

(2) Svjetlost koja pada iz plave u žutu

(3) Promijenite emitirano svjetlo iz crvene u zelenu

(4) Pomaknite zaslon bliže mreži

Što je uključeno u nastojanje povećanja širine svijetle trake u eksperimentu s difrakcijskom rešetkom je...

Rasprava

Formula interferencije dvostrukog proreza (konstruktivna interferencija):

Širina proreza (d) je vrlo mala u usporedbi s udaljenošću između proreza i zaslona (L) pa je kut vrlo mali. Kut je toliko malen da je vrijednost sin θ približavanje tangenti θ.

sin θ ≈ tan θ = y / L

Informacija:

y = širina svijetle trake, n = red, λ = valna duljina, L = udaljenost između rešetke i zaslona, ​​d = širina proreza.

d = 1 / (4000 linija / cm) = 0,00025 cm

(1) Zamijenite mrežu mrežom s većim brojem linija po milimetru.

Primjer:

d = 1 / (1000 linija / cm) = 0,001 cm

d = 1 / (2000 linija / cm) = 0,0005 cm

d = 1 / (3000 linija / cm) = 0,0003 cm

d = 1 / (4000 linija / cm) = 0,00025 cm

Na temelju ovog izračuna, ako je broj linija po milimetru veći, tada je širina proreza (d) manja. Na temelju gornje formule, ako je širina proreza (d) manja, tada je širina svijetle trake (y) veća.

Ova izjava je istinita.

(2) Svjetlost koja pada iz plave u žutu

Plavo svjetlo ima veću frekvenciju od žutog svjetla i obrnuto

Plava svjetlost ima manju valnu duljinu od žute svjetlosti.

Ako se svjetlost spušta iz plave u žutu, valna duljina postaje veća.

Na temelju gornje formule, ako je valna duljina veća, širina svijetle trake (y) je veća.

Ova izjava je istinita.

(3) Promijenite emitirano svjetlo iz crvene u zelenu

Crveno svjetlo ima nižu frekvenciju od zelenog svjetla i obrnuto

Crveno svjetlo ima veću valnu duljinu od žutog svjetla.

Ako se svjetlost spušta iz crvene u zelenu, valna duljina postaje manja.

Na temelju gornje formule, ako je valna duljina manja, širina svijetle trake (y) je manja.

Ova izjava je pogrešna.

(4) Pomaknite zaslon bliže mreži

Približavanje zaslona mreži znači smanjenje L. Na temelju gornje formule, ako je udaljenost između mreže i zaslona (L) manja, širina svijetle trake (y) je manja.

Ova izjava je pogrešna.

2. Difrakcija svjetlosti

U eksperimentu difrakcije svjetlosti korištenjem rešetke od 4.500 linija/cm^-1, na zaslonu postavljenom na udaljenosti L od rešetke, razmak svijetlih traka drugog reda čini se da je 1 mm. Ako se korištena rešetka zamijeni drugom rešetkom s 5.400 linija.cm^-1, tada je udaljenost druge svijetle trake mjerena od središnje svijetle trake…

A. 0,6 mm

B. 0,9 mm

Oko 1,2 mm

D. 1,6 mm

E. 2,2 mm

Rasprava

Poznato je da:

d₁ = 1 / (4500 linija / cm) = 1/4500 cm

n₁ = 2

y₁ = 1 mm = 0,1 cm

d₂ = 1 / (5400 linija / cm) = 1/ 5400 cm

n₂ = 2

Pitao/la sam: y₂

Odgovor:

Formula interferencije dvostrukog proreza (konstruktivna interferencija):

grijeh θ = nλ

Širina proreza je vrlo mala u usporedbi s udaljenošću između proreza i zaslona pa je kut vrlo malen. Kut je toliko mali da je vrijednost sin theta blizu tangente theta.

sin θ ≈ tan θ = y / L

grijeh θ = nλ

d (g / L) = nλ

dy = nλL

Informacije:

d = širina proreza, y = udaljenost između središnjeg svjetla i svjetla n-tog reda, n = red, λ = valna duljina, L = udaljenost između rešetke i zaslona.

Eksperiment 1:

d₁ y₁ =n₁ λL

(1/4500)(0,1) = (2) λL

0,1 / 4500 = (2) λL

0,1 / (2)(4500) = λL

0,1 / 9000 = λL

Eksperiment 2:

d₂ y₂ =n₂ λL

(1/5400)(y₂) = (2) λL

y₂ / 5400 = (2) λL

y₂ / (2)(5400) = λL

y₂ / 10.800 = λL

Valna duljina svjetlosti (λ) koja se koristi je ista, a udaljenost između rešetke i zaslona (L) je također ista.

λL = λL

0,1 / 9000 = y₂ / 10.800

(0,1)(10 800) = (y₂)(9000)

1080 = y₂ (9000)

y₂ = 1080/9000

y₂ = 0,12 cm

y₂ = 1,2 mm

Točan odgovor je C.

Svjetlosna interferencija

3. Dva uska proreza, udaljena 2 mm, osvijetljena su okomito. Na ekranu udaljenom 1 metar od proreza formira se četvrta svijetla linija, smještena 1 mm od središnje svijetle linije. Valna duljina korištene svjetlosti je…

A. 24 x 10^-6 m

B. 8,0 x 10^-6 m

Cca. 3,7 x 10^-6 m

D. 2,0 x 10^-6 m

E. 0,5 x 10^-6 m

Rasprava

Poznato je da:

Razmak između proreza (d) = 2 mm = 2 x 10^-3 metar

Redoslijed (n) = 4

Udaljenost između zaslona i praznine (l) = 1 metar

Udaljenost 4. svijetla linija od središnjeg svjetla (y) = 1 mm = 1 x 10^-3 metara = 10^-3 metar

Pitao/la sam: Valna duljina svjetlosti (λ)

Odgovor:

Formula interferencije dvostrukog proreza (konstruktivna interferencija):

grijeh θ = nλ

Udaljenost između proreza je manja od udaljenosti između proreza i zaslona pa je kut vrlo malen. Kut je vrlo malen pa je vrijednost grijeh θ pristup tangen θ.

Valna duljina svjetlosti (λ) :

Točan odgovor je E.

4. U Youngovom eksperimentu korištena su dva uska proreza, svaki udaljen 3 mm, a zaslon je postavljen 1 m od proreza. Ako je šesto svjetlo proizvedeno na udaljenosti od 1 mm od središnjeg svjetla, tada je valna duljina korištenog svjetla bila...

A. 0,5 x 10^-6 m

B. 2,0 x 10^-6 m

Cca. 3,7 x 10^-6 m

D. 8,0 x 10^-6 m

E. 24 x 10^-6 m

Rasprava

Poznato je da:

Razmak između proreza (d) = 3 mm = 3 x 10^-3 metar

Redoslijed (n) = 6

Udaljenost između zaslona i praznine (l) = 1 metar

Udaljenost 6. svijetla linija od središnjeg svjetla (y) = 1 mm = 1 x 10^-3 metara = 10^-3 metar

Pitao/la sam: Valna duljina svjetlosti (λ)

Odgovor:

Valna duljina svjetlosti (λ) :

Točan odgovor je A.

Karakteristike svjetlosnih valova

5. Karakteristike valova:

(1) longitudinalni valni oblik

(2) može se lomiti

(3) može ometati

(4) može biti polariziran

(5) za njegovo širenje potreban je medij

Gornja tvrdnja, koja je karakteristika svjetlosnih valova, je broj…

A. (1), (2) i (3)

B. (1), (2) i (4)

C. (1), (3) i (5)

D. (2), (3) i (4)

E. (2), (2) i (5)

Rasprava

Točan odgovor je D.

6. Pitanje br. 29 za nacionalni ispit iz fizike za akademsku godinu 2015./2016./2016.

Obratite pažnju na sljedeću izjavu!

(1) Može ometati

(2) Doživljavanje polarizacije

(3) Doživljavanje difrakcije

(4) Puzanje bez medija

(5) Može se odraziti

Točna tvrdnja o svojstvima zvučnih valova iznad je...

A. (1), (2) i (3)

B. (1), (3) i (5)

C. (1), (4) i (5)

D. (2), (3) i (4)

E. (3), (4) i (5)

Rasprava

(2) Polarizaciju doživljavaju transverzalni valovi. Zvučni valovi su longitudinalni valovi.

(4) Valovi koji se šire bez medija su samo elektromagnetski valovi, zvučni valovi su mehanički valovi kojima je za širenje potreban medij.

Točan odgovor je B.

Difrakcijska rešetka

7. Difrakcijska rešetka ima 4.000 linija po cm. Monokromatska svjetlost se usmjerava na rešetku, stvarajući svijetlu liniju drugog reda. Ako je kut odstupanja 30°,^o, tada je valna duljina svjetlosti… (1 Å = 10^-10 m)

A. 8.000 Å

B. 6.250 Å

Oko 5.000 Å

D. 4.500 Å

E. 4.000 Å

Rasprava

Poznato je da:

Konstanta rešetke (d) = 1 / (4000 linija / cm) = 0,00025 cm = 2,5 x 10^-4 cm = 2,5 x 10^-6 metar

Redoslijed (n) = 2

grijeh 30^o = 0,5

1 Å = 10^-10 m

Pitao/la sam: Valna duljina svjetlosti (λ)

Odgovor:

Točan odgovor je B.

8. Snop monokromatske svjetlosti valne duljine 2,5.10^-7 m na mreži koja se sastoji od 10 000 poteza/cm. Koliki je kut za svijetlu liniju drugog reda?

A. 30^o

B. 37^o

C. 45^o

D. 53^o

E. 60. godine^o

Rasprava

Poznato je da:

Konstanta rešetke (d) = 1 / (10.000 linija / cm) = 0,0001 cm = 1 x 10^-4 cm = 1 x 10^-6 metar

Redoslijed (n) = 2

Valna duljina svjetlosti (λ) = 2,5 x 10^-7 metar

Pitao/la sam: Kut (θ)

Odgovor:

Točan odgovor je A.

9. Interferencija dvostrukog proreza

Snop žute svjetlosti pada na dva proreza, uzrokujući vidljivu interferenciju na ekranu. Iz sljedeće izjave:

(1) Svijetli pojas će postati širi ako se žuto svjetlo zamijeni plavim

(2) Svijetli pojas će postati širi ako se smanji udaljenost između proreza.

(3) Što dalje od središnjeg svjetla, to je intenzitet manji.

(4) što dalje od središnjeg svjetla, intenzitet ostaje konstantan.

Točna izjava je…

A. (1), (3) i (4)

B. Samo (1) i (3)

C. Samo (1) i (4)

D. Samo (2) i (3)

E. samo (2) i (4)

Rasprava

Udaljenost između proreza je manja od udaljenosti između proreza i zaslona pa je kut vrlo malen. Kut je vrlo malen pa je vrijednost sin θ pristup tangen θ.

Formula interferencije dvostrukog proreza (konstruktivna interferencija)

Informacije:

d = udaljenost između proreza, y = jArak svijetla linija prema n od središnjeg svjetla, l = udaljenost između zaslona i proreza, n = red, λ = pvalna duljina svjetlosti.

(1) Svijetli pojas će postati širi ako se žuto svjetlo zamijeni plavim

Na temelju ove formule, broj svijetlih linija (n) obrnuto je proporcionalan duljini gvalovi (λ). Ako je valna duljina manja, Broj svijetlih linija (n) se povećava. Žuto svjetlo ima dulju valnu duljinu (nižu frekvenciju) od plavog svjetla. Ako se žuto svjetlo zamijeni plavom, valna duljina postaje kraća, pa se broj svijetlih linija (n) povećava.

Ova izjava je istinita.

(2) Svijetli pojas će postati širi ako se smanji udaljenost između proreza.

Na temelju gornje formule, udaljenost između proreza (d) izravno je proporcionalna broju svijetlih linija (n). Ako se udaljenost između proreza smanji, smanjit će se i broj svijetlih linija (n).

Ova izjava je pogrešna.

(3) Što je dalje od središnjeg svjetla, to je intenzitet manji.

Intenzitet je povezan s razinom svjetline. Intenzitet je obrnuto proporcionalan udaljenosti; što je veća udaljenost, to je niži intenzitet (svjetlost slabija).

Ova izjava je istinita.

(4) Što je dalje od središnjeg svjetla, intenzitet ostaje konstantan.

Ova izjava je pogrešna.

Točan odgovor je B.

10. Snop monokromatske svjetlosti valne duljine 5.10^-7 m je usmjeren okomito na rešetku. Ako je udaljenost između zaslona i rešetke 2 m i svjetlost trećeg reda se pojavljuje na zaslonu na udaljenosti od 150 cm od središnje svjetlosti, tada je udaljenost između proreza….

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

Rasprava

Poznato je da:
Valna duljina (λ) = 5 x 10^-7 metar
l = 2 metra
n = 3
y = 150 cm = 1,5 metara
Pitao/la sam: konstanta rešetke
Odgovor:

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

Udaljenost između praznina:
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) metara
d = (0,2)(10^-5) metara
d = 2.10^-6 metar
Točan odgovor je C.

11. Snop monokromatske svjetlosti valne duljine 500 nm (1 nano = 10 nm)^-9) dolazi okomito na kisiAko četvrto svjetlo tvori kut odstupanja od 30^o, broj linija po cm mreže je….

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

Rasprava
Poznato je da:
Valna duljina (λ) = 500.10^-9 metara = 5.10^-7 metar
θ = 30^o
n = 4
Pitao/la sam: broj linija po cm mreže
Odgovor:
Udaljenost između praznina:
d sin θ = n λ
d (sinus 30^o) = (4)(5.10^-7)
d (0,5) = 20.10^-7
d = (20.10^-7) / 0,5
d = 40.10^-7
d = 4.10^-6  metar

Broj linija po cm mreže:
x = 1/4.10^-6  metar
x = 0,25.10⁶ linija / metar
x = 0,25.10⁶ redak / 10² cm
x = 0,25.10⁴ linija / cm
x = 25.10² linija / cm
x = 2500 linija/cm
Točan odgovor je B.

Izvor pitanja:

2015/2016 SMA/MA Physics UN questions