სინათლის ტალღების შესახებ კითხვების მაგალითები

სინათლის ტალღების 11 მაგალითი

1. დიფრაქციული ბადე

ყურადღება მიაქციეთ შემდეგ განცხადებებს:

(1) ბადე შეცვალეთ ისეთი ბადით, რომელსაც მილიმეტრზე ხაზების უფრო დიდი რაოდენობა აქვს.

(2) სინათლე, რომელიც ლურჯიდან ყვითელზე ეცემა

(3) სხივის წითელიდან მწვანეზე შეცვლა

(4) ეკრანი ბადესთან უფრო ახლოს მიიტანეთ

დიფრაქციული ბადის ექსპერიმენტში კაშკაშა ზოლის სიგანის გაზრდის მცდელობაში შედის...

დისკუსია

ორმაგი ჭრილის ინტერფერენციის ფორმულა (კონსტრუქციული ინტერფერენცია):

ჭრილის (d) სიგანე ძალიან მცირეა ჭრილსა და ეკრანს შორის მანძილთან (L) შედარებით, ამიტომ კუთხე ძალიან მცირეა. კუთხე იმდენად მცირეა, რომ ცოდვის მნიშვნელობა θ ტანგენსისკენ მიმავალი θ.

sin θ ≈ tan θ = y / L

ინფორმაცია:

y = კაშკაშა ზოლის სიგანე, n = რიგი, λ = ტალღის სიგრძე, L = ბადესა და ეკრანს შორის მანძილი, d = ჭრილის სიგანე.

d = 1 / (4000 ხაზი / სმ) = 0,00025 სმ

(1) ბადე შეცვალეთ ისეთი ბადით, რომელსაც მილიმეტრზე ხაზების უფრო დიდი რაოდენობა აქვს.

მაგალითი:

d = 1 / (1000 ხაზი / სმ) = 0,001 სმ

d = 1 / (2000 ხაზი / სმ) = 0,0005 სმ

d = 1 / (3000 ხაზი / სმ) = 0,0003 სმ

d = 1 / (4000 ხაზი / სმ) = 0,00025 სმ

ამ გამოთვლის საფუძველზე, თუ მილიმეტრზე ხაზების რაოდენობა მეტია, მაშინ ჭრილის (d) სიგანე უფრო მცირეა. ზემოთ მოცემული ფორმულის საფუძველზე, თუ ჭრილის (d) სიგანე უფრო მცირეა, მაშინ კაშკაშა ზოლის (y) სიგანე უფრო დიდია.

ეს განცხადება სიმართლეა.

(2) სინათლე, რომელიც ლურჯიდან ყვითელზე ეცემა

ლურჯ სინათლეს ყვითელ სინათლეზე მეტი სიხშირე აქვს და პირიქით

ლურჯ სინათლეს ყვითელ სინათლესთან შედარებით უფრო მცირე ტალღის სიგრძე აქვს.

თუ სინათლე ლურჯიდან ყვითელზე გადავა, მაშინ ტალღის სიგრძე უფრო დიდი ხდება.

ზემოთ მოცემული ფორმულის მიხედვით, თუ ტალღის სიგრძე უფრო დიდია, კაშკაშა ზოლის სიგანე (y) უფრო დიდია.

ეს განცხადება სიმართლეა.

(3) სხივის წითელიდან მწვანეზე შეცვლა

წითელ შუქს უფრო დაბალი სიხშირე აქვს, ვიდრე მწვანეს, პირიქით

წითელ შუქს ყვითელ შუქთან შედარებით უფრო გრძელი ტალღის სიგრძე აქვს.

თუ სინათლე წითელიდან მწვანეზე გადავა, მაშინ ტალღის სიგრძე შემცირდება.

ზემოთ მოცემული ფორმულის მიხედვით, თუ ტალღის სიგრძე უფრო მცირეა, კაშკაშა ზოლის სიგანე (y) უფრო მცირეა.

ეს განცხადება არასწორია.

(4) ეკრანი ბადესთან უფრო ახლოს მიიტანეთ

ეკრანის ბადესთან მიახლოება L-ის შემცირებას ნიშნავს. ზემოთ მოცემული ფორმულის მიხედვით, თუ ბადესა და ეკრანს შორის მანძილი (L) უფრო მცირეა, კაშკაშა ზოლის სიგანე (y) უფრო მცირეა.

ეს განცხადება არასწორია.

2. სინათლის დიფრაქცია

სინათლის დიფრაქციის ექსპერიმენტში 4.500 ხაზოვანი სმ-იანი ბადის გამოყენებით^-1, გისოსიდან L მანძილზე განთავსებულ ეკრანზე, მეორე რიგის კაშკაშა ზოლების დაშორება 1 მმ-ის ტოლი ჩანს. თუ გამოყენებული გისოსი შეიცვლება 5.400 ხაზის მქონე სხვა გისოსით. სმ^-1, მაშინ მეორე კაშკაშა ზოლის მანძილი, რომელიც იზომება ცენტრალური კაშკაშა ზოლიდან, არის…

ა. 0,6 მმ

ბ. 0,9 მმ

C. 1,2 მმ

D. 1,6 მმ

E. 2,2 მმ

დისკუსია

ცნობილია, რომ:

d₁ = 1 / (4500 ხაზი / სმ) = 1/4500 სმ

n₁ = 2

y₁ = 1 მმ = 0,1 სმ

d₂ = 1 / (5400 ხაზი / სმ) = 1/ 5400 სმ

n₂ = 2

ჰკითხა: y₂

პასუხი:

ორმაგი ჭრილის ინტერფერენციის ფორმულა (კონსტრუქციული ინტერფერენცია):

დ ცოდვა θ = n λ

ჭრილის სიგანე ძალიან მცირეა ჭრილსა და ეკრანს შორის მანძილთან შედარებით, ამიტომ კუთხე ძალიან მცირეა. კუთხე იმდენად მცირეა, რომ sin theta-ს მნიშვნელობა ახლოსაა ტანგენს თეტასთან.

sin θ ≈ tan θ = y / L

დ ცოდვა θ = n λ

დ (წ / ლ) = n λ

დი = n λ L

ინფორმაცია:

d = ჭრილის სიგანე, y = მანძილი ცენტრალურ და მე-n რიგის სინათლეს შორის, n = რიგი, λ = ტალღის სიგრძე, L = მანძილი ბადესა და ეკრანს შორის.

ექსპერიმენტი 1:

d₁ y₁ =n₁ 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 ლ

ექსპერიმენტი 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

გამოყენებული სინათლის ტალღის სიგრძე (λ) იგივეა და ბადესა და ეკრანს შორის მანძილი (L) ასევე იგივეა.

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 სმ

y₂ = 1,2 მმ

სწორი პასუხია C.

სინათლის ჩარევა

3. ორი ვიწრო ჭრილი, ერთმანეთისგან 2 მმ დაშორებით, პერპენდიკულარულად ანათებს. ჭრილებიდან 1 მეტრის დაშორებით მდებარე ეკრანზე მეოთხე კაშკაშა ხაზი წარმოიქმნება, რომელიც ცენტრალური კაშკაშა ხაზიდან 1 მმ-ის დაშორებით მდებარეობს. გამოყენებული სინათლის ტალღის სიგრძეა…

ა. 24 x 10^-6 m

ბ. 8,0 x 10^-6 m

დაახლოებით 3,7 x 10^-6 m

დ. 2,0 x 10^-6 m

E. 0,5 x 10^-6 m

დისკუსია

ცნობილია, რომ:

ჭრილებს შორის მანძილი (დ) = 2 მმ = 2 x 10^-3 მეტრი

რიგი (n) = 4

ეკრანსა და ნაპრალს შორის მანძილი (ლ) = 1 მეტრი

მანძილი მე-4 ნათელი ხაზი ცენტრალური ნათურიდან (y) = 1 მმ = 1 x 10^-3 მეტრი = 10^-3 მეტრი

ჰკითხა: სინათლის ტალღის სიგრძე (λ)

პასუხი:

ორმაგი ჭრილის ინტერფერენციის ფორმულა (კონსტრუქციული ინტერფერენცია):

დ ცოდვა θ = n λ

ჭრილებს შორის მანძილი უფრო მცირეა, ვიდრე ჭრილებსა და ეკრანს შორის მანძილი, ამიტომ კუთხე ძალიან მცირეა. კუთხე იმდენად მცირეა, რომ მნიშვნელობა ცოდვა θ მიდგომა taნგენ θ.

სინათლის ტალღის სიგრძე (λ):

სწორი პასუხია ე.

4. იანგის ექსპერიმენტში გამოყენებული იქნა ორი ვიწრო ჭრილი, თითოეული 3 მმ-ით დაშორებული და ეკრანი განთავსდა ჭრილებიდან 1 მეტრის დაშორებით. თუ მეექვსე სინათლე ცენტრალური სინათლიდან 1 მმ-ის დაშორებით წარმოიქმნებოდა, მაშინ გამოყენებული სინათლის ტალღის სიგრძე იყო...

ა. 0,5 x 10^-6 m

ბ. 2,0 x 10^-6 m

დაახლოებით 3,7 x 10^-6 m

დ. 8,0 x 10^-6 m

E. 24 x 10^-6 m

დისკუსია

ცნობილია, რომ:

ჭრილებს შორის მანძილი (დ) = 3 მმ = 3 x 10^-3 მეტრი

რიგი (n) = 6

ეკრანსა და ნაპრალს შორის მანძილი (ლ) = 1 მეტრი

მანძილი მე-6 ნათელი ხაზი ცენტრალური ნათურიდან (y) = 1 მმ = 1 x 10^-3 მეტრი = 10^-3 მეტრი

ჰკითხა: სინათლის ტალღის სიგრძე (λ)

პასუხი:

სინათლის ტალღის სიგრძე (λ):

სწორი პასუხია A.

სინათლის ტალღების მახასიათებლები

5. ტალღების მახასიათებლები:

(1) გრძივი ტალღის ფორმა

(2) შეუძლია გარდატეხა

(3) შეიძლება ხელი შეუშალოს

(4) შეიძლება იყოს პოლარიზებული

(5) მისი გავრცელებისთვის საჭიროა გარემო

ზემოთ მოცემული განცხადება, რომელიც სინათლის ტალღების მახასიათებელია, არის რიცხვი…

ა. (1), (2) და (3)

ბ. (1), (2) და (4)

გ. (1), (3) და (5)

დ. (2), (3) და (4)

ე. (2), (2) და (5)

დისკუსია

სწორი პასუხია D.

6. 2015/2016 წლების SMA/MA ფიზიკის ეროვნული გამოცდის კითხვა №29

ყურადღება მიაქციეთ შემდეგ განცხადებას!

(1) შეიძლება ხელი შეუშალოს

(2) პოლარიზაციის განცდა

(3) დიფრაქციის გამოცდილება

(4) მცოცავი საშუალება

(5) შეიძლება აისახოს

ზემოთ მოცემული სწორი განცხადება ბგერითი ტალღების თვისებების შესახებ არის...

ა. (1), (2) და (3)

ბ. (1), (3) და (5)

გ. (1), (4) და (5)

დ. (2), (3) და (4)

ე. (3), (4) და (5)

დისკუსია

(2) პოლარიზაცია განივი ტალღებით ხდება. ბგერითი ტალღები გრძივი ტალღებია.

(4) გარემოს გარეშე გავრცელებული ტალღები მხოლოდ ელექტრომაგნიტური ტალღებია, ბგერითი ტალღები კი მექანიკური ტალღებია, რომელთა გავრცელებისთვის გარემოა საჭირო.

სწორი პასუხია B.

დიფრაქციული გისოსები

7. დიფრაქციულ ბადეს აქვს 4.000 ხაზი სმ-ზე. მონოქრომატული სინათლე ბადეზე ეცემა, რაც მეორე რიგის კაშკაშა ხაზს წარმოქმნის. თუ გადახრის კუთხე 30°-ია,^o, მაშინ სინათლის ტალღის სიგრძეა… (1 Å = 10^-10 m)

ა. 8.000 Å

ბ. 6.250 Å

C. 5.000 Å

დ. 4.500 Å

E. 4.000 Å

დისკუსია

ცნობილია, რომ:

ბადისებრი მუდმივა (d) = 1 / (4000 ხაზი / სმ) = 0,00025 სმ = 2,5 x 10^-4 სმ = 2,5 x 10^-6 მეტრი

რიგი (n) = 2

ცოდვა 30^o = 0,5

1 Å = 10^-10 m

ჰკითხა: სინათლის ტალღის სიგრძე (λ)

პასუხი:

სწორი პასუხია B.

8. მონოქრომატული სინათლის სხივი 2,5.10 ტალღის სიგრძით^-7 მ 10.000 შტრიხისგან შემდგარ ბადეზე/სმ. რა არის მეორე რიგის კაშკაშა ხაზის კუთხე?

ა^o

ბ^o

C. 45^o

დ^o

ე .60^o

დისკუსია

ცნობილია, რომ:

ბადისებრი მუდმივა (d) = 1 / (10.000 ხაზი / სმ) = 0,0001 სმ = 1 x 10^-4 სმ = 1 x 10^-6 მეტრი

რიგი (n) = 2

სინათლის ტალღის სიგრძე (λ) = 2,5 x 10^-7 მეტრი

ჰკითხა: კუთხე (θ)

პასუხი:

სწორი პასუხია A.

9. ორმაგი ჭრილის ინტერფერენცია

ყვითელი სინათლის სხივი ორ ჭრილს ეცემა, რაც ეკრანზე ხილულ ჩარევას იწვევს. შემდეგი დებულებიდან გამომდინარე:

(1) კაშკაშა ზოლი უფრო ფართო გახდება, თუ ყვითელი სინათლე ლურჯმა ჩაანაცვლა.

(2) კაშკაშა ზოლი უფრო ფართო გახდება, თუ ჭრილებს შორის მანძილს შევამცირებთ.

(3) რაც უფრო შორს არის ცენტრალური ნათურიდან, მით უფრო მცირეა ინტენსივობა.

(4) რაც უფრო შორს არის ცენტრალური სინათლე, მით უფრო მუდმივი რჩება ინტენსივობა.

სწორი განცხადებაა…

ა. (1), (3) და (4)

ბ. მხოლოდ (1) და (3)

გ. მხოლოდ (1) და (4)

დ. მხოლოდ (2) და (3)

E. მხოლოდ (2) და (4)

დისკუსია

ჭრილებს შორის მანძილი უფრო მცირეა, ვიდრე ჭრილებსა და ეკრანს შორის მანძილი, ამიტომ კუთხე ძალიან მცირეა. კუთხე იმდენად მცირეა, რომ მნიშვნელობა sin θ მიდგომა taნგენ θ.

ორმაგი ჭრილის ინტერფერენციის ფორმულა (კონსტრუქციული ინტერფერენცია)

ინფორმაცია:

d = ჭრილებს შორის მანძილი, y = jარყა ნათელი ხაზი n-მდე ცენტრალური ნათურიდან, l = ეკრანსა და ჭრილს შორის მანძილი, n = რიგი, λ = pსინათლის ტალღის სიგრძე.

(1) კაშკაშა ზოლი უფრო ფართო გახდება, თუ ყვითელი სინათლე ლურჯმა ჩაანაცვლა.

ამ ფორმულის მიხედვით, კაშკაშა ხაზების რაოდენობა (n) უკუპროპორციულია სიგრძის g-სატალღები (λ). თუ ტალღის სიგრძე უფრო მცირეა, კაშკაშა ხაზების რაოდენობა (n) იზრდება. ყვითელ სინათლეს ლურჯ სინათლესთან შედარებით უფრო გრძელი ტალღის სიგრძე (დაბალი სიხშირე) აქვს. თუ ყვითელ სინათლეს ლურჯით ჩავანაცვლებთ, ტალღის სიგრძე დამოკლდება, შესაბამისად, კაშკაშა ხაზების რაოდენობა (n) იზრდება.

ეს განცხადება სიმართლეა.

(2) კაშკაშა ზოლი უფრო ფართო გახდება, თუ ჭრილებს შორის მანძილს შევამცირებთ.

ზემოთ მოცემული ფორმულის მიხედვით, ჭრილებს შორის მანძილი (d) პირდაპირპროპორციულია კაშკაშა ხაზების რაოდენობისა (n). თუ ჭრილებს შორის მანძილს შევამცირებთ, კაშკაშა ხაზების რაოდენობაც (n) შემცირდება.

ეს განცხადება არასწორია.

(3) რაც უფრო შორს არის ცენტრალური ნათურიდან, მით უფრო მცირეა ინტენსივობა.

ინტენსივობა დაკავშირებულია სიკაშკაშის დონესთან. ინტენსივობა უკუპროპორციულია მანძილისა; რაც უფრო დიდია მანძილი, მით უფრო დაბალია ინტენსივობა (რაც უფრო მკრთალია სინათლე).

ეს განცხადება სიმართლეა.

(4) რაც უფრო შორს არის ცენტრალური ნათებიდან, მით უფრო მუდმივი რჩება ინტენსივობა.

ეს განცხადება არასწორია.

სწორი პასუხია B.

10. მონოქრომატული სინათლის სხივი 5.10 ტალღის სიგრძით^-7 m მიმართულია ბადის პერპენდიკულარულად. თუ ეკრანსა და ბადეს შორის მანძილი 2 მ-ია და მესამე რიგის სინათლე ეკრანზე ცენტრალური სინათლიდან 150 სმ-ის დაშორებით ჩნდება, მაშინ ჭრილებს შორის მანძილი ტოლია….

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

დისკუსია

ცნობილია, რომ:
ტალღის სიგრძე (λ) = 5 x 10^-7 მეტრი
ლ = 2 მეტრი
n = 3
y = 150 სმ = 1,5 მეტრი
ჰკითხა: ბადისებრი კონსტანტა
პასუხი:

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

მანძილი ხვრელებს შორის:
d sin θ = n λ
დ (75.10^-2) = (3)(5.10^-7)
დ (75.10^-2) = 15.10^-7
d = (15.10^-7) / (75.10^-2)
d = (15/75).10^-5
d = (1/5)(10^-5) მეტრი
d = (0,2)(10)^-5) მეტრი
დ = 2.10^-6 მეტრი
სწორი პასუხია C.

11. მონოქრომატული სინათლის სხივი 500 ნმ ტალღის სიგრძით (1 ნანო = 10 ნმ)^-9) პერპენდიკულარულად მოდის ბადეთუ მეოთხე ნათურა 30 გრადუსიან გადახრის კუთხეს ქმნის^o, ბადის თითო სმ-ზე ხაზების რაოდენობაა….

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

დისკუსია
ცნობილია, რომ:
ტალღის სიგრძე (λ) = 500.10^-9 მეტრი = 5.10^-7 მეტრი
θ = 30^o
n = 4
ჰკითხა: ხაზების რაოდენობა ბადის თითო სმ-ზე
პასუხი:
მანძილი ხვრელებს შორის:
d sin θ = n λ
დ (ცოდვა 30)^o) = (4)(5.10^-7)
დ (0,5) = 20.10^-7
d = (20.10^-7) / 0,5
დ = 40.10^-7
დ = 4.10^-6  მეტრი

ხაზების რაოდენობა ბადის თითო სმ-ზე:
x = 1 / 4.10^-6  მეტრი
x = 0,25.10⁶ ხაზი / მეტრი
x = 0,25.10⁶ ხაზი / 10² cm
x = 0,25.10⁴ ხაზი / სმ
x = 25.10² ხაზი / სმ
x = 2500 ხაზი / სმ
სწორი პასუხია B.

კითხვის წყარო:

2015/2016 SMA/MA ფიზიკა გაეროს კითხვები