빛 파동의 11가지 예
1. 회절 격자
다음 사항에 주의하십시오:
(1) 밀리미터당 선의 수가 더 많은 격자로 격자를 교체합니다.
(2) 파란색에서 노란색으로 떨어지는 빛
(3) 방출되는 빛을 빨간색에서 녹색으로 변경합니다.
(4) 화면을 격자에 더 가깝게 이동시키세요
회절 격자 실험에서 밝은 띠의 폭을 넓히기 위한 노력에는 무엇이 포함되는가...
논의
이중 슬릿 간섭 공식 (건설적 간섭):
슬릿의 폭(d)은 슬릿과 스크린 사이의 거리(L)에 비해 매우 작으므로 각도가 매우 작다. 각도가 너무 작아서 sin θ 의 값은 tan θ 에 가깝다.
sin θ ≈ tan θ = y / L
설명 :
y = 밝은 띠의 폭, n = 차수, λ = 파장, L = 격자와 스크린 사이의 거리, d = 슬릿의 폭.
d = 1 / (4000선/cm) = 0,00025cm
(1) 밀리미터당 선의 수가 더 많은 격자로 격자를 교체합니다.
콘토:
d = 1 / (1000선/cm) = 0,001cm
d = 1 / (2000선/cm) = 0,0005cm
d = 1 / (3000선/cm) = 0,0003cm
d = 1 / (4000선/cm) = 0,00025cm
이 계산에 따르면, 밀리미터당 선의 개수가 많을수록 슬릿의 폭(d)은 작아집니다. 위의 공식에 따르면, 슬릿의 폭(d)이 작을수록 밝은 띠의 폭(y)은 커집니다.
이 말은 사실입니다.
(2) 파란색에서 노란색으로 떨어지는 빛
파란색 빛은 노란색 빛보다 주파수가 높고, 그 반대의 경우도 마찬가지입니다.
파란색 빛은 노란색 빛보다 파장이 짧습니다.
빛의 색이 파란색에서 노란색으로 바뀌면 파장은 길어집니다.
위 공식에 따르면 파장이 길수록 밝은 띠의 폭(y)이 커집니다.
이 말은 사실입니다.
(3) 방출되는 빛을 빨간색에서 녹색으로 변경합니다.
붉은색 빛은 초록색 빛보다 주파수가 낮고, 초록색 빛은 그 반대입니다.
붉은색 빛은 노란색 빛보다 파장이 더 깁니다.
빛의 색이 빨간색에서 초록색으로 바뀌면 파장은 짧아집니다.
위 공식에 따르면 파장이 작을수록 밝은 띠의 폭(y)은 작아집니다.
이 말은 틀렸습니다.
(4) 화면을 격자에 더 가깝게 이동시키세요
화면을 그리드에 더 가깝게 이동시키면 L 값이 줄어듭니다. 위 공식에 따르면 그리드와 화면 사이의 거리(L)가 작을수록 밝은 띠의 폭(y)이 작아집니다.
이 말은 틀렸습니다.
2. 빛의 회절
4.500라인/ cm⁻¹ 회절격자를 사용한 광 회절 실험에서 , 회절격자로부터 거리 L만큼 떨어진 스크린에서 1차 밝은 띠의 거리가 1mm입니다. 만약 사용된 회절격자를 5.400라인/ cm⁻¹ 인 다른 회절격자로 교체한다면 , 중심 밝은 띠로부터 측정한 1차 밝은 띠의 거리는 얼마일까요?
가. 0,6mm
B. 0,9 mm
C. 1,2 mm
직경 1,6mm
E. 2,2 mm
논의
알려진 바에 따르면:
d 1 = 1 / (4500선/cm) = 1/4500cm
n 1 = 2
y 1 = 1 mm = 0,1 cm
d 2 = 1 / (5400선/cm) = 1/ 5400cm
n 2 = 2
질문: y 2
답변 :
이중 슬릿 간섭 공식 (건설적 간섭):
d sin θ = n λ
슬릿의 폭은 슬릿과 스크린 사이의 거리에 비해 매우 작으므로 각도가 매우 작습니다. 각도가 너무 작아서 사인 세타 값은 탄젠트 세타 값에 가깝습니다.
sin θ ≈ tan θ = y / L
d sin θ = n λ
d(y/L) = nλ
dy = n λ L
설명 :
d = 슬릿 폭, y = 중심광과 n차 광 사이의 거리, n = 차수, λ = 파장, L = 회절 격자와 스크린 사이의 거리.
실험 1:
d 1 y 1 = n 1 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
실험 2:
d 2 y 2 = n 2 λ L
(1/5400)(y 2 ) = (2) λ L
y 2 / 5400 = (2) λ L
y 2 / (2)(5400) = λ L
y 2 / 10.800 = λ L
사용되는 빛의 파장(λ)은 동일하고, 회절 격자와 스크린 사이의 거리(L) 또한 동일합니다.
λ L = λ L
0,1 / 9000 = y² / 10.800
(0,1)(10.800) = (y 2 )(9000)
1080 = y 2 (9000)
y 2 = 1080 / 9000
y2 = 0,12cm
y2 = 1,2 mm
정답은 C입니다.
빛의 간섭
3. 2mm 간격으로 떨어져 있는 두 개의 좁은 슬릿에 수직으로 빛을 비춥니다. 슬릿에서 1m 떨어진 스크린에 중앙의 밝은 선으로부터 1mm 떨어진 위치에 네 번째 밝은 선이 나타납니다. 사용된 빛의 파장은…
A. 24 x 10⁻⁶ m
B. 8,0 x 10⁻⁶ m
C. 3,7 x 10⁻⁶ m
직경 2,0 x 10⁻⁶ m
예: 0,5 x 10⁻⁶ m
논의
알려진 바에 따르면:
슬릿 사이의 거리(d) = 2 mm = 2 x 10⁻³ 미터
차수(n) = 4
스크린과 간격 사이의 거리(l) = 1미터
중심선에서 여섯 번째 선까지 의 거리 (y) = 1 mm = 1 x 10⁻³ 미터 = 10⁻³ 미터
질문: 빛의 파장( λ) 은 얼마입니까?
답변 :
이중 슬릿 간섭 공식 (건설적 간섭):
d sin θ = n λ
슬릿 사이의 거리가 슬릿과 스크린 사이의 거리보다 작으므로 각도가 매우 작습니다. 각도가 매우 작기 때문에 sin θ 값은 tan θ 값 에 가깝습니다.
빛의 파장( λ):
정답은 E입니다.
4. 영의 실험에서, 각각 3mm 간격으로 떨어진 두 개의 좁은 슬릿을 사용했고, 슬릿에서 1m 떨어진 곳에 스크린을 설치했습니다. 여섯 번째 빛이 중심광으로부터 1mm 떨어진 곳에서 발생한다면, 사용된 빛의 파장은 얼마입니까?
A. 0,5 x 10⁻⁶ m
B. 2,0 x 10⁻⁶ m
C. 3,7 x 10⁻⁶ m
직경 8,0 x 10⁻⁶ m
E. 24 x 10⁻⁶ m
논의
알려진 바에 따르면:
슬릿 사이의 거리(d) = 3 mm = 3 x 10⁻³ 미터
차수(n) = 6
스크린과 간격 사이의 거리(l) = 1미터
중심선에서 여섯 번째 선까지 의 거리 (y) = 1 mm = 1 x 10⁻³ 미터 = 10⁻³ 미터
질문: 빛의 파장( λ) 은 얼마입니까?
답변 :
빛의 파장( λ):
정답은 A입니다.
빛 파동의 특성
5. 파동의 특징:
(1) 종파형
(2) 굴절될 수 있다
(3) 방해할 수 있습니다
(4) 편광될 수 있다
(5) 그것의 전파에는 매질이 필요하다
위의 내용은 빛 파동의 특징 중 하나이며, 그 숫자는…
A. (1), (2) 및 (3)
B. (1), (2) 및 (4)
C. (1), (3) 및 (5)
D. (2), (3) 및 (4)
E. (2), (2) 및 (5)
논의
정답은 D입니다.
6. 2015/2016 SMA/MA 물리 국가고시 문제 29번
다음 내용을 주의 깊게 읽어주세요!
(1) 방해할 수 있음
(2) 양극화 경험
(3) 회절 현상 경험
(4) 매개체 없이 기어가는 것
(5) 반영될 수 있다
위의 내용 중 음파의 속성에 대한 올바른 설명은 다음과 같습니다...
A. (1), (2), 및 (3)
B. (1), (3), 및 (5)
C. (1), (4), 및 (5)
D. (2), (3), 및 (4)
E. (3), (4), 및 (5)
논의
(2) 편광은 횡파에 의해 발생합니다. 음파는 종파입니다.
(4) 매질 없이 전파되는 파동은 전자기파뿐이고, 음파는 전파하기 위해 매질이 필요한 기계파이다.
정답은 B입니다.
회절 격자
7. 회절 격자는 1cm당 4.000개의 선을 가지고 있습니다. 단색광을 격자에 비추면 2차 밝은 선이 나타납니다. 편향각이 30 ° 일 때 , 이 빛의 파장은 얼마입니까? (10Å = 10⁻¹⁰m )
A. 8.000 Å
B. 6.250 Å
C. 5.000 Å
D. 4.500 Å
E. 4.000 Å
논의
알려진 바에 따르면:
격자 상수(d) = 1 / (4000선/cm) = 0,00025 cm = 2,5 x 10⁻⁴ cm = 2,5 x 10⁻⁶ 미터
차수(n) = 2
sin 30 ° = 0,5
1 Å = 10⁻¹⁰ m
질문: 빛의 파장(λ)은 얼마입니까?
답변 :
정답은 B입니다.
8. 파장이 2.5 × 10⁻⁷ m 인 단색광이 10.000개의 격자(cm²당 10,000개의 흠집)로 이루어진 격자에 입사합니다. 2차 밝은 선의 각도는 얼마입니까?
A. 30 o
B. 37 o
C. 45 o
D. 53 o
E. 60 o
논의
알려진 바에 따르면:
격자 상수(d) = 1 / (10.000선/cm) = 0,0001 cm = 1 x 10⁻⁴ cm = 1 x 10⁻⁶ 미터
차수(n) = 2
빛의 파장(λ) = 2,5 x 10⁻⁷ 미터
질문: 각도(θ)
답변 :
정답은 A입니다.
9. 이중 슬릿 간섭
노란색 빛줄기가 두 개의 슬릿에 비추어지면 스크린에 가시적인 간섭 현상이 나타납니다. 다음 설명에서:
(1) 노란색 빛을 파란색 빛으로 대체하면 밝은 띠가 더 넓어집니다.
(2) 슬릿 사이의 거리가 줄어들면 밝은 띠가 더 넓어집니다.
( 3) 중심광원에서 멀어질수록 강도가 작아집니다.
(4) 중심광에서 멀어질수록 강도는 일정하게 유지됩니다.
올바른 문장은…
A. (1), (3) 및 (4)
B. (1) 및 (3)만
C. (1) 및 (4)만 해당
D. (2) 및 (3)만
E. (2) 및 (4)만 해당
논의
슬릿 사이의 거리가 슬릿과 스크린 사이의 거리보다 작으므로 각도가 매우 작습니다. 각도가 매우 작기 때문에 sin θ 값은 tan θ 값 에 가깝습니다.
이중 슬릿 간섭 공식 (건설적 간섭)
설명 :
d = 슬릿 사이의 거리, y = n번째 밝은 선과 중앙 밝은 선 사이 의 거리 , l = 스크린과 슬릿 사이의 거리, n = 차수, λ = 빛의 파장(p).
(1) 노란색 빛을 파란색 빛으로 대체하면 밝은 띠가 더 넓어집니다.
이 공식에 따르면 밝은 선의 개수(n)는 파장 ( λ)에 반비례합니다. 파장이 짧을수록 밝은 선의 개수(n)는 많아집니다. 노란색 빛은 파란색 빛보다 파장이 길고(주파수가 낮음) 파장이 짧습니다. 따라서 밝은 선의 개수(n)는 많아집니다.
이 말은 사실입니다.
(2) 슬릿 사이의 거리가 줄어들면 밝은 띠가 더 넓어집니다.
위 공식에 따르면 슬릿 사이의 거리(d)는 밝은 선의 개수(n)에 정비례합니다. 슬릿 사이의 거리가 줄어들면 밝은 선의 개수(n)도 줄어듭니다.
이 말은 틀렸습니다.
(3) 중심광원에서 멀어질수록 강도가 작아집니다.
강도는 밝기 수준과 관련이 있습니다. 강도는 거리에 반비례하며, 거리가 멀어질수록 강도는 낮아집니다(빛이 더 어두워집니다).
이 말은 사실입니다.
(4) 중심광에서 멀어질수록 강도는 일정하게 유지됩니다.
이 말은 틀렸습니다.
정답은 B입니다.
10. 파장이 5.10⁻⁷ m 인 단색광이 회절 격자에 수직으로 입사한다. 스크린과 회절 격자 사이의 거리가 2 m이고, 중심광원으로부터 150 cm 떨어진 스크린 상에 3차 광이 나타난다면, 슬릿 사이의 거리는 얼마인가?
- 4.10-6 m
- 3.10-6 m
- 2.10-6 m
- 3.10-7 m
- 2.10-7 m
논의
알려진 바에 따르면:
파장(λ) = 5 x 10-7 미터
l = 2미터
N = 3
y = 150cm = 1,5미터
질문: 격자 상수
답변 :
sin θ ≒ tan θ = y / l = 1,5 / 2 = 0,75 = 75 x 10 -2
간격 사이의 거리:
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) 미터
d = (0,2)(10-5) 미터
디 = 2.10-6 미터
정답은 C입니다.
11. 파장이 500 nm(1 나노초 = 10⁻⁹ nm ) 인 단색광이 회절 격자 에 수직으로 입사합니다 . 만약 네 번째 빛이 30 ° 의 편향각을 이룬다면 , 회절 격자의 cm당 선의 개수는…
- 3000
- 2500
- 1250
- 1000
- 250
논의
알려진 바에 따르면:
파장(λ) = 500.10-9 미터 = 5.10-7 미터
θ = 30o
N = 4
질문: 격자 1cm당 선의 수
답변 :
간격 사이의 거리:
d sin θ = n λ
d (30의 사인)o) = (4)(5.10-7)
d(0,5) = 20.10-7
d = (20.10-7) / 0,5
디 = 40.10-7
디 = 4.10-6 미터
격자 1cm당 선의 개수:
x = 1 / 4.10-6 미터
X = 0,25.106 라인/미터
X = 0,25.106 줄 / 102 cm
X = 0,25.104 선/cm
X = 25.102 선/cm
x = 2500선/cm
정답은 B입니다.
질문 출처:
2015/2016 SMA/MA 물리학 UN 질문
