Ngā Tauira Pātai mō ngā Mātāpono Ngaru
He āhuatanga ā-tinana ngā ngaru e whai wāhi nui ana ki ngā āhuatanga maha o te ao o ia rā me te pūtaiao. Mā te mārama ki ngā mātāpono taketake o ngā ngaru ka taea e tātou te mārama ake ki te ao e karapoti nei i a tātou. I roto i tēnei tuhinga, ka matapakihia e tātou ngā tauira raruraru e pā ana ki ngā mātāpono matua o te ngaru, pērā i ngā ngaru miihini, ngā ngaru hikohiko, me ētahi atu āhuatanga e pā ana.
Te Māramatanga Taketake ki ngā Ngaru
He ngaru he whakararuraru e horapa ana i roto i tētahi reo (pērā i te wai, i te hau rānei) i te wāhi rānei. Ka taea te whakarōpū i ngā ngaru i runga i te āhua o tā rātou horapa me te reo e haere ana rātou. Ko ngā wāhanga matua e rua ko ngā ngaru ā-ringa, e hiahia ana ki tētahi reo, me ngā ngaru hikohiko, ka taea te horapa me te kore he reo. Ka taea hoki te wehewehe i ngā ngaru ki ngā ngaru whakawhiti me ngā ngaru roa i runga i te ahunga o te wiri o ngā matūriki i roto i te reo.
Ngā Tauira o ngā Mātāpono Ngaru
Te Mātāpono o te Whakatairanga
Ko te mātāpono o te taupatupatu e kī ana, ina tūtaki ngā ngaru e rua, neke atu rānei, i roto i tētahi reo, ko te pokanoa e puta mai ana i taua pūwāhi ko te tapeke o ngā kaha o ia ngaru. He mea nui tēnei mātāpono hei mārama ki ngā āhuatanga pokanoa.
Tauira Raru o te Taupatupatu:
E tūtaki ana ngā ngaru sinusoidal e rua ki tētahi pūwāhi i runga i te mata o te wai, ko te whānui o te A1 = 3 cm me te A2 = 4 cm. Mēnā he rite te āhua o ēnei ngaru e rua, tātaihia te whānui o te ngaru e puta mai ana.
Whakautu:
I te mea kei roto i te āhua o ngā ngaru e rua, ko te kaha o te ngaru e puta mai ana ko te tapeke o ngā kaha e rua:
\[ A_{\kuputuhi{katoa}} = A_1 + A_2 = 3 \, \kuputuhi{cm} + 4 \, \kuputuhi{cm} = 7 \, \kuputuhi{cm} \]
Te Ture a Snell
E pā ana te ture a Snell ki te hurihanga o ngā ngaru ina uru ki tētahi atu reo, hei tauira, mai i te hau ki te wai. Ka whakaatuhia tēnei e te tātai:
\[ n_1 \sin \theta_1 = n_2 \sin \theta_2 \]
ko \( n_1 \) me \( n_2 \) ngā taupū whakaata o te reo 1 me te 2, ā, ko \(\theta_1\) me \(\theta_2\) ngā koki o te taunga me te whakaata.
Ngā Tauira Pātai mō te Whakaata:
Ka haere mai tētahi hihi mārama i te hau (taupū whakaata = 1) ka tomo ki te wai (taupū whakaata = 1.33) i te koki taunga o te 30°. Tātaihia te koki whakaata i roto i te wai.
Whakautu:
Mā te whakamahi i te ture a Snell:
\[ 1 \cdot \sin(30^\circ) = 1.33 \cdot \sin(\theta_2) \]
\[ \sin(30^\circ) = 0.5 \]
\[ 0.5 = 1.33 \cdot \sin(\theta_2) \]
\[ \sin(\theta_2) = \frac{0.5}{1.33} \approx 0.376 \]
\[ \theta_2 = \sin^{-1}(0.376) \approx 22.2^\circ \]
Te Āhuatanga Whakarerekētanga
Ko te diffraction te piko o ngā ngaru ina tūtaki ki ngā arai, ā, ina tika ana mā roto i ngā āputa whaiti, ka kitea nuitia tēnei āhuatanga mēnā he rite te rahi o te āputa ki te roanga ngaru.
Ngā Tauira Pātai mō te Whakarerekētanga:
Ka haere tētahi ngaru oro he 0,5 mita te roa mā roto i tētahi āputa he 1 mita te whānui. Matapakihia me pēhea te pānga o tēnei ki te whakarara o te ngaru.
Whakautu:
Nā te mea he nui ake te whānui o te kōhao i te roanga ngaru, ka pāngia ngā ngaru oro e te diffraction, engari kāore i te tino kitea. Mēnā he iti ake te whānui o te kōhao, he ōrite rānei ki te roanga ngaru, ka kitea nuitia ake te diffraction.
Ngā Ngaru Hikohiko
Kei roto i ngā ngaru hikohiko (EM) ngā ngaru reo irirangi, ngā ngaruiti, te māramatanga whero-whero, te māramatanga kitea, te māramatanga ultraviolet, ngā hihi-X, me ngā hihi gamma. Kāore e rite ki ngā ngaru miihini, kāore e hiahiatia he reo hei horapa mō ngā ngaru EM.
Te Ture a Planck
Ka taea te tiro i te āhuatanga o ngā ngaru hikohiko mai i te tirohanga a te ahupūngao hou, pērā i te ture a Planck e kī ana ko te kaha o te pūngao o te porotoni he rite ki tōna auau:
\[ E = h \cdot f \]
ko \( E \) te pūngao, ko \( h \) te pūmau a Planck (\(6.626 \times 10^{-34} \, \text{Js}\)), ā, ko \( f \) te auau.
Ngā Tauira Pātai mō te Ngaru Hikohiko:
Mena ko te auau o te mārama ultraviolet he \(8 \times 10^{14} \, \text{Hz}\), he aha tōna pūngao?
Whakautu:
\[ E = 6.626 \times 10^{-34} \, \text{Js} \times 8 \times 10^{14} \, \text{Hz} = 5.301 \times 10^{-19} \, \text{J} \]
Te Katinga
He mea nui te mārama ki ngā mātāpono taketake o ngā ngaru ki te ako i te ahupūngao me ōna whakamahinga i roto i ngā hangarau o ia rā. Mai i ngā mātāpono o te superposition ki te refraction ki te diffraction, ka whakaratohia he māramatanga ki te taunekeneke a ngā ngaru ki tō rātou taiao me te awe i ngā āhuatanga e kitea ana e tātou.
Mā roto i ngā tauira kua whakaaturia, ka taea e tātou te mārama ake ki te whakamahinga o ēnei ariā, me te whakapakari anō hoki i tō tātou mārama ki te ariā whānui o ngā ngaru. I roto i te pūtaiao matatau, kei te whakamahia tonutia ēnei mātāpono i roto i ngā mara pēnei i te whakawhitiwhiti kōrero, te tirohanga, tae noa ki te ao tūroa, ā, he mea nui ēnei hei tūāpapa mō ngā ākonga ahupūngao me ngā kairangahau kia mārama.
