Физик оптик дахь гэрлийн долгионы асуултууд болон томъёоны жишээнүүд
Гэрлийн шинж чанар
1. Гэрэл бол цахилгаан соронзон долгион тул гэрэл...
А. Тусгал мэдэрдэггүй
B. Хугарлыг мэдэрдэггүй
C. Тархалтын орчин шаарддаггүй
D. Тархалтаараа энерги авч явдаггүй
Хэлэлцүүлэг
Гэрэл бол долгион тул бусад долгионы нэгэн адил тархах явцад ойлт, хугарал, энерги зөөвөрлөдөг. Гэрэл бол цахилгаан соронзон долгион тул тархахад орчин шаардлагагүй.
Зөв хариулт нь C.
2. Дараах мэдэгдэлд анхаарлаа хандуулна уу:
1. Гэрэл шулуун шугамаар хөдөлдөг
2. Гэрэл бол цахилгаан соронзон долгион юм
3. Гэрлийг шингээж авах боломжтой
4. Гэрэл нь цахилгаан цэнэг авч явдаг
Гэрлийн шинж чанарын талаарх зөв мэдэгдэл бол ...
А. зөвхөн 1-р мэдэгдэл
B. 1 ба 2-р мэдэгдлүүд
C. 1, 2 ба 3-р мэдэгдлүүд
D. бүх мэдэгдэл үнэн
Хэлэлцүүлэг
1. Гэрэл шулуун шугамаар хөдөлдөг.
Энэ мэдэгдэл үнэн юм, учир нь гэрэл хөндлөн долгион шиг хөдөлдөг ч гэрлийн зам нь шулуун шугам юм. Геометрийн оптикийн (гэрлийн ойлт ба хугарал) сэдвээр гэрлийг хөдөлгөөний зам нь шулуун шугамтай туяа гэж дүрсэлдэг.
2. Гэрэл бол цахилгаан соронзон долгион юм:
Энэ мэдэгдэл үнэн юм, учир нь гэрэл бол цахилгаан соронзон долгион бөгөөд гэрлийн тархалт нь орчин шаарддаггүй.
3. Гэрлийг шингээж болно:
Энэ мэдэгдэл үнэн юм. Гэрэл бол цахилгаан соронзон долгионы нэг төрөл юм. Механик болон цахилгаан соронзон долгионууд бүгд нэг газраас нөгөө рүү шилжихдээ энерги зөөдөг. Тиймээс гэрлийн энергийн зарим хэсгийг түүний өнгөрч буй орчин шингээж авч болно. Жишээлбэл, гэрэл хавтгай толь руу шилжих үед гэрлийн ихэнх хэсэг нь ойдог боловч багахан хэсэг нь толь шингэдэг.
4. Гэрэл нь цахилгаан цэнэг авч явдаг:
Энэ мэдэгдэл худал юм. Гэрэл бол цахилгаан соронзон долгион бөгөөд цахилгаан соронзон долгион нь хэлбэлзэлтэй цахилгаан ба соронзон орны нөлөөгөөр үүсдэг. Цахилгаан соронзон долгион нь хурдасгасан цахилгаан цэнэгүүдээр ялгардаг.
Зөв хариулт нь C.
Төгс тусгал
3. Баруун талын зураг дээр алмазаар ойсон гэрэл маш гялалзсан тул маш үнэтэй алмаз үнэт эдлэлийн чулуу харагдаж байна. Энэ үзэгдэл нь ...-ын улмаас үүссэн.
А. гэрэл бага нягтралтай орчноос илүү нягтралтай орчмын гэрэл рүү орох төгс хугарал
B. тусах өнцөг нь хил хязгаарын өнцгөөс бага байх төгс хугарал
C. гэрэл нь нягтрал багатай орчноос нягтрал ихтэй орчноос орж ирэх төгс тусгал
D. тусах өнцөг нь хил хязгаарын өнцгөөс их байх төгс тусгал
Хэлэлцүүлэг
Гэрлийн тархалт болон төгс тусгалаас болж очир алмаазнаас гарч буй гэрэл гялалзаж байгаа мэт харагддаг. Төгс тусгал нь гэрэл өндөр хугарлын илтгэгчтэй орчноос бага хугарлын илтгэгчтэй орчмын орчин руу шилжих үед үүсдэг. Жишээлбэл, гэрэл нь очир алмаазаас (өндөр хугарлын илтгэгчтэй) агаар руу (бага хугарлын илтгэгчтэй) шилждэг. Үүнийг илүү сайн ойлгохын тулд доорх зургийг үзнэ үү.
Гэрэл нь хугарлын илтгэгч өндөртэй орчноос бага хугарлын илтгэгч өндөртэй орчноос бага хугарлын илтгэгч өндөртэй орчноос шилжихэд гэрэл хэвийн хэмжээнээс хазайдаг. Хэрэв тусах өнцөг (i) их байвал хугарлын өнцөг (r) их байна. Тодорхой тусах өнцөгт хугарлын өнцөг нь 90o байна. Хугарлын өнцөг 90o байх үеийн тусах өнцгийг критик өнцөг (θk) буюу хязгаарын өнцөг гэж нэрлэдэг. Хэрэв тусах өнцөг нь критик өнцөг буюу хязгаарын өнцөгөөс их байвал гэрэл хугарахгүй; бүх гэрэл ойно.
Зөв хариулт нь D.
4. 2011 оны 39-р түвшний бага сургуулийн сурагчдад зориулсан улсын шинжлэх ухааны олимпиадын асуултууд
Төгс тусгалын шинж тэмдэг болох дараах үзэгдэл бол...
А. солонго
B. мангас
C. өнгөт нуур
D. астигматизм
Хэлэлцүүлэг
Мангасыг төгс тусгал гэж нэрлэдэг, учир нь энэ үйл явцад агаараас ирж буй гэрэл замын гадаргууд хугардаггүй, харин бүх гэрэл замын гадаргууд туссан мэт харагддаг. Мангас нь эдгээр агаарын давхаргын нягтрал өөр өөр байдаг тул гэрэл өөр өөр хугарлын индекстэй агаарын давхаргаар дамжин өнгөрдөгтэй холбоотой юм. Бодит байдал дээр гэрэл замын гадаргууд тусдаггүй, харин өөр өөр хугарлын индекстэй агаарын давхаргаар хугардаг (нугалдаг).
Зөв хариулт нь Б.
5. 2010 оны 30-р түвшний бага сургуулийн сурагчдад зориулсан улсын шинжлэх ухааны олимпиадын асуултууд
Халуун өдөр асфальтан замын гадаргуу дээр тосны толбо харагдах нь үндсэндээ бүрэн тусгал болдог, учир нь...
А. Агаарын дээд давхаргын хугарлын илтгэгч нь доод давхаргынхаас их байна.
B. Агаарын дээд давхаргын хугарлын илтгэгч нь доод давхаргуудаас бага байна.
C. Усны дуслууд өөр өөр өнцгөөс өөр өөр өнцгөөр тусдаг.
D. Усны дуслууд өөр өөр өнцгөөр өөр өөр өнгийг хугалдаг.
Хэлэлцүүлэг
Халуун өдөр асфальтан зам дээр тосон толбо үүсэх гэх мэт үзэгдэл бол мангасын нэг жишээ юм. Мангас нь замын ойролцоох агаарын давхарга болон түүний дээрх агаарын давхаргын хугарлын илтгэгчийн зөрүүгээс болж үүсдэг.
Халуун өдөр замын гадаргуу нь дээрээс нь шууд агаарыг халааж, замын гадаргуу дээрх агаарын давхаргыг урсгалын дээд хэсэгт байрлах агаарын давхаргаас илүү халуун болгодог. Илүү халуун агаарын давхарга нь эзэлхүүнээрээ тэлж, нягтралыг нь бууруулдаг (бага нягтралтай). Үүний эсрэгээр, дээрээс нь бага халуун агаарын давхарга нь эзэлхүүнээрээ тэлж, нягтралтай болгодог (өндөр нягтралтай). Тиймээс доод агаарын давхарга нь бага нягтралтай байдаг бол дээд агаарын давхарга нь илүү нягтралтай байдаг.
Доод талын (замын гадаргуутай ойрхон) агаарын давхарга бага нягтралтай тул гэрэл түүгээр дамжин өнгөрөхөд илүү хурдан хөдөлдөг бол дээд талын агаарын давхарга илүү нягтралтай тул гэрэл түүгээр дамжин өнгөрөхөд удаан хөдөлдөг.
Хугарлын илтгэгчийн томъёо нь: n = c / v, энд n нь хугарлын илтгэгч, c = вакуум дахь гэрлийн хурд = тогтмол = 3 x 108 м/с, v = орчин дахь гэрлийн хурд. Энэ томъёонд үндэслэн c нь тогтмол бөгөөд хэрэв v томорвол n багасах ба эсрэгээрээ v багасвал n томрох болно.
Доод агаарын давхаргад гэрэл илүү хурдан хөдөлдөг (том v), ингэснээр доод агаарын давхарга нь бага хугарлын илтгэгчтэй (жижиг n) байдаг бол дээд агаарын давхаргад гэрэл удаан хөдөлдөг (жижиг v), ингэснээр дээд агаарын давхарга нь илүү их хугарлын илтгэгчтэй (том n) байдаг.
Зөв хариулт нь А.
хугарлын индекс
6. Үзэгдэх гэрлийн цацраг агаарт 510 нм долгионы урттай байдаг. Хэрэв гэрлийн цацраг хугарлын илтгэгч 1,5-тай орчинд орвол түүний долгионы урт ... болж өөрчлөгдөнө.
А. 680 нм
B. 510 нм
C. 340 нм
D. 170 нм
Хэлэлцүүлэг
Энэ нь мэдэгдэж байгаа зүйл:
Долгионы урт (λ) = 510 нм = 510 x 10-9 метр
Хугарлын илтгэгч (n) = 1,5
Асуулт: Долгионы урт (λ) нь ... болж өөрчлөгддөг.
Хариулт:
Долгионы урт (λ) нь 340 нанометр болж өөрчлөгддөг.
Зөв хариулт нь C.
7. Тунгалаг цөөрмийн далайн ёроолд загас харагдаж байна, цөөрмийн гүн нь 2 метр, цөөрмийн хугарлын илтгэгч нь 4/3 байна. Хэрэв загас цөөрмийн гадаргуутай бараг перпендикуляр харагдаж байвал загас цөөрмийн гадаргуугаас хэр хол харагдаж байна вэ?
А. Усан сангийн гадаргуугаас 1 метрийн зайд
B. Усан сангийн гадаргуугаас 1,5 метрийн зайд
C. Усан сангийн гадаргуугаас 2 метрийн зайд
D. Усан сангийн гадаргуугаас 2,67 метр
Хэлэлцүүлэг
Энэ нь мэдэгдэж байгаа зүйл:
Усан сангийн хугарлын илтгэгч = 4/3
Усан сангийн гүн = 2 метр
Асуулт: Загасыг цөөрмийн гадаргуугаас хэр хол харж болох вэ?
Хариулт:
Харагдах зай = 1 : n (бодит зай)
Харагдах зай = 1 : 4/3 (2 метр)
Харагдах зай = 1 x 3/4 (2 метр)
Харагдах зай = 3/4 (2 метр)
Ил харагдах зай = 6/4
Харагдах зай = 1,5 метр
Цөөрмийн гадаргуугаас харагдах загасны зай = 1,5 метр
Зөв хариулт нь Б.
8. Гэрлийг хүрээлэн буй орчинтой харьцуулсан хугарлын илтгэгч нь ... байх сувгаар дамжуулж болно.
А. > 1
Б. = 1
C. < 1
D. = 0
Хэлэлцүүлэг
Вакуумын хугарлын илтгэгч = 1,0000
Орчны хугарлын индекс нь вакуум хугарлын индексээс их байна.
Зөв хариулт нь А.
Гэрлийн тархалт
9. Дисперсийн өнцөг гэдэг нь ... тохиолдолд үүсдэг монохромат гэрлийн хоёр өнгөний хоорондох өнцөг юм.
A. гэрлийн туйлшрал
B. гэрлийн шингээлт
C. гэрлийн тархалт
D. гэрлийн дифракци
Хэлэлцүүлэг
Монохромат гэрэл гэдэг нь нэг өнгө эсвэл долгионы урттай гэрэл юм. Нарны гэрэлтэй адил цагаан гэрэл нь бүх өнгөний нэгдэл бөгөөд тус бүр нь өөр өөр долгионы урт эсвэл давтамжтай байдаг. Цагаан гэрлийг харагдах спектр (улаан, улбар шар, шар, ногоон, цэнхэр, индиго, нил ягаан) болгон задлахыг гэрлийн тархалт гэж нэрлэдэг.
Гэрлийн тархалтыг призм, усны дусал эсвэл бусад объектоор хийж болно. Солонго бол өдөр тутмын амьдралд гэрлийн тархалтын жишээ бөгөөд нарны гэрэл борооны дуслаар тархдаг.
Зөв хариулт нь C.
10. 2011 оны 60-р түвшний бага сургуулийн сурагчдад зориулсан улсын шинжлэх ухааны олимпиадын асуултууд
Солонго нь хагас тойрог хэлбэртэй өнгөлөг тууз хэлбэрээр харагддаг. Доорх солонгон өнгийн дөрвөн өнгөний зөв дараалал нь хамгийн жижигээс хамгийн том радиус хүртэл...
А. улаан, улбар шар, шар, ногоон
B. цэнхэр, нил ягаан, ногоон, шар
C. ногоон, цэнхэр, индиго, нил ягаан
D. индиго, цэнхэр, ногоон, шар
Хэлэлцүүлэг
Солонгийн өнгийн дараалал нь улаан, улбар шар, шар, ногоон, цэнхэр, индиго, нил ягаан юм.
Улаан гэрэл хамгийн урт долгионы урттай бол нил ягаан гэрэл хамгийн богино долгионы урттай. Гэрлийн өнгө бүрийн хазайлт нь түүний долгионы уртаас хамаарна.
Цагаан нарны гэрлийг борооны дуслаар тараахад урт долгионы урттай гэрэл бага хазайдаг бол богино долгионы урттай гэрэл илүү их хазайдаг. Улаан гэрэл нь долгионы урт нь урт тул хамгийн бага хазайдаг бол ягаан гэрэл нь долгионы урт нь богино тул хамгийн их хазайдаг бөгөөд үүнийг доорх диаграммд үзүүлэв. Тиймээс ажиглагчийн нүд улаан гэрлийг дээд талд, ягаан гэрлийг доод талд нь хардаг.
Солонгон гэрлийн бүх өнгө нь хагас дугуй хэлбэртэй байдаг бөгөөд улаан гэрлийн тойрог нь дээд хэсэгтээ байрладаг тул хамгийн том радиустай байдаг бол нил ягаан гэрлийн тойрог нь доод хэсэгтээ байрладаг тул хамгийн жижиг радиустай байдаг.
Хамгийн том радиусаас хамгийн жижиг радиус хүртэлх гэрлийн өнгөний дараалал нь улаан, улбар шар, шар, ногоон, цэнхэр, индиго, нил ягаан юм.
Зөв хариулт нь D.
11. Усны гадаргуу дээрх тосны давхаргаас цайвар өнгөнүүд нь ... үйл явдлын улмаас үүсдэг.
А. хөндлөнгийн оролцоо
B. туйлшрал
C. тархалт
D. дифракци
Хэлэлцүүлэг
Зөв хариулт нь C.
