Zitsanzo 27 za kusokoneza ndi kufalikira kwa kuwala - kugawanika kawiri
1. Mipata iwiri yopapatiza yotalikirana ndi 0,5 mm imaunikiridwa ndi kuwala komwe kumayendera mafunde a 600 nm. Werengani ma angle atatu ang'onoang'ono pomwe (1) kusokoneza kwa zomangamanga kumachitika (b) kusokoneza kowononga.
Zokambirana
Ma ngodya atatu ang'onoang'ono omwe kusokoneza komanga kumachitika:
Ma ngodya atatu ang'onoang'ono omwe kusokoneza komanga kumachitika:
2. Kuwala kofanana kumadutsa m'mipata iwiri yopapatiza, yofanana. Mtunda pakati pa mipata ndi 0,6 mm. Mtunda pakati pa sikirini ndi mipata ndi 60 cm. Kapangidwe ka kusokoneza komwe kumachitika pa sikirini ndi mzere wowala komanso wakuda wolekanitsidwa ndi mtunda womwewo. Ngati mtunda pakati pa mizere iwiri yowala yoyandikana ndi 0,2 mm, dziwani kutalika kwa kutalika kwa kuwala komwe kwagwiritsidwa ntchito.
Zokambirana
Amadziwika kuti:
d = 0,6 mm = 0,0006 m = 6 x 10-4 m
y = 0,2 mm = 0,0002 m = 2 x 10-4 m
l = 60 cm = 600 mm = 0,6 m
Funso: Kodi ndi mafunde otani a kuwala omwe amagwiritsidwa ntchito?
Yankho:
3. Mpata wawiri umaunikiridwa ndi kuwala komwe kuli ndi kutalika kwa mafunde a 560 nm. Chophimba chimayikidwa mita imodzi kuchokera pampata. Ngati mtunda pakati pa mipata iwiri ndi 0,5 mm, ndiye kuti mtunda pakati pa mizere iwiri yowala yoyandikana ndi...
A. 1,00 mm
B. 1,12 mm
C. 1,40 mm
ndi 1,60 mm
E. 2,00 mm
Kukambirana:
Ndizodziwika kuti :
Anafunsa :
Mtunda pakati pa mizere iwiri yowala yoyandikana (y)
Yankhani :
Yankho lolondola ndi B.
4. Mtunda pakati pa magetsi awiri a galimoto ndi 110 cm. Kutalika kwa kuwala komwe kumatuluka ndi magetsi awiriwa ndi 600 nm. Ngati magetsi awiriwa awonedwa ndi munthu amene ali ndi dayamita ya 2 mm, mtunda waukulu pakati pa galimoto ndi munthuyo kotero kuti magetsi a magetsi awiriwa akuwoneka osiyana ndi...
A. 450 m
B. 2500 m
C. 3000 m
D. 4000 m
E. 5000 m
Kukambirana:
Ndizodziwika kuti :
D = 2 mm = 2 x 10-3 mita
Kutalika kwa mafunde a kuwala = 600 nm = 600 x 10-9 mita
Mtunda pakati pa magetsi awiri a galimoto = 110 cm = 1,1 mita
Anafunsa :
Mtunda pakati pa galimoto ndi munthu amene akuyang'ana magetsi awiri (l) ndi uti?
Yankhani :
Kuti magetsi awiri awoneke ngati zinthu ziwiri zosiyana, ngodya (theta) iyenera kukhala yayikulu kuposa ngodya yofunikira, yomwe imakwaniritsa equation:
Yankho lolondola ndi C.
5. Chithunzi chomwe chili pansipa chikuwonetsa kuyesera kwa Young. Ngati d ndi mtunda pakati pa mipata iwiri, L ndi mtunda wochokera pa mpata kupita ku sikirini ndipo P2 ndi mtunda wa mzere wachiwiri wowala kuchokera ku mzere wapakati wowala, kenako kutalika kwa mafunde a kuwala komwe kwagwiritsidwa ntchito (1 Å = 10-10 m) ndi…
A. 3.000 Å
B. 4.000 Å
C. 5.000 Å
D. 5.500 Å
E. 6.000 Å
Zokambirana
Ndizodziwika kuti :
Mtunda pakati pa mipata iwiri (d) = 1 mm = 1 x 10-3 mita
Mtunda kuchokera pa mpata kupita ku sikirini (L) = mita imodzi
Mtunda wa mzere wachiwiri wowala kuchokera ku mzere wapakati wowala (P)2) = 1 mm = 1 x 10-3 mita
Dongosolo (n) = 2 (kuwala kwapakati ndiye kuwala koyamba kotero n = 0. Kuwala kwachiwiri ndiye mzere woyamba wa kuwala kotero n = 1, n = mzere wachiwiri wa kuwala)
Anafunsa : Kutalika kwa mafunde a kuwala (λ) komwe kumagwiritsidwa ntchito ndi…
Yankhani :
Fomula yosokoneza magawo awiri (kusokoneza komanga) :
d sin θ = n λ
tchimo θ ≈ tan θ = P2 / L = (1 x 10-3) / 1 = 1 x 10-3 mita
Utali wa mafunde a kuwala :
λ = d sin θ / n
λ = (1 x 10-3)(1 x 10-3) / 2 = (1 x 10-6/ 2
λ = 0,5 x 10-6 mamita = 5 x 10-7 mita
λ = 5000 x 10-10 mita
λ = 5000 Å
Yankho lolondola ndi C.
6. Mu kuyesera kusokoneza kwa magawo awiri, deta yomwe yapezeka ndi monga momwe yasonyezedwera pachithunzi chomwe chili pambali. Chifukwa chake kuchuluka kwa kutalika kwa nthawi komwe kwagwiritsidwa ntchito ndi… (1 m = 1010 Å)
A. 4500 Å
B. 5000 Å
C. 6000 Å
D. 6500 Å
E. 7000 Å
Zokambirana
Ndizodziwika kuti :
Mtunda pakati pa mipata iwiri (d) = 0,8 mm = 8 x 10-4 mita
Mtunda kuchokera pa mpata kupita ku sikirini (L) = mita imodzi
Mtunda wa mzere wowala wachinayi kuchokera ku mzere wowala wapakati (P) = 3 mm = 3 x 10-3 mita
Dongosolo (n) = 4
Anafunsa : Kutalika kwa mafunde a kuwala (λ) komwe kumagwiritsidwa ntchito ndi…
Yankhani :
Fomula yosokoneza magawo awiri (kusokoneza komanga) :
d sin θ = n λ
tchimo θ ≈ tan θ = P / L = (3 x 10-3) / 1 = 3 x 10-3 mita
Utali wa mafunde a kuwala :
λ = d sin θ / n
λ = (8 x 10-4)(3 x 10-3) / 4 = (24 x 10-7/ 4
λ = 6 x 10-7 mamita = 6000 x 10-10 mita
λ = 6000 Å
Yankho lolondola ndi C.
7. Chithunzi chomwe chili m'mbali mwake ndi chithunzi cha njira ya kuwala kwa kuwala mu chochitika cha kusokoneza kwa magawo awiri S.1 ndi S2, mfundo A ndi B ndi mizere iwiri yotsatizana yakuda ndipo kutalika kwa nthawi yomwe imagwiritsidwa ntchito ndi 6000 Å (1 Å = 10-10 m). Mtunda pakati pa mipata iwiri ndi…
A. 0,015 mm
B. 0,2 mm
C. 1,5 mm
ndi 1,6 mm
E. 1,8 mm
Zokambirana
Mtunda pakati pa mipata iwiri umawerengedwa pogwiritsa ntchito fomula kusokoneza komanga poganiza kuti mtunda pakati pa mizere iwiri yotsatizana yakuda ndi wofanana ndi mtunda pakati pa mizere iwiri yowala yotsatizana.
Ndizodziwika kuti :
Mtunda kuchokera pa mpata kupita ku sikirini (L) = mita imodzi
Kutalika kwa nthawi komwe kwagwiritsidwa ntchito (λ) = 6000 Å = 6000 x 10-10 mamita = 6 x 10-7 mita
Mtunda pakati pa mzere wowala wapakati ndi mzere woyamba wowala (P) = 0,2 mm = 0,2 x 10-3 mamita = 2 x 10-4 mita
Ndondomeko yoyamba yowala (n) = 1
Anafunsa Mtunda pakati pa mipata iwiri (d)
Yankhani :
Fomula yosokoneza yomanga :
d = n λ / sin θ
tchimo θ ≈ tan θ = P / L = (2 x 10-4) / 1 = 2 x 10-4 mita
Mtunda pakati pa mipata iwiri :
d = n λ / tchimo θ = (1)(6 x 10-7) / (2 x 10-4)
d = (6 x 10-7) / (2 x 10-4) = (3 x 10-3)
d = 0,003 mamita
d = 3 mm
8. Ngati mafunde awiri owala okhala ndi kutalika kwa mafunde a 600 nm akumana ndi kusokonezeka kwa kapangidwe kake, kodi njira ya mafunde idzasiyana bwanji?
Kukambirana: Kuti pakhale kusokoneza komanga, kusiyana kwa njira za mafunde kuyenera kukhala nλ, pomwe n ndi nambala yeniyeni. Ngati n=0, ndiye kuti kusiyana kwa njira za mafunde ndi 0 nm.
9. Mafunde owala okhala ndi kutalika kwa mafunde a 500 nm amafalikira kudzera mu mpata wopapatiza. Ngati mtunda pakati pa mpata ndi chophimba ndi 2 m, ndipo mtunda pakati pa pakati pa mawonekedwe a diffraction ndi dongosolo loyamba ndi 5 mm, kodi m'lifupi mwa mpatawo ndi wotani?
Kukambirana: Pogwiritsa ntchito equation ya diffraction \( a\sin \theta = m\lambda \), pomwe \( a \) ndi m'lifupi mwa slit, \( m \) ndi dongosolo, ndipo \( \theta \) ndi ngodya, titha kupeza m'lifupi mwa slit: \( a = \frac{{m\lambda}}{{\sin \theta}} = \frac{{(1)(500 \times 10^{-9}\, \text{m})}}{{\sin \left( \frac{{5 \times 10^{-3}\, \text{m}}}{{2\, \text{m}}} \right)}} \approx 5 \times 10^{-4}\, \text{m} \).
10. Ngati mafunde awiri owala okhala ndi kutalika kwa mafunde a 400 nm akumana ndi kusokonezedwa kowononga, kodi njira ya mafundewo idzasiyana bwanji?
Kukambirana: Pa kusokoneza kowononga, kusiyana kwa njira zamafunde kuyenera kukhala \( (n + \frac{1}{2})\lambda \). Ngati n=0, ndiye kuti kusiyana kwa njira zamafunde ndi 200 nm.
11. Kodi chimachitika ndi chiyani ngati m'lifupi mwa mpata mu kuyesa kwa diffraction ndi waukulu kuposa kutalika kwa mafunde a kuwala?
Kukambirana: Ngati m'lifupi mwa mpata uli waukulu kuposa kutalika kwa mafunde a kuwala, mawonekedwe a diffraction sadzakhala omveka bwino komanso ovuta kuwaona.
12. Mu kuyesera kwa Young kokhala ndi mafunde awiri okhala ndi kutalika kwa 650 nm, ma slits a 0,1 mm amalekanitsidwa ndi 0,2 mm. Kodi mtunda pakati pa mizere yoyamba ndi yachiwiri yakuda pa sikirini yomwe ili pamtunda wa mita imodzi ndi wotani?
Kukambirana: Mtunda pakati pa mikanda yakuda ungapezeke pogwiritsa ntchito equation yosokoneza \( y = \frac{{m\lambda D}}{{d}} \), pomwe \( m = 1 \) ndi oda yoyamba, \( D \) ndi mtunda wopita ku sikirini, ndipo \( d \) ndi mtunda pakati pa mipata. Kenako mtunda pakati pa mizere yoyamba ndi yachiwiri yakuda ndi: \( y = \frac{{(1)(650 \times 10^{-9}\, \text{m}(1\, \text{m})}}{{0,1 \times 10^{-3}\, \text{m}}} – \frac{{(0)(650 \times 10^{-9}\, \text{m}(1\, \text{m})}}{{0,1 \times 10^{-3}\, \text{m}}} \approx 6,5\, \text{mm} \).
13. Ngati kuwala kokhala ndi mafunde a 700 nm kukafika pa malo otseguka awiri okhala ndi mtunda wa 0,3 mm pakati pa malo otsegukawo, mtunda pakati pa mizere yowala yoyamba ndi yachiwiri pa sikirini yomwe ili pamtunda wa 1,5 m ndi wotani?
**Kukambirana**: Pogwiritsa ntchito equation yofanana ndi funso 5, titha kupeza kuti mtunda pakati pa mizere yowala yoyamba ndi yachiwiri ndi: \( y \approx 7\, \text{mm} \).
13. Kodi kusokoneza komanga n’chiyani ndipo kumachitika bwanji?
Kukambirana: Kusokoneza komanga kumachitika pamene mafunde awiri a kuwala akumana ndipo kusiyana kwa njira yawo ndi kuchuluka kwa kutalika kwa mafunde (nλ). Izi zimapangitsa kuti mafunde achuluke.
14. Kodi kusokoneza kowononga n’chiyani ndipo kumachitika bwanji?
Kukambirana: Kusokoneza kowononga kumachitika pamene mafunde awiri a kuwala akumana ndipo kusiyana kwa njira yawo ndi kuchuluka kwapadera kwa theka la kutalika kwa mafunde \((n + \frac{1}{2})\lambda\). Izi zimapangitsa kuti mafunde achepetse kapena achepetse kukula kwake.
15. Pakufalikira kwa kuwala kudzera mu mpata umodzi, kodi chimachitika ndi chiyani ndi mawonekedwe a kuwala ngati mpata wa kuwala wachepetsedwa?
Kukambirana: Ngati m'lifupi mwa mpata wachepetsedwa, mawonekedwe a diffraction adzakhala okulirapo, ndipo mipiringidzo yowala ndi yamdima idzalekanitsidwa kwambiri.
16. Kodi chimachitika ndi chiyani ndi njira yosokoneza mu kuyesa kwa magawo awiri ngati mtunda pakati pa mizereyo wawonjezeka?
Kukambirana: Ngati mtunda pakati pa mipata wawonjezeka, mawonekedwe olowererapo adzakhala okhuthala, ndipo mtunda pakati pa mipiringidzo yowala ndi yakuda udzachepa.
17. Mu kuyesera kwa Young kwa double-slit yokhala ndi mafunde a 550 nm ndi slit ya 0,15 mm, mtunda uli pakati pa mizere yowala yachisanu ndi ya 10 pa sikirini yomwe ili pamtunda wa mamita awiri kuchokera pamenepo?
Kukambirana: Pogwiritsa ntchito equation yofanana ndi vuto 5, titha kupeza kuti mtunda pakati pa mizere yowala yachisanu ndi 10 ndi: \( y \approx 36,67\, \text{mm} \).
18. Kodi kutalika kwa mafunde kumakhudza bwanji njira zosinthira mafunde?
Kukambirana: Kutalika kwa mafunde kwakukulu kumabweretsa mawonekedwe otakata a diffraction, pomwe kutalika kwa mafunde kochepa kumabweretsa mawonekedwe otakata a diffraction.
19. Ngati kuwala kokhala ndi mafunde a 450 nm kukafika pa malo otseguka awiri okhala ndi mtunda wa 0,25 mm pakati pa malo otsegukawo, mtunda pakati pa mizere yoyamba ndi yachiwiri yakuda pa sikirini yomwe ili pamtunda wa mita imodzi ndi wotani?
Kukambirana: Pogwiritsa ntchito equation yofanana ndi funso 5, titha kupeza kuti mtunda pakati pa mizere yakuda yoyamba ndi yachiwiri ndi: \( y \approx 1,8\, \text{mm} \).
20. Kodi mungadziwe bwanji malo a gulu lowala mu mawonekedwe osakanikirana ndi mipata iwiri?
Kukambirana: Malo a gulu lowala mu mawonekedwe osakanikirana ndi mizere iwiri akhoza kudziwika pogwiritsa ntchito equation \( y = \frac{{m\lambda D}}{{d}} \), pomwe \( m \) ndi dongosolo, \( \lambda \) ndi kutalika kwa nthawi, \( D \) ndi mtunda wopita ku sikirini, ndipo \( d \) ndi mtunda pakati pa mizere.
21. Kodi mungadziwe bwanji malo a mzere wakuda mu njira yosinthira kuwala kwa kuwala kwa mzere umodzi?
Kukambirana: Malo a mzere wakuda mu kachitidwe ka diffraction ka single-slit akhoza kudziwika pogwiritsa ntchito equation \( a\sin \theta = m\lambda \), pomwe \( a \) ndi m'lifupi mwa slit, \( m \) ndi dongosolo, ndipo \( \theta \) ndi ngodya.
22. Kodi chimachitika ndi chiyani ndi njira yosokoneza ngati gwero la kuwala lasinthidwa ndi mafunde afupiafupi?
Kukambirana: Ngati kutalika kwa mafunde kuli kochepa, mawonekedwe olowererapo adzakhala okhuthala, ndipo mtunda pakati pa mizere yowala ndi yakuda udzachepetsedwa.
23. Kodi kuyesa kwa magawo awiri kumagwira ntchito bwanji powonetsa momwe kuwala kumayenderana ndi mafunde?
Kukambirana: Kuyesera kwa magawo awiri kukuwonetsa momwe kuwala kumakhalira mwa kupanga mawonekedwe owala komanso amdima pa sikirini. Mawonekedwe awa amapangidwa ndi kuphatikiza kwa mafunde ochokera m'malo onse awiri, kuwonetsa momwe kuwala kumakhalira.
24. Fotokozani kusiyana pakati pa kusokoneza ndi kufalikira kwa mawu.
Kukambirana: Kusokoneza kumakhudzana ndi kuphatikiza kwa mafunde awiri kapena kuposerapo omwe amachititsa kuwonjezeka kapena kuchepa kwa kukula, pomwe kufalikira kwa mafunde kumakhudzana ndi kupindika kwa mafunde pamene akudutsa m'malo otseguka kapena mozungulira chinthu.
25. Mu kuyesera kwa Young kokhala ndi mipata iwiri, fotokozani chifukwa chake mawonekedwe amdima ndi owala amawonekera pazenera.
Kukambirana: Mawonekedwe amdima ndi owala amawonekera chifukwa cha kusokoneza komanga ndi kowononga pakati pa mafunde ochokera m'mipata iwiri. Mawonekedwe a kuwala amawonekera pamene kusokoneza komanga kumachitika (kusiyana kwa njira ndi kuchuluka kwa kutalika kwa nthawi), ndipo mawonekedwe amdima amawonekera pamene kusokoneza kowononga kumachitika (kusiyana kwa njira ndi kuchuluka kwapadera kwa theka la kutalika kwa nthawi).
25. Kodi kachitidwe ka diffraction ka mpata umodzi kamasiyana bwanji ndi ka mpata wawiri?
Kukambirana: Kapangidwe ka diffraction ka kagawo kamodzi kamakhala ndi mzere wowala wapakati wokhala ndi mizere yakuda ndi yowala motsatizana mbali zonse ziwiri. Mu kagawo kawiri, pali njira yowonjezera yosokoneza yomwe imayambitsidwa ndi kuyanjana kwa mafunde ochokera ku kagawo konse, zomwe zimapangitsa kuti kapangidwe kake kakhale kovuta kwambiri.
Kusokoneza kwa Kuwala
Kusokoneza ndi chinthu chakuthupi chomwe chimachitika pamene mafunde awiri kapena angapo a kuwala akumana ndikusakanikirana. Izi zimapanga mawonekedwe atsopano okhala ndi amplitude yomwe ingakhale yayikulu kapena yocheperapo kuposa amplitude ya mafunde oyambirira.
Kusokoneza Komanga
Kusokoneza kwa kapangidwe kumachitika pamene kusiyana kwa njira ya mafunde kuli kochulukira kwa kutalika kwa mafunde (nλ), zomwe zimapangitsa kuti kukula kwa mafunde kuwonjezereke. Kachitidwe aka kamawoneka ngati mikanda yowala pazenera mu zoyeserera monga Young's double-slit.
Kusokoneza Kowononga
Kusokoneza kowononga kumachitika pamene kusiyana kwa njira ya mafunde kuli kochulukira pang'ono kwa theka la kutalika kwa mafunde . Izi zimapangitsa kuti mafunde achepe kapena achepe, omwe amawoneka ngati mzere wakuda mu mawonekedwe osokoneza.
Kufalikira kwa Kuwala
Kusinthasintha kwa kuwala ndi chinthu chomwe chimachitika pamene mafunde a kuwala amadutsa m'malo opapatiza kapena mozungulira chinthu. Izi zimapangitsa kuti mafunde a kuwala apinde ndi kufalikira, zomwe zimapangitsa kuti mafundewo akhale ndi mawonekedwe apadera.
Kusinthasintha kudzera mu Mpata Umodzi
Mu mpata umodzi, diffraction imapanga mawonekedwe owala pakati okhala ndi mizere yakuda ndi yowala motsatizana mbali zonse ziwiri. M'lifupi mwa mpatawo muli mosiyanasiyana malinga ndi m'lifupi mwa mawonekedwe a diffraction.
Kusinthasintha kudzera mu Mpata Wawiri
Mu mpata wawiri, diffraction imapanga mawonekedwe ovuta kwambiri. Kuwonjezera pa mawonekedwe a diffraction kuchokera ku mpata uliwonse, palinso mawonekedwe osokoneza omwe amayambitsidwa ndi kuyanjana kwa mafunde ochokera ku mipata yonse iwiri.
Zoyesera Zofunika
Kuyesera kwa Young kwa Kudula Kawiri
Kuyesera kwa Thomas Young kokhala ndi mipata iwiri ndi njira imodzi yowonera kusokoneza ndi kufalikira kwa kuwala. Mawonekedwe a kuwala ndi amdima omwe ali pazenera akuwonetsa momwe kuwala kumayendera, zomwe zikuthandizira chiphunzitso cha mafunde a kuwala.
Mapeto
Kusokoneza ndi kufalikira kwa kuwala ndi zinthu zomwe zimasonyeza momwe kuwala kumayendera. Kumvetsetsa momwe kusokoneza ndi kufalikira kwa kuwala kumagwirira ntchito kumatithandiza kumvetsetsa bwino makhalidwe ndi momwe kuwala kumagwirira ntchito, zomwe zimagwiritsidwa ntchito kwambiri m'magawo monga kuwala, ukadaulo wolumikizirana, ndi mankhwala.
Kuphunzira kusokoneza ndi kufalikira kwa kuwala kumathandizanso pakupanga ukadaulo monga ma microscope, ma telescope, ndi zida zina zowunikira, zomwe zimadalira njira zosokoneza ndi kufalikira kwa kuwala kuti ziwongolere kuoneka bwino komanso kugwira ntchito bwino.
