11 exemple de unde luminoase
Acordați atenție următoarelor afirmații:
(1) Înlocuiți grila cu o grilă cu un număr mai mare de linii pe milimetru.
(2) Lumina care cade din albastru în galben
(3) Schimbarea luminii emise din roșu în verde
(4) Mutați ecranul mai aproape de grilă
Ceea ce este inclus în efortul de a crește lățimea benzii luminoase în experimentul cu rețea de difracție este...
Pembahasan
Formula interferenței cu dublă fantă (interferență constructivă):
Lățimea fantei (d) este foarte mică în comparație cu distanța dintre fantă și ecran (L), astfel încât unghiul este foarte mic. Unghiul este atât de mic încât valoarea lui sin θ este apropiată de tangenta θ.
sin θ ≈ tan θ = y / L
Informație:
y = lățimea benzii luminoase, n = ordinul de strălucire, λ = lungimea de undă, L = distanța dintre rețea și ecran, d = lățimea fantei.
d = 1 / (4000 linii / cm) = 0,00025 cm
(1) Înlocuiți grila cu o grilă cu un număr mai mare de linii pe milimetru.
Exemplu:
d = 1 / (1000 linii / cm) = 0,001 cm
d = 1 / (2000 linii / cm) = 0,0005 cm
d = 1 / (3000 linii / cm) = 0,0003 cm
d = 1 / (4000 linii / cm) = 0,00025 cm
Pe baza acestui calcul, dacă numărul de linii pe milimetru este mai mare, atunci lățimea fantei (d) este mai mică. Conform formulei de mai sus, dacă lățimea fantei (d) este mai mică, atunci lățimea benzii luminoase (y) este mai mare.
Această afirmație este adevărată.
(2) Lumina care cade din albastru în galben
Lumina albastră are o frecvență mai mare decât lumina galbenă, invers
Lumina albastră are o lungime de undă mai mică decât lumina galbenă.
Dacă lumina este transmisă de la albastru la galben, atunci lungimea de undă devine mai mare.
Pe baza formulei de mai sus, dacă lungimea de undă este mai mare, lățimea benzii luminoase (y) este mai mare.
Această afirmație este adevărată.
(3) Schimbarea luminii emise din roșu în verde
Lumina roșie are o frecvență mai mică decât lumina verde, invers
Lumina roșie are o lungime de undă mai mare decât lumina galbenă.
Dacă lumina este transmisă de la roșu la verde, atunci lungimea de undă devine mai mică.
Pe baza formulei de mai sus, dacă lungimea de undă este mai mică, lățimea benzii luminoase (y) este mai mică.
Această afirmație este greșită.
(4) Mutați ecranul mai aproape de grilă
Mutarea ecranului mai aproape de grilă înseamnă reducerea lui L. Pe baza formulei de mai sus, dacă distanța dintre grilă și ecran (L) este mai mică, lățimea benzii luminoase (y) este mai mică.
Această afirmație este greșită.
2. Difracția luminii
Într-un experiment de difracție a luminii utilizând o rețea de difracție de 4.500 linii.cm⁻¹ , pe un ecran plasat la o distanță L de rețea, distanța benzii luminoase de ordinul doi este de 1 mm. Dacă rețeaua de difracție utilizată este înlocuită cu o altă rețea care are 5.400 linii.cm⁻¹ , atunci distanța benzii luminoase de ordinul doi măsurată față de banda luminoasă centrală este...
A. 0,6 mm
B. 0,9 mm
C. 1,2 mm
D. 1,6 mm
E. 2,2 mm
Pembahasan
Se știe că:
d1 = 1 / (4500 linii / cm) = 1/4500 cm
n² = 1
y1 = 1 mm = 0,1 cm
d² = 1 / (5400 linii / cm) = 1/ 5400 cm
n² = 2
Întrebat: y 2
Jawab:
Formula interferenței cu dublă fantă (interferență constructivă):
d sin θ = n λ
Lățimea fantei este foarte mică în comparație cu distanța dintre fantă și ecran, deci unghiul este foarte mic. Unghiul este atât de mic încât valoarea lui sin theta este apropiată de tangenta theta.
sin θ ≈ tan θ = y / L
d sin θ = n λ
d (y / L) = nλ
dy = nλL
Informație :
d = lățimea fantei, y = distanța dintre lumina centrală și lumina de ordinul n, n = ordinul n, λ = lungimea de undă, L = distanța dintre rețeaua de difracție și ecran.
Experimentul 1:
d² y² = n² 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
Experimentul 2:
d² y² = n² λ L
(1/5400)(y² ) = (2) λL
y² / 5400 = (2) λ L
y² / ( 2)(5400) = λ L
y² / 10.800 = λ L
Lungimea de undă a luminii (λ) utilizată este aceeași, iar distanța dintre rețea și ecran (L) este, de asemenea, aceeași.
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 cm
y² = 1,2 mm
Răspunsul corect este C.
Interferență luminoasă
3. Două fante înguste, separate de o distanță de 2 mm, sunt iluminate perpendicular. Pe un ecran aflat la 1 metru de fante, se formează o a patra linie luminoasă, situată la 1 mm de linia luminoasă centrală. Lungimea de undă a luminii utilizate este…
A. 24 x 10⁻⁶ m
B. 8,0 x 10⁻⁶ m
C. 3,7 x 10⁻⁶ m
D. 2,0 x 10⁻⁶ m
E. 0,5 x 10⁻⁶ m
Pembahasan
Se știe că:
Distanța dintre fante (d) = 2 mm = 2 x 10⁻³ metri
Ordinul (n) = 4
Distanța dintre ecran și spațiu (l) = 1 metru
Distanța celei de-a 4-a linii luminoase față de linia luminoasă centrală (y) = 1 mm = 1 x 10⁻³ metri = 10⁻³ metri
Întrebare: Lungimea de undă a luminii ( λ)
Jawab:
Formula interferenței cu dublă fantă (interferență constructivă):
d sin θ = n λ
Distanța dintre fante este mai mică decât distanța dintre fante și ecran, astfel încât unghiul este foarte mic. Unghiul este foarte mic, astfel încât valoarea lui sin θ este apropiată de ta ngen θ.
Lungimea de undă a luminii ( λ):
Răspunsul corect este E.
4. În experimentul lui Young, s-au folosit două fante înguste, fiecare la o distanță de 3 mm, și un ecran a fost plasat la 1 m de fante. Dacă a șasea lumină este produsă la o distanță de 1 mm de lumina centrală, atunci lungimea de undă a luminii utilizate este...
A. 0,5 x 10⁻⁶ m
B. 2,0 x 10⁻⁶ m
C. 3,7 x 10⁻⁶ m
D. 8,0 x 10⁻⁶ m
E. 24 x 10 -6 m
Pembahasan
Se știe că:
Distanța dintre fante (d) = 3 mm = 3 x 10⁻³ metri
Ordinul (n) = 6
Distanța dintre ecran și spațiu (l) = 1 metru
Distanța celei de-a 6-a linii luminoase față de linia luminoasă centrală (y) = 1 mm = 1 x 10⁻³ metri = 10⁻³ metri
Întrebare: Lungimea de undă a luminii ( λ)
Jawab:
Lungimea de undă a luminii ( λ):
Răspunsul corect este A.
Caracteristicile undelor luminoase
5. Caracteristicile undelor:
(1) formă de undă longitudinală
(2) poate refracta
(3) poate interfera
(4) poate fi polarizat
(5) propagarea sa necesită un mediu
Afirmația de mai sus, care este o caracteristică a undelor luminoase, este numărul...
A. (1), (2) și (3)
B. (1), (2) și (4)
C. (1), (3) și (5)
D. (2), (3) și (4)
E. (2), (2) și (5)
Pembahasan
Răspunsul corect este D.
6. Întrebarea nr. 29 la examenul național de fizică SMA/MA 2015/2016
Acordați atenție următoarei afirmații!
(1) Poate interfera
(2) Experimentarea polarizării
(3) Experimentarea difracției
(4) Târându-se fără mediu
(5) Poate fi reflectat
Afirmația corectă de mai sus despre proprietățile undelor sonore este...
A. (1), (2) și (3)
B. (1), (3) și (5)
C. (1), (4) și (5)
D. (2), (3) și (4)
E. (3), (4) și (5)
Pembahasan
(2) Polarizarea este resimțită de undele transversale. Undele sonore sunt unde longitudinale.
(4) Undele care se propagă fără un mediu sunt doar unde electromagnetice, undele sonore sunt unde mecanice care necesită un mediu pentru a se propaga.
Răspunsul corect este B.
Rețea de difracție
7. O rețea de difracție are 4.000 de linii pe cm. Lumina monocromatică este proiectată pe rețea și produce o linie strălucitoare de ordinul doi. Dacă unghiul de deviație este de 30 ° , atunci lungimea de undă a luminii este… (1 Å = 10⁻⁵ m )
A. 8.000 Å
B. 6.250 Å
C. 5.000 Å
D. 4.500 Å
E. 4.000 Å
Pembahasan
Se știe că:
Constanta rețelei (d) = 1 / (4000 linii / cm) = 0,00025 cm = 2,5 x 10⁻⁴ cm = 2,5 x 10⁻⁶ metri
Ordinul (n) = 2
sin 30 o = 0,5
1 Å = 10⁻¹⁵ m
Întrebare: Lungimea de undă a luminii (λ)
Jawab:
Răspunsul corect este B.
8. Un fascicul de lumină monocromatică cu o lungime de undă de 2,5.10 × 7⁻⁷ m lovește o rețea de fascicul formată din 10.000 de zgârieturi/cm. Care este unghiul liniei strălucitoare de ordinul doi?
A. 30 °
B. 37 °
C. 45 °
D. 53 °
E. 60 °
Pembahasan
Se știe că:
Constanta rețelei (d) = 1 / (10.000 linii / cm) = 0,0001 cm = 1 x 10⁻⁴ cm = 1 x 10⁻⁶ metri
Ordinul (n) = 2
Lungimea de undă a luminii (λ) = 2,5 x 10⁻⁷ metri
Întrebare: Unghiul (θ)
Jawab:
Răspunsul corect este A.
9. Interferență cu dublă fantă
Un fascicul de lumină galbenă este plasat pe două fante, provocând interferențe vizibile pe ecran. Din următoarea afirmație:
(1) Banda luminoasă va deveni mai lărgită dacă lumina galbenă este înlocuită cu cea albastră
(2) Banda luminoasă va deveni mai lărgită dacă distanța dintre fante este redusă.
( 3) Cu cât mai departe de lumina centrală, cu atât intensitatea este mai mică.
(4) cu cât lumina este mai departe de cea centrală, cu atât intensitatea rămâne constantă.
Afirmația corectă este…
A. (1), (3) și (4)
B. Doar (1) și (3)
Doar (1) și (4)
D. Doar (2) și (3)
E. Doar (2) și (4)
Pembahasan
Distanța dintre fante este mai mică decât distanța dintre fante și ecran, astfel încât unghiul este foarte mic. Unghiul este foarte mic, astfel încât valoarea lui sin θ este apropiată de ta ngen θ.
Formula interferenței cu dublă fantă (interferență constructivă)
Informație :
d = distanța dintre fante, y = distanța dintre a n-a linie luminoasă și linia luminoasă centrală, l = distanța dintre ecran și fantă, n = ordinul de lungime, λ = lungimea de undă p a luminii.
(1) Banda luminoasă va deveni mai lărgită dacă lumina galbenă este înlocuită cu cea albastră
Pe baza acestei formule, numărul de linii luminoase (n) este invers proporțional cu lungimea de undă ( λ). Dacă lungimea de undă este mai mică, numărul de linii luminoase (n) este mai mare. Lumina galbenă are o lungime de undă mai mare (frecvență mai mică) decât lumina albastră. Dacă lumina galbenă este înlocuită cu lumină albastră, lungimea de undă este mai mică, deci numărul de linii luminoase (n) este mai mare.
Această afirmație este adevărată.
(2) Banda luminoasă va deveni mai lărgită dacă distanța dintre fante este redusă.
Conform formulei de mai sus, distanța dintre fante (d) este direct proporțională cu numărul de linii luminoase (n). Dacă distanța dintre fante este redusă, numărul de linii luminoase (n) va scădea.
Această afirmație este greșită.
(3) Cu cât lumina este mai departe de centru, cu atât intensitatea este mai mică.
Intensitatea este legată de nivelul de luminozitate. Intensitatea este invers proporțională cu distanța; cu cât distanța este mai mare, cu atât intensitatea este mai mică (cu atât lumina este mai slabă).
Această afirmație este adevărată.
(4) Cu cât lumina este mai departe, cu atât intensitatea rămâne constantă.
Această afirmație este greșită.
Răspunsul corect este B.
10. Un fascicul de lumină monocromatică cu o lungime de undă de 5.10⁻⁷ m este direcționat perpendicular pe rețeaua de difracție. Dacă distanța dintre ecran și rețeaua de difracție este de 2 m și o lumină de ordinul trei apare pe ecran la o distanță de 150 cm de lumina centrală, atunci distanța dintre fante este….
- 4.10-6 m
- 3.10-6 m
- 2.10-6 m
- 3.10-7 m
- 2.10-7 m
Pembahasan
Se știe că:
Lungimea de undă (λ) = 5 x 10-7 metru
l = 2 metri
n = 3
y = 150 cm = 1,5 metri
Întrebat: constantă de rețea
Jawab:
sin θ ≈ tan θ = y / l = 1,5 / 2 = 0,75 = 75 x 10 -2
Distanța dintre goluri:
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) metri
d = (0,2)(10-5) metri
d = 2.10-6 metru
Răspunsul corect este C.
11. Un fascicul de lumină monocromatică cu o lungime de undă de 500 nm (1 nano = 10⁻⁹ ) este incident perpendicular pe rețeaua de difracție . Dacă a patra lumină formează un unghi de deviație de 30 ° , numărul de linii pe cm al rețelei de difracție este….
- 3000
- 2500
- 1250
- 1000
- 250
Pembahasan
Se știe că:
Lungime de undă (λ) = 500.10-9 metri = 5.10-7 metru
θ = 30o
n = 4
Întrebat: numărul de linii pe cm de grilă
Jawab:
Distanța dintre goluri:
d sin θ = n λ
d (sin 30)o) = (4)(5.10-7)
d (0,5) = 20.10-7
d = (20.10-7) / 0,5
d = 40.10-7
d = 4.10-6 metru
Numărul de linii pe cm de grilă:
x = 1 / 4.10-6 metru
x = 0,25.106 linie / metru
x = 0,25.106 linie / 102 cm
x = 0,25.104 linie / cm
x = 25.102 linie / cm
x = 2500 linii / cm
Răspunsul corect este B.
Sursa întrebării:
2015/2016 SMA/MA Fizica întrebări ONU
