Примеры вопросов по теме «Световые волны»

11 примеров световых волн

1. Дифракционная решетка

Обратите внимание на следующие утверждения:

(1) Замените сетку сеткой с большим количеством линий на миллиметр.

(2) Свет, переходящий из синего в желтый

(3) Изменить излучаемый свет с красного на зеленый

(4) Приблизьте экран к сетке

Что включает в себя попытка увеличить ширину яркой полосы в эксперименте с дифракционной решеткой?

Обсуждение

Формула интерференции на двойной щели (конструктивная интерференция):

Ширина щели (d) очень мала по сравнению с расстоянием между щелью и экраном (L), поэтому угол очень мал. Угол настолько мал, что значение синуса θ приближающийся к касательной θ.

sin θ ≈ tan θ = y / L

Примечания:

y = ширина яркой полосы, n = порядок, λ = длина волны, L = расстояние между решеткой и экраном, d = ширина щели.

d = 1 / (4000 линий/см) = 0,00025 см

(1) Замените сетку сеткой с большим количеством линий на миллиметр.

Contoh:

d = 1 / (1000 линий/см) = 0,001 см

d = 1 / (2000 линий/см) = 0,0005 см

d = 1 / (3000 линий/см) = 0,0003 см

d = 1 / (4000 линий/см) = 0,00025 см

Исходя из этого расчета, если количество линий на миллиметр больше, то ширина щели (d) меньше. Исходя из приведенной выше формулы, если ширина щели (d) меньше, то ширина светлой полосы (y) больше.

Это утверждение верно.

(2) Свет, переходящий из синего в желтый

Синий свет имеет более высокую частоту, чем желтый, и наоборот.

Синий свет имеет меньшую длину волны, чем жёлтый свет.

Если цвет света изменить с синего на желтый, то длина волны увеличится.

Исходя из приведенной выше формулы, чем больше длина волны, тем больше ширина яркой полосы (y).

Это утверждение верно.

(3) Изменить излучаемый свет с красного на зеленый

Красный свет имеет более низкую частоту, чем зеленый свет, и наоборот.

Красный свет имеет большую длину волны, чем жёлтый свет.

Если цвет света изменить с красного на зеленый, то длина волны уменьшится.

Исходя из приведенной выше формулы, если длина волны меньше, то ширина яркой полосы (y) также меньше.

Это утверждение неверно.

(4) Приблизьте экран к сетке

Приближение экрана к сетке означает уменьшение L. Исходя из приведенной выше формулы, если расстояние между сеткой и экраном (L) меньше, то ширина яркой полосы (y) меньше.

Это утверждение неверно.

2. Дифракция света

В эксперименте по дифракции света с использованием дифракционной решетки с 4.500 линиями на см²^-1На экране, расположенном на расстоянии L от дифракционной решетки, расстояние между яркими полосами второго порядка составляет 1 мм. Если используемую решетку заменить другой решеткой с 5.400 линиями на см², то получится следующее:^-1Тогда расстояние от центральной яркой полосы до второй яркой полосы составляет…

А. 0,6 мм

Б. 0,9 мм

С. 1,2 мм

Д. 1,6 мм

Е. 2,2 мм

Обсуждение

Известно, что:

d₁ = 1 / (4500 линий/см) = 1/4500 см

n₁ = 2

y₁ = 1 мм = 0,1 см

d₂ = 1 / (5400 линий/см) = 1/ 5400 см

n₂ = 2

Вопрос: y₂

Джаваб:

Формула интерференции на двойной щели (конструктивная интерференция):

d sin θ = n λ

Ширина щели очень мала по сравнению с расстоянием между щелью и экраном, поэтому угол очень мал. Угол настолько мал, что значение sinθ близко к значению тангенса θ.

sin θ ≈ tan θ = y / L

d sin θ = n λ

d (y / L) = n λ

ду = n λ L

Информация :

d = ширина щели, y = расстояние между центральным источником света и источником света n-го порядка, n = порядок, λ = длина волны, L = расстояние между дифракционной решеткой и экраном.

Эксперимент 1:

d₁ y₁ = п₁ 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

Эксперимент 2:

d₂ y₂ = п₂ λ L

(1/5400)(y₂) = (2) λ L

y₂ / 5400 = (2) λ L

y₂ / (2)(5400) = λ L

y₂ / 10 800 = λ L

Длина волны используемого света (λ) одинакова, и расстояние между решеткой и экраном (L) также одинаково.

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 см

y₂ = 1,2 мм

Правильный ответ — C.

Световые помехи

3. Две узкие щели, расположенные на расстоянии 2 мм друг от друга, освещаются перпендикулярно. На экране, находящемся на расстоянии 1 метра от щелей, образуется четвертая яркая линия, расположенная на расстоянии 1 мм от центральной яркой линии. Длина волны используемого света составляет…

А. 24 x 10^-6 m

B. 8,0 x 10^-6 m

С. 3,7 x 10^-6 m

D. 2,0 x 10^-6 m

Е. 0,5 x 10^-6 m

Обсуждение

Известно, что:

Расстояние между щелями (d) = 2 мм = 2 x 10^-3 метров

Порядок (n) = 4

Расстояние между экраном и зазором (l) = 1 метр

Джарак 4-я яркая линия от центрального источника света (y) = 1 мм = 1 x 10^-3 метр = 10^-3 метров

Вопрос: Длина волны света (λ)

Джаваб:

Формула интерференции на двойной щели (конструктивная интерференция):

d sin θ = n λ

Расстояние между щелями меньше расстояния между щелями и экраном, поэтому угол очень мал. Угол настолько мал, что значение грех θ подход taнген θ.

Длина волны света (λ) :

Правильный ответ — Е.

4. В эксперименте Юнга использовались две узкие щели, расположенные на расстоянии 3 мм друг от друга, а экран был размещен на расстоянии 1 м от щелей. Если шестой источник света находился на расстоянии 1 мм от центрального источника, то длина волны используемого света была...

А. 0,5 x 10^-6 m

B. 2,0 x 10^-6 m

С. 3,7 x 10^-6 m

D. 8,0 x 10^-6 m

Е. 24 x 10^-6 m

Обсуждение

Известно, что:

Расстояние между щелями (d) = 3 мм = 3 x 10^-3 метров

Порядок (n) = 6

Расстояние между экраном и зазором (l) = 1 метр

Джарак 6-я яркая линия от центрального источника света (y) = 1 мм = 1 x 10^-3 метр = 10^-3 метров

Вопрос: Длина волны света (λ)

Джаваб:

Длина волны света (λ) :

Правильный ответ — А.

Характеристики световых волн

5. Характеристики волн:

(1) продольная форма волны

(2) может преломлять

(3) может помешать

(4) может быть поляризован

(5) его распространение требует среды

Утверждение, приведенное выше, которое является характеристикой световых волн, — это число…

А. (1), (2) и (3)

Б. (1), (2) и (4)

С. (1), (3) и (5)

Д. (2), (3) и (4)

Е. (2), (2) и (5)

Обсуждение

Правильный ответ — D.

6. Вопрос № 29 Национального экзамена по физике для учащихся средних и старших классов (SMA/MA) за 2015/2016 учебный год.

Обратите внимание на следующее утверждение!

(1) Может мешать

(2) Испытание поляризации

(3) Испытание дифракции

(4) Ползучесть без среды

(5) Может быть отражен

Правильное утверждение выше о свойствах звуковых волн — это...

А. (1), (2) и (3)

Б. (1), (3) и (5)

С. (1), (4) и (5)

Д. (2), (3) и (4)

Е. (3), (4) и (5)

Обсуждение

(2) Поляризация наблюдается у поперечных волн. Звуковые волны являются продольными волнами.

(4) Волны, распространяющиеся без среды, являются только электромагнитными волнами, а звуковые волны — механическими волнами, для распространения которых необходима среда.

Правильный ответ — B.

Дифракционная решетка

7. Дифракционная решетка имеет 4.000 линий на см. На решетку направляется монохроматический свет, создающий яркую линию второго порядка. Если угол отклонения составляет 30°,^oтогда длина волны света равна… (1) Å = 10^-10 m)

А. 8.000 Å

Б. 6.250 Å

С. 5.000 Å

D. 4.500 Å

E. 4.000 Å

Обсуждение

Известно, что:

Постоянная решетки (d) = 1 / (4000 линий/см) = 0,00025 см = 2,5 x 10^-4 см = 2,5 х 10^-6 метров

Порядок (n) = 2

грех 30^o = 0,5

1 Å = 10^-10 m

Вопрос: Длина волны света (λ)

Джаваб:

Правильный ответ — B.

8. Пучок монохроматического света с длиной волны 2,5.10^-7 На сетке с шагом 10 000 линий/см изображена линия длиной 1 метр. Каков угол для яркой линии второго порядка?

30^o

Б. 37^o

С. 45^o

Д. 53^o

E. 60^o

Обсуждение

Известно, что:

Постоянная решетки (d) = 1 / (10.000 линий/см) = 0,0001 см = 1 x 10^-4 см = 1 х 10^-6 метров

Порядок (n) = 2

Длина волны света (λ) = 2,5 x 10¹⁰^-7 метров

Вопрос: Угол (θ)

Джаваб:

Правильный ответ — А.

9. Интерференция двойной щели

Луч желтого света падает на две щели, вызывая видимые помехи на экране. Из следующего утверждения:

(1) Яркая полоса станет шире, если желтый свет заменить синим.

(2) Яркая полоса станет шире, если расстояние между щелями уменьшится.

(3) Чем дальше от центрального источника света, тем меньше интенсивность.

(4) чем дальше от центрального источника света, тем постоянна интенсивность.

Правильное утверждение:

А. (1), (3) и (4)

B. (1) и (3) только

C. (1) и (4) только

D. (2) и (3) только

E. (2) и (4) только

Обсуждение

Расстояние между щелями меньше расстояния между щелями и экраном, поэтому угол очень мал. Угол настолько мал, что значение синус θ подход taнген θ.

Формула интерференции при двойной щели (конструктивная интерференция)

Информация :

d = расстояние между щелями, y = jарак яркая линия к n от центрального источника света, l = расстояние между экраном и щелью, n = порядок, λ = pдлина волны света.

(1) Яркая полоса станет шире, если желтый свет заменить синим.

Исходя из этой формулы, количество ярких линий (n) обратно пропорционально длине g.волны (λ). Если длина волны меньше, Число ярких линий (n) увеличивается. Жёлтый свет имеет большую длину волны (меньшую частоту), чем синий свет. Если жёлтый свет заменить синим, длина волны станет короче, поэтому число ярких линий (n) увеличится.

Это утверждение верно.

(2) Яркая полоса станет шире, если расстояние между щелями уменьшится.

Исходя из приведенной выше формулы, расстояние между щелями (d) прямо пропорционально числу ярких линий (n). Если расстояние между щелями уменьшить, число ярких линий (n) уменьшится.

Это утверждение неверно.

(3) Чем дальше от центрального источника света, тем меньше интенсивность.

Интенсивность связана с уровнем яркости. Интенсивность обратно пропорциональна расстоянию; чем больше расстояние, тем ниже интенсивность (тем тусклее свет).

Это утверждение верно.

(4) Чем дальше от центрального источника света, тем постоянна интенсивность.

Это утверждение неверно.

Правильный ответ — B.

10. Пучок монохроматического света с длиной волны 5.10^-7 m направлено перпендикулярно решетке. Если расстояние между экраном и решеткой составляет 2 м, а свет третьего порядка появляется на экране на расстоянии 150 см от центрального источника света, то расстояние между щелями равно…

1. 4.10^-6 m
2. 3.10^-6 m
3. 2.10^-6 m
4. 3.10^-7 m
5. 2.10^-7 m

Обсуждение

Известно, что:
Длина волны (λ) = 5 x 10^-7 метров
л = 2 метра
N = 3
y = 150 см = 1,5 метра
Вопрос: постоянная решетки
Джаваб:

sin θ ≈ tan θ = y/l = 1,5/2 = 0,75 = 75 х 10^-2

Расстояние между промежутками:
d sin θ = n λ
д (75.10^-2) = (3)(5.10^-7)
д (75.10^-2) = 15.10^-7
d = (15.10^-7) / (75.10^-2)
d = (15/75)·10^-5
d = (1/5)(10^-5) метров
d = (0,2)(10^-5) метров
d = 2.10^-6 метров
Правильный ответ — C.

11. Пучок монохроматического света с длиной волны 500 нм (1 нано = 10 нм)^-9) перпендикулярно наЕсли четвертый источник света образует угол отклонения 30°,^oКоличество линий на сантиметр сетки составляет…

1. 3000
2. 2500
3. 1250
4. 1000
5. 250

Обсуждение
Известно, что:
Длина волны (λ) = 500.10^-9 метр = 5.10^-7 метров
θ = 30^o
N = 4
Вопрос: количество линий на см сетки
Джаваб:
Расстояние между промежутками:
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  метров

Количество линий на сантиметр сетки:
х = 1/4.10^-6  метров
х = 0,25.10⁶ линия / метр
х = 0,25.10⁶ строка / 10² cm
х = 0,25.10⁴ линия / см
х = 25.10² линия / см
x = 2500 линий/см
Правильный ответ — B.

Источник вопроса:

2015/2016 SMA/MA Физика, вопросы ООН