Faʻataʻitaʻiga o le faʻalavelave ma le diffraction o le malamalama - double slit

27 Fa'ata'ita'iga o le fa'alavelave ma le diffraction o le malamalama - double slit

1. E lua ni vaapiapi e 0,5 mm le va o loʻo faʻamalamalamaina e le malamalama e 600 nm le umi o le galu. Faʻatatau ia tulimanu aupito laiti e tolu e (1) tupu ai le faʻalavelave faufale (b) faʻalavelave faʻaleagaina.
Talanoaga

$Faʻataʻitaʻiga o le faʻalavelave faʻalua ma le diffraction - 1$ O tulimanu aupito laiti e tolu e tupu ai le fa'alavelave faufale:

$Faʻataʻitaʻiga o le faʻalavelave faʻalua ma le diffraction - 2$ O tulimanu aupito laiti e tolu e tupu ai le fa'alavelave faufale:

$Faʻataʻitaʻiga o le faʻalavelave ma le diffraction o le malamalama - double slit - 3$

2. E ui atu le malamalama e tasi lanu i ni vaeluaga vaapiapi se lua ma tutusa. O le mamao i le va o vaeluaga e 0,6 mm. O le mamao i le va o le lau ma vaeluaga e 60 cm. O le mamanu fa'alavelave e tupu i luga o le lau o se laina susulu ma pogisa e vaeluaina i le mamao tutusa. Afai o le mamao i le va o laina susulu e lua e tuaoi e 0,2 mm, fuafua le galu o le malamalama e fa'aaogaina.
Talanoaga
Ua iloa e faapea:
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 mita
Ua fesili: O le ā le umi o le malamalama e faʻaaogaina?
Tali:
$Faʻataʻitaʻiga o le faʻalavelave ma le diffraction o le malamalama - double slit - 4$ $Faʻataʻitaʻiga o le faʻalavelave ma le diffraction o le malamalama faʻalua-slit 5$

3. O se fasi lua ua fa'amalamalamaina i le malamalama e 560 nm le umi o le galu. O se pupuni ua tu'u i le 1 m mai le va. Afai o le mamao i le va o fasi e lua e 0,5 mm, o lona uiga o le mamao i le va o fusi susulu e lua e...
A. 1,00 mm
B. 1,12 mm
C. 1,40 mm
D. 1,60 mm
E. 2,00 mm
Talanoaga:
Ua iloa :
Fesiligia :
Mamao i le va o fusi susulu e lua e tuaoi (y)
Tali :

O le tali sa'o o le B.

4. O le mamao i le va o moli autu o taavale e lua e 110 cm. O le averesi o le galu o le malamalama e faʻasalalauina e moli e lua e 600 nm. Afai e matauina moli e lua e se tagata e 2 mm le lautele o le pupula o le mata, o le mamao aupito maualuga i le va o le taavale ma le tagata ina ia foliga eseese pea moli o moli e lua o le...
A. 450 mita
B. 2500 mita
C. 3000 mita
D. 4000 mita
E. 5000 mita
Talanoaga:
Ua iloa :
D = 2 mm = 2 x 10^-3 mita
Le umi o galu o le malamalama = 600 nm = 600 x 10^-9 mita
Mamao i le va o moli ta'avale e lua = 110 cm = 1,1 mita
Fesiligia :
O le mamao i le va o le taavale ma le tagata o loʻo matauina moli e lua (l)?
Tali :

Ina ia mafai ona vaʻaia ni moli se lua o ni mea eseese se lua, e tatau ona sili atu le tulimanu (theta) nai lo le tulimanu taua, lea e faʻamalieina ai le fua faʻatatau:

O le tali sa'o o le C.

5. O le ata o loʻo i lalo o loʻo faʻaalia ai le faʻataʻitaʻiga a Young. Afai o le d o le mamao i le va o vaeluaga e lua, o le L o le mamao mai le vaeluaga i le lau ma le P₂ o le mamao o le laina susulu lona 2 mai le laina susulu tutotonu, ona sosoo ai lea ma le galu o le malamalama e faʻaaogaina (1 Å = 10^-10 m) o le…
Opitika fa'aletino (fa'ata'ita'iga o le fa'alavelaveina o le malamalama e lua-slit a Young) - Talanoaga o fesili ma tali mo le 2013 SMA MA fisiki UN - 1

A. 3.000 Å
B. 4.000 Å
C. 5.000 Å
D. 5.500 Å
E. 6.000 Å

Talanoaga
Ua iloa :
Mamao i le va o ni va se lua (d) = 1 mm = 1 x 10^-3 mita
Mamao mai le va i le lau (L) = 1 mita
O le mamao o le laina susulu lona 2 mai le laina susulu tutotonu (P₂) = 1 mm = 1 x 10^-3 mita
Fa'asologa (n) = 2 (o le moli tutotonu o le moli muamua lea o lea n = 0. O le moli lona lua o le laina moli muamua lea o lea n = 1, n = 2 laina moli lona lua)
Fesiligia O le galu o le malamalama (λ) e faʻaaogaina o le…
Tali :

Fua fa'atatau o le fa'alavelave fa'alua (fa'alavelave faufale) :
d sin θ = n λ

sin θ ≈ tan θ = P₂ / L = (1 x 10^-3) / 1 = 1 x 10^-3 mita
Le umi o galu o le malamalama :
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 mita = 5 x 10^-7mita
λ = 5000 x 10^-10 mita
λ = 5000 Å
O le tali sa'o o le C.

6. I se faʻataʻitaʻiga fa'alavelave fa'alua-slit, o faʻamaumauga e maua mai e pei ona faʻaalia i le ata i le itu. O lea la, o le tau o le galu e faʻaaogaina o le… (1 m = 10¹⁰ Å)
Opitika fa'aletino (fa'ata'ita'iga o le fa'alavelaveina o le malamalama e lua-slit a Young) - Talanoaga o fesili ma tali mo le 2013 SMA MA fisiki UN - 2

A. 4500 Å
B. 5000 Å
C. 6000 Å
D. 6500 Å
E. 7000 Å

FAITAU FOI Galu Malamalama

Talanoaga
Ua iloa :
Mamao i le va o ni va se lua (d) = 0,8 mm = 8 x 10^-4 mita
Mamao mai le va i le lau (L) = 1 mita
Mamao o le laina susulu lona 4 mai le laina susulu tutotonu (P) = 3 mm = 3 x 10^-3 mita
Fa'asologa (n) = 4
Fesiligia O le galu o le malamalama (λ) e faʻaaogaina o le…
Tali :
Fua fa'atatau o le fa'alavelave fa'alua (fa'alavelave faufale) :
d sin θ = n λ
agasala θ ≈ tan θ = P / L = (3 x 10^-3) / 1 = 3 x 10^-3 mita
Le umi o galu o le malamalama :
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 mita = 6000 x 10^-10 mita
λ = 6000 Å
O le tali sa'o o le C.

7. O le ata i le itu o se ata o le ala o ave o le malamalama i le fa'alavelave fa'aluaina o le vaeluaga S.₁ ma le S₂, o tulaga A ma le B o ni laina pogisa sosoo e lua ma o le galu e faʻaaogaina e 6000 Å (1 Å = 10^-10 m). O le mamao i le va o vaeluaga e lua o le…
Opitika fa'aletino (fa'ata'ita'iga o le fa'alavelaveina o le malamalama e lua-slit a Young) - Talanoaga o fesili ma tali mo le 2013 SMA MA fisiki UN - 3 A. 0,015 mm
B. 0,2 mm
C. 1,5 mm
D. 1,6 mm
E. 1,8 mm
Talanoaga
O le mamao i le va o vaeluaga e lua e fuafuaina e faʻaaoga ai le fua faʻatatau fa'alavelave fa'atupuina i le manatu o le mamao i le va o laina pogisa sosoo e lua e tutusa ma le mamao i le va o laina susulu sosoo e lua.
Ua iloa :
Mamao mai le va i le lau (L) = 1 mita
O le galu e fa'aaogaina (λ) = 6000 Å = 6000 x 10^-10 mita = 6 x 10^-7 mita
O le mamao i le va o le laina susulu tutotonu i le laina susulu muamua (P) = 0,2 mm = 0,2 x 10^-3 mita = 2 x 10^-4 mita
Fa'asologa muamua o laina susulu (n) = 1
Fesiligia : Vava i le va o va e lua (d)
Tali :
Fua fa'atatau o le fa'alavelave faufale :
d = n λ / sin θ

agasala θ ≈ tan θ = P / L = (2 x 10^-4) / 1 = 2 x 10^-4 mita
Le mamao i le va o va e lua :
d = n λ / agasala 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 mita
d = 3 mm

8. Afai e lua galu malamalama e 600 nm le umi o le galu e oo i ai le fa'alavelave fa'atupu, o le a le tele o le eseesega o le ala o galu?
Talanoaga: Mo le fa'alavelave fa'atino, o le eseesega i ala o galu e tatau ona nλ, lea o le n o se numera atoa. Afai o le n=0, o lona uiga o le eseesega i ala o galu e 0 nm.

9. O se galu malamalama e 500 nm le umi o le galu e fa'asalalauina i totonu o se va'a vaapiapi. Afai o le mamao i le va o le va'a ma le lau e 2 m, ma le mamao i le va o le ogatotonu o le mamanu fa'asalalauina ma le fa'asologa muamua e 5 mm, o le a le lautele o le va'a?
Talanoaga: Fa'aaogaina le fua fa'atatau o le diffraction $ a\sin \theta = m\lambda $, lea o le $ a $ o le lautele o le slit, $ m $ o le fa'asologa, ma le $ \theta $ o le tulimanu, e mafai ona tatou maua le lautele o le 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. Afai e lua galu malamalama e 400 nm le umi o le galu e oo i ai le fa'alavelave fa'aleagaina, o le a le tele o le eseesega o le ala o galu?
Talanoaga: Mo le fa'alavelave fa'aleagaina, o le eseesega i ala o galu e tatau ona $ (n + \frac{1}{2})\lambda $. Afai o le n=0, o lona uiga o le eseesega i ala o galu e 200 nm.

11. O le ā e tupu pe afai e sili atu le lautele o le slit i se fa'ata'ita'iga diffraction nai lo le wavelength o le malamalama?
Talanoaga: Afai e sili atu le lautele o le vaeluaga nai lo le galu o le malamalama, o le a le manino lelei le mamanu o le diffraction ma faigata ai ona matauina.

12. I le fa'ata'ita'iga o le lua-slit a Young ma le galu o le 650 nm, o le 0,1 mm slits e vaeluaina i le 0,2 mm. O le a le mamao i le va o le muamua ma le lona lua o fusi pogisa i luga o se lau e 1 mita le mamao?
Talanoaga: E mafai ona maua le mamao i le va o fusi pogisa e faʻaaoga ai le faʻatusatusaga o le faʻalavelave $ y = \frac{{m\lambda D}}{{d}} $, lea o le $ m = 1 $ o le faʻasologa muamua lea, $ D $ o le mamao i le lau, ma le $ d $ o le mamao i le va o va. Ona o le mamao i le va o fusi pogisa muamua ma le lona lua e faapea: $ 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} $.

FAITAU FOI Fa'ata'ita'iga o fesili e uiga i le vevela ma le veve

13. Afai e pa'i atu le malamalama e 700 nm le umi o le galu i se vaeluaga lua e 0,3 mm le mamao i le va o vaeluaga, o le a le mamao i le va o fusi susulu muamua ma le lona lua i luga o se lau e 1,5 mita le mamao?
**Talanoaga**: I le fa'aaogaina o se fua fa'atatau tutusa ma le fesili 5, e mafai ona tatou maua le mamao i le va o fusi susulu muamua ma le lona lua e pei o le: $ y \approx 7\, \text{mm} $.

13. O le ā le fa'alavelave fa'atupu fa'alavelave ma e fa'apefea ona tupu?
Talanoaga: E tupu le fa'alavelave fa'atupu pe a feiloa'i galu malamalama e lua ma o le eseesega i lo la'ua ala e tutusa ma le tele o le galu (nλ). O le i'uga o lenei mea o le fa'ateleina lea o le malosi o galu.

14. O le ā le fa'alavelave fa'aleagaina ma e fa'apefea ona tupu?
Talanoaga: E tupu le fa'alavelave fa'aleagaina pe a feiloa'i galu malamalama e lua ma o le eseesega i lo la'ua ala o se fa'atelega ese o le afa o le galu $(n + \frac{1}{2})\lambda$. O lenei mea e mafua ai le fa'aitiitia po'o le fa'aitiitia o le malosi o galu.

15. I le diffraction e ala i se tasi avanoa, o le a le mea e tupu i le mamanu diffraction pe afai e faʻaitiitia le lautele o le avanoa?
Talanoaga: Afai e fa'aitiitia le lautele o le vaeluaga, o le a lautele atu le mamanu o le diffraction, ma o le a sili atu ona vavae'ese vaega malamalama ma le pogisa.

16. O le ā e tupu i le mamanu o le fenumiai i se fa'ata'ita'iga o le lua-slit pe afai e fa'ateleina le mamao i le va o lua?
Talanoaga: Afai e faʻateleina le mamao i le va o vaeluaga, o le a faʻateleina le mafiafia o le mamanu o le faʻalavelave, ma o le a faʻaitiitia le mamao i le va o fusi susulu ma pogisa.

17. I le fa'ata'ita'iga o le lua-slit a Young ma le umi o le galu e 550 nm ma le slit e 0,15 mm, o le a le mamao i le va o le lima ma le sefulu o fusi susulu i luga o se lau e 2 mita le mamao?
Talanoaga: I le fa'aaogaina o se fua fa'atatau tutusa ma le fa'afitauli 5, e mafai ona tatou maua le mamao i le va o fusi susulu lona lima ma le lona 10 e: $ y \approx 36,67\, \text{mm} $.

18. E faapefea ona aafia e le galu o le galu ia mamanu o le diffraction?
Talanoaga: O le tele o le galu o le a iʻu ai i se mamanu diffraction lautele, ae o le laʻititi o le galu o le a iʻu ai i se mamanu diffraction vaapiapi.

19. Afai e pa'i atu le malamalama e 450 nm le umi o le galu i se vaeluaga lua e 0,25 mm le mamao i le va o vaeluaga, o le a le mamao i le va o fusi pogisa muamua ma le lona lua i luga o se lau e 1 mita le mamao?
Talanoaga: I le fa'aaogaina o se fua fa'atatau tutusa ma le fesili 5, e mafai ona tatou maua le mamao i le va o fusi pogisa muamua ma le lona lua e: $ y \approx 1,8\, \text{mm} $.

20. E fa'apefea ona fuafua le tulaga o le fusi susulu i se mamanu fa'alavelave fa'alua-slit?
Talanoaga: E mafai ona fuafua le tulaga o le fusi susulu i totonu o se mamanu fa'alavelave fa'alua-slit e fa'aaoga ai le fua fa'atatau $ y = \frac{{m\lambda D}}{{d}} $, lea o le $ m $ o le fa'asologa, $ \lambda $ o le galu, $ D $ o le mamao i le lau, ma le $ d $ o le mamao i le va o slits.

21. E fa'apefea ona fuafua le tulaga o le fusi pogisa i se mamanu diffraction e tasi le fasi?
Talanoaga: O le tulaga o le fusi pogisa i se mamanu diffraction e tasi le slit e mafai ona fuafuaina e faʻaaoga ai le fua faʻatatau $ a\sin \theta = m\lambda $, lea o le $ a $ o le lautele o le slit, $ m $ o le faʻasologa, ma le $ \theta $ o le tulimanu.

22. O le ā e tupu i le mamanu o le fa'alavelave pe afai e sui le puna o le malamalama i se galu pu'upu'u?
Talanoaga: Afai e pu'upu'u le galu, o le a sili atu le mafiafia o le mamanu o fa'alavelave, ma o le a fa'aitiitia le mamao i le va o fusi susulu ma pogisa.

FAITAU FOI Le A'oa'oga Fa'akoanumita a Planck

23. E faʻapefea ona galue le faʻataʻitaʻiga o le fasi lua e faʻaalia ai le natura o galu o le malamalama?
Talanoaga: O le fa'ata'ita'iga o le lua-slit e fa'aalia ai le natura o galu o le malamalama e ala i le faia o se mamanu fa'alavelave susulu ma pogisa i luga o se lau. O lenei mamanu e fausia e ala i le tu'ufa'atasia o galu mai vaega uma e lua, e fa'aalia ai le natura o galu o le malamalama.

24. Faamatala le eseesega i le va o le fa'alavelave ma le diffraction.
Talanoaga: O le fa'alavelave e feso'ota'i ma le tu'ufa'atasia o galu e lua pe sili atu e mafua ai le fa'ateleina pe fa'aitiitia o le malosi, ae o le diffraction e feso'ota'i ma le punou o galu a'o latou ui atu i se avanoa pe fa'ata'amilo i se mea faitino.

25. I le fa'ata'ita'iga o le lua-slit a Young, fa'amatala pe aisea e aliali mai ai mamanu pogisa ma mamanu malamalama i luga o le lau.
Talanoaga: E aliali mai mamanu pogisa ma malamalama ona o le fenumiai fausia ma le fenumiai fa'aleagaina i le va o galu mai vaeluaga e lua. E aliali mai mamanu malamalama pe a tupu le fenumiai fausia (o le eseesega o le ala o se fa'atelega o le galu), ma e aliali mai mamanu pogisa pe a tupu le fenumiai fa'aleagaina (o le eseesega o le ala o se fa'atelega uiga ese o le afa o le galu).

25. E faapefea ona eseese le mamanu o le diffraction mo se slit e tasi mai le mamanu mo se slit e lua?
Talanoaga: O le mamanu o le diffraction mo se slit e tasi e aofia ai se fusi susulu i le ogatotonu ma fusi pogisa ma susulu sosoo i itu uma e lua. I se slit faalua, e iai se mamanu fa'alavelave fa'aopoopo e mafua mai i le fegalegaleaiga o galu mai slit uma e lua, ma fa'afaigata ai le mamanu.

Fa'alavelave Malamalama

O le fa'alavelave o se mea fa'aletino e tupu pe a feiloa'i ma tu'ufa'atasia ni galu malamalama se lua pe sili atu. O lenei mea e maua ai se mamanu fou e mafai ona sili atu pe itiiti ifo nai lo le malosi o galu muamua.

Fa'alavelave Fa'afaufau

E tupu le fa'alavelave fa'atupu pe a fa'ateleina le eseesega i le ala o galu i le tele o le galu (nλ), ma i'u ai i le fa'ateleina o le malosi o galu. O lenei mamanu e aliali mai o ni fusi susulu i luga o le lau i fa'ata'ita'iga e pei o le Young's double-slit.

Fa'alavelave Fa'aleagaina

E tupu le fa'alavelave fa'aleagaina pe a fai o le eseesega i le ala o galu o se fa'atelega ese o le afa o le umi o le galu. $(n + 1/2) λ$ . O lenei mea e mafua ai le faʻaitiitia poʻo le faʻaitiitia o le malosi o le galu, lea e vaʻaia o se fusi pogisa i le mamanu o le faʻalavelave.

Fa'asalalauina o le Malamalama

O le diffraction o se mea e tupu pe a ui atu galu malamalama i se avanoa vaapiapi pe faataamilo i se mea. O lenei mea e mafua ai ona punou ma salalau atu galu malamalama, ma maua ai se mamanu diffraction masani.

Fa'asalalauina e ala i se Vaeluaga e Tasi

I totonu o se vaeluaga e tasi, o le diffraction e maua ai se mamanu susulu i le ogatotonu faatasi ai ma ni fusi pogisa ma malamalama sosoo i itu uma e lua. O le lautele o le vaeluaga e faafeagai ma le lautele o le mamanu diffraction.

Fa'asalalauina e ala i se Vaeluaga Fa'alua

I se vaeluaga lua, o le diffraction e maua ai se mamanu e sili atu ona lavelave. I le faʻaopoopoga i le mamanu diffraction mai vaeluaga taʻitasi, e iai foʻi se mamanu faʻalavelave e mafua mai i le fegalegaleaiga o galu mai vaeluaga uma e lua.

Fa'ata'ita'iga Taua

O le Su'ega Fa'alua a Young

O le fa'ata'ita'iga o le double-slit a Thomas Young o se tasi lea o auala e mata'ituina ai le fa'alavelave ma le diffraction. O mamanu malamalama ma pogisa i luga o le lau e fa'aalia ai le natura o galu o le malamalama, e lagolagoina ai le a'oa'oga o galu o le malamalama.

I'uga

O le fa'alavelave ma le diffraction o ni mea e fa'aalia ai le natura o galu o le malamalama. O le malamalama i le auala e galue ai le fa'alavelave ma le diffraction e mafai ai ona tatou maua se malamalamaga loloto i meatotino ma amioga a le malamalama, lea e iai a latou fa'aoga taua i matā'upu e pei o le optics, tekinolosi feso'ota'iga, ma vaila'au.

O le suʻesuʻeina o le faʻalavelave ma le diffraction e fesoasoani foʻi i le atinaʻeina o tekinolosi e pei o microscopes, telescopes, ma isi meafaigaluega faʻapitoa, e faʻalagolago i mamanu o le faʻalavelave ma le diffraction e faʻaleleia atili ai le iugafono ma le lelei.