Fesili Fa'ata'ita'i i Talanoaga e uiga i le Malamalama Va'aia
Pendahuluan
O le malamalama vaaia o le vaega lea o le fusi o le eletise e vaaia e mata o le tagata. O le vaega o le galu o le malamalama vaaia e tusa ma le 380 i le 740 nanometers. O lenei malamalama e aofia ai lanu eseese e mafai ona vaevaeina e ala i le refraction poʻo le diffraction. O lenei mea e masani ona suʻesuʻeina i le fisiki, aemaise lava i le mataupu i optics.
O le malamalama o se ituaiga o malosiaga e taua i le olaga i aso faisoo ma o se autu taua i faafitauli eseese o le fisiki. I totonu o lenei tusiga, o le a tatou talanoaina ai ni nai faataitaiga o faafitauli ma le auala e foia ai e fesoʻotaʻi ma le malamalama vaaia.
Fesili Fa'ata'ita'i ma Talanoaga
Fesili 1: Fa'asalalauga o le Malamalama Pa'epa'e
E fa'aaogaina se prism tioata e vaevae ai se ave o le malamalama pa'epa'e i ona lanu eseese. Lisi le fusi o lanu e mafua mai i le fa'aliliuina o le malamalama pa'epa'e e ala i le prism, mai le galu aupito pu'upu'u i le galu aupito umi.
Talanoaga:
O le malamalama paʻepaʻe e faia i lanu eseese ma galu eseese. A faʻasalalauina le malamalama paʻepaʻe i totonu o se prism, e piʻo vaega taʻitasi o lanu i se tulimanu eseese e faʻatatau i lona galu. O le faʻasologa o lanu mai le galu aupito puʻupuʻu i le galu aupito umi e faʻapea:
1. Viole
2. Lanumoana
3. Lanumeamata
4. Samasama
5. Moli
6. Mumu
O le violē e iai le galu pu'upu'u (~380 nm) ma e sili ona tele lona tete'e i ai, ae o le mumu e iai le galu umi (~700 nm) ma e sili ona itiiti lona tete'e i ai.
Fesili 2: Fa'asinomaga o le Refractive
O se malamalama e tasi le lanu ma lona galu e 600 nm o loʻo i totonu o se vai e iai lona faʻasinomaga faʻafoʻi o le \(n\). E ulufale atu le malamalama i se isi vai, o le tioata e 1,5 lona faʻasinomaga faʻafoʻi. Fuafua le tulimanu o le faʻafoʻi pe afai o le tulimanu o le taunuʻu i totonu o le vai e 30 tikeri. O le faʻasinomaga faʻafoʻi o le vai e 1,33.
Talanoaga:
Fa'aaoga le tulafono a Snell, lea e fa'apea mai:
\[ n_1 \sin \theta_1 = n_2 \sin \theta_2 \]
Tuuina atu:
– Fa'asinomaga o le fa'ata'ita'iga o le vai, \( n_1 = 1,33 \)
– Fa'asinomaga fa'ata'ali'oli'o o le tioata, \( n_2 = 1,5 \)
– Tulimanu o le oso i totonu o le vai, \( \theta_1 = 30^\circ \)
O lea la:
\[ 1,33 \sala 30^\circ = 1,5 \sala \theta_2 \]
Talu ai \(\sin 30^\circ = 0,5\), sui i le fua fa'atatau:
\[ 1,33 \times 0,5 = 1,5 \sin \theta_2 \]
\[ 0,665 = 1,5 \sin \theta_2 \]
\[ \sin \theta_2 = \frac{0,665}{1,5} \]
\[ \sin \theta_2 = 0,4433 \]
Saili le tulimanu o le refraction \( \theta_2 \):
\[ \theta_2 = \sin^{-1}(0,4433) \approx 26,4^\circ \]
O lea la, o le tulimanu o le fa'ata'amilosaga i totonu o le tioata \( \theta_2 \) e tusa ma le 26,4 tikeri.
Fesili 3: Fa'alavelave i le Malamalama
E lua ni va'a vaapiapi tutusa, e vaeluaina i se mamao \(d = 0,1\) mm, e fa'amalamalamaina e se ave o le malamalama e tasi le lanu ma se galu o le \(\lambda = 500\) nm. O le ave o le malamalama e maua ai se mamanu fa'alavelave i luga o se lau e 2 m mai va'a. Fuafua le mamao i le va o ni fusi susulu se lua i luga o le lau.
Talanoaga:
Faaaoga le fua faatatau mo le mamao i le va o ni fusi susulu se lua sosoo i se mamanu fa'alavelave e lua-slit:
\[ \Delta y = \frac{\lambda L}{d} \]
Tuuina atu:
– Le umi o galu o le malamalama, \( \lambda = 500 \times 10^{-9} \) mita
– Mamao mai le va i le lau, \( L = 2 \) mita
– O le mamao i le va o vaeluaga e lua, \( d = 0,1 \times 10^{-3} \) mita
Suitulaga nei tau:
\[ \Delta y = \frac{500 \times 10^{-9} \text{ m} \times 2 \text{ m}}{0,1 \times 10^{-3} \text{ m}} \]
\[ \Delta y = \frac{1000 \times 10^{-9} \text{ m}}{0,1 \times 10^{-3} \text{ m}} \]
\[ \Delta y = \frac{1000 \times 10^{-9}}{10^{-4}} \]
\[ \Delta y = 10^{-5 + 4} \]
\[ \Delta y = 10^{-1} \]
\[ \Delta y = 0,01 \text{ m} \]
O lea la, o le mamao i le va o ni fusi susulu se lua i luga o le lau e 0,01 mita pe 1 cm.
Fesili 4: Fa'asalalauina o le Malamalama
O le malamalama e iai le galu o le \( \lambda = 600 \) nm e ui atu i se avanoa e tasi e lautele o le \(a = 0,02\) mm. O le mamanu o le diffraction e maua mai ai e pu'eina i luga o se lau e 3 mita mai le avanoa. Fuafua le lautele o le fusi pogisa muamua mai le ogatotonu o le mamanu o le diffraction.
Talanoaga:
Faaaoga le fua faatatau mo le lautele o le fusi pogisa muamua (mamanu diffraction tasi):
\[ y = \frac{m \lambda L}{a} \]
Mo le fusi pogisa muamua, \( m = 1 \):
\[ y = \frac{1 \times 600 \times 10^{-9} \text{ m} \times 3 \text{ m}}{0,02 \times 10^{-3} \text{ m}} \]
Suiga o tulaga faatauaina:
\[ y = \frac{600 \times 10^{-9} \text{ m} \times 3 \text{ m}}{0,02 \times 10^{-3} \text{ m}} \]
\[ y = \frac{1800 \times 10^{-9} \text{ m}}{0,02 \times 10^{-3} \text{ m}} \]
\[ y = \frac{1800}{0,02} \times 10^{-6} \text{ m} \]
\[ y = \frac{1800}{0,02} \times 10^{-6} \text{ m} \]
\[ y = 90000 \times 10^{-6} \text{ m} \]
\[ y = 0,09 \text{ m} \]
O lea la, o le lautele o le fusi pogisa muamua mai le ogatotonu o le mamanu diffraction e 0,09 mita pe 9 cm.
I'uga
O le malamalama vaaia o le vaega lea o le fusi o le eletise e mafai ona matauina e mata o le tagata ma e taua tele mo mea vaaia e pei o le refraction, interference, ma le diffraction. O le malamalama i manatu faavae ma le mafai ona foia faafitauli e aofia ai nei mea e taua tele mo tamaiti aoga ma tagata suesue. I totonu o lenei tusiga, ua matou iloiloina ni nai faataitaiga o faafitauli, faatasi ai ma faamatalaga, e fesoasoani ia i matou e malamalama ai pe faapefea ona fegalegaleai le malamalama vaaia ma se auala ma gaosia ai mea vaaia eseese. Faatasi ai ma se malamalamaga sili atu, e mafai ona matou suʻesuʻeina nisi faʻaoga o le malamalama vaaia i le saienisi ma tekinolosi.
