Shembuj pyetjesh dhe formulash për valët e dritës në optikën fizike
Karakteristikat e dritës
1. Drita është një valë elektromagnetike, prandaj drita…
A. Nuk përjeton reflektim
B. Nuk përjeton thyerje
C. Nuk kërkon një medium përhapjeje
D. Nuk mbart energji në përhapjen e saj
Diskutim
Drita është një valë, prandaj, ajo i nënshtrohet reflektimit, thyerjes dhe mbart energji gjatë përhapjes së saj, njësoj si valët e tjera. Drita është një valë elektromagnetike, kështu që nuk kërkon një medium për përhapje.
Përgjigja e saktë është C.
2. Kushtojini vëmendje deklaratës së mëposhtme:
1. Drita lëviz në një vijë të drejtë
2. Drita është një valë elektromagnetike
3. Drita mund të absorbohet
4. Drita mbart një ngarkesë elektrike
Pohimi i saktë në lidhje me vetitë e dritës është...
A. vetëm deklarata 1
B. deklaratat 1 dhe 2
C. deklaratat 1, 2 dhe 3
D. të gjitha pohimet janë të vërteta
Diskutim
1. Drita lëviz në vijë të drejtë.
Ky pohim është i vërtetë sepse, megjithëse drita lëviz si një valë tërthore, rruga e dritës është një vijë e drejtë. Në temën e optikës gjeometrike (pasqyrimi dhe thyerja e dritës), drita përshkruhet si një rreze, rruga e lëvizjes së së cilës është një vijë e drejtë.
2. Drita është një valë elektromagnetike:
Ky pohim është i vërtetë sepse drita është një valë elektromagnetike, ku përhapja e dritës nuk kërkon një medium.
3. Drita mund të absorbohet:
Ky pohim është i vërtetë. Drita është një lloj vale elektromagnetike. Të gjitha valët, si mekanike ashtu edhe elektromagnetike, mbartin energji ndërsa udhëtojnë nga një vendndodhje në tjetrën. Prandaj, një pjesë e energjisë së dritës mund të absorbohet nga mjedisi nëpër të cilin kalon. Për shembull, kur drita udhëton drejt një pasqyre të sheshtë, pjesa më e madhe e dritës reflektohet, por një pjesë e vogël absorbohet nga pasqyra.
4. Drita mbart një ngarkesë elektrike:
Ky pohim është i gabuar. Drita është një valë elektromagnetike, dhe valët elektromagnetike prodhohen nga fushat elektrike dhe magnetike që lëkunden. Valët elektromagnetike emetohen nga ngarkesat elektrike që përshpejtohen.
Përgjigja e saktë është C.
Pasqyrim i përsosur
3. Fotografia në të djathtë tregon një gur bizhuterie me diamant që është shumë i shtrenjtë sepse drita e reflektuar nga diamanti është shumë e shkëlqyeshme. Ky fenomen shkaktohet nga…
A. thyerje perfekte ku drita hyn nga një mjedis më pak i dendur në një mjedis më të dendur
B. thyerja perfekte ku këndi i incidencës është më i vogël se këndi kufitar
C. reflektim perfekt ku drita vjen nga një mjedis më pak i dendur në një mjedis më të dendur
D. reflektim perfekt ku këndi i incidencës është më i madh se këndi kufitar
Diskutim
Drita nga një diamant duket sikur shkëlqen për shkak të shpërndarjes së dritës dhe reflektimit të përsosur. Reflektimi i përsosur ndodh kur drita lëviz nga një medium me një indeks thyerjeje më të lartë në një me një indeks thyerjeje më të ulët. Për shembull, drita lëviz nga diamanti (me një indeks thyerjeje më të lartë) në ajër (me një indeks thyerjeje më të ulët). Për ta kuptuar më tej këtë, shqyrtoni imazhin më poshtë.
Kur drita lëviz nga një mjedis me një indeks të madh thyerjeje në një mjedis me një indeks të vogël thyerjeje, drita përkulet larg normales. Nëse këndi i incidencës (i) është më i madh, atëherë edhe këndi i thyerjes (r) është më i madh. Në një kënd të caktuar incidence, këndi i thyerjes është 90°. Këndi i incidencës kur këndi i thyerjes është 90° quhet kënd kritik (θk) ose kënd limit. Nëse këndi i incidencës është më i madh se këndi kritik ose këndi limit, atëherë asnjë dritë nuk thyhet; e gjithë drita reflektohet.
Përgjigja e saktë është D.
4. Pyetjet e Olimpiadës Kombëtare të Shkencave 2011 për Shkollat e Mesme të Ulëta në Nivel Regjence/Qyteti Nr. 39
Fenomeni i mëposhtëm, i cili është një simptomë e reflektimit të përsosur, është…
A. ylber
B. mirazh
C. liqen me ngjyra
D. astigmatizëm
Diskutim
Një mirazh quhet fenomen reflektimi perfekt sepse në këtë proces, asnjë dritë që vjen nga ajri nuk thyhet nga sipërfaqja e rrugës, por duket sikur e gjithë drita reflektohet nga sipërfaqja e rrugës. Mirazhet ndodhin sepse drita udhëton nëpër shtresa ajri që kanë indekse të ndryshme thyerjeje për shkak të dendësive të ndryshme të këtyre shtresave të ajrit. Në realitet, drita nuk reflektohet nga sipërfaqja e rrugës, por thyhet (përkulet) nga shtresa ajri që kanë indekse të ndryshme thyerjeje.
Përgjigja e saktë është B.
5. Pyetjet e Olimpiadës Kombëtare të Shkencave 2010 për Shkollat e Mesme të Ulëta në Nivel Regjence/Qyteti Nr. 30
Pamja e një njolle nafte në sipërfaqen e një rruge të asfaltuar në një ditë të nxehtë është në thelb një ngjarje reflektimi total sepse…
A. Indeksi i thyerjes së shtresave të sipërme të ajrit është më i madh se ai i shtresave të poshtme.
B. Indeksi i thyerjes së shtresave të sipërme të ajrit është më i vogël se i shtresave të poshtme.
C. Pikat e ujit reflektojnë ngjyra të ndryshme në kënde të ndryshme reflektimi.
D. Pikat e ujit thyejnë ngjyra të ndryshme në kënde të ndryshme thyerjeje.
Diskutim
Një skenë si një njollë nafte në një rrugë asfalti në një ditë të nxehtë është një shembull i një mirazhi. Mirazhet ndodhin për shkak të ndryshimit në indeksin e thyerjes midis shtresës së ajrit pranë rrugës dhe shtresës së ajrit sipër saj.
Në një ditë të nxehtë, sipërfaqja e rrugës ngroh ajrin direkt sipër saj, duke e bërë shtresën e ajrit direkt mbi sipërfaqen e rrugës më të nxehtë se shtresa e ajrit më lart. Shtresa më e nxehtë e ajrit përjeton zgjerim më të madh vëllimor, duke e bërë atë më pak të dendur (dendësi më e ulët). Anasjelltas, shtresa më pak e nxehtë e ajrit mbi të përjeton më pak zgjerim vëllimor, duke e bërë atë më të dendur (dendësi më e lartë). Pra, shtresa e poshtme e ajrit është më pak e dendur, ndërsa shtresa e sipërme e ajrit është më e dendur.
Meqenëse shtresa e ajrit në pjesën e poshtme (më afër sipërfaqes së rrugës) është më pak e dendur, drita lëviz më shpejt kur kalon nëpër të, ndërsa shtresa e ajrit në pjesën e sipërme është më e dendur, kështu që drita lëviz më ngadalë kur kalon nëpër të.
Formula për indeksin e thyerjes është: n = c / v, ku n është indeksi i thyerjes, c = shpejtësia e dritës në vakum = konstante = 3 x 108 m/s, v = shpejtësia e dritës në mjedis. Bazuar në këtë formulë, c është e fiksuar në mënyrë që nëse v bëhet më e madhe atëherë n bëhet më e vogël dhe anasjelltas nëse v zvogëlohet atëherë n bëhet më e madhe.
Drita lëviz më shpejt në shtresën e poshtme të ajrit (v e madhe) në mënyrë që shtresa e poshtme e ajrit të ketë një indeks thyerjeje më të vogël (n e vogël), ndërsa drita lëviz më ngadalë në shtresën e sipërme të ajrit (v e vogël) në mënyrë që shtresa e sipërme e ajrit të ketë një indeks thyerjeje më të madh (n e madhe).
Përgjigja e saktë është A.
indeksi i thyerjes
6. Një rreze drite e dukshme ka një gjatësi vale prej 510 nm në ajër. Nëse rrezja e dritës hyn në një mjedis me një indeks thyerjeje prej 1,5, gjatësia e valës së saj ndryshon në….
A. 680 nm
B. 510 nm
C. 340 nm
D. 170 nm
Diskutim
Dihet që:
Gjatësia e valës (λ) = 510 nm = 510 x 10-9 metër
Indeksi i thyerjes (n) = 1,5
Pyetje: Gjatësia e valës (λ) ndryshon në….
Përgjigje:
Gjatësia e valës (λ) ndryshon në 340 nanometra.
Përgjigja e saktë është C.
7. Një peshk shihet në fund të një pellgu të kthjellët, thellësia e pishinës është 2 metra, indeksi i thyerjes së pishinës është 4/3. Nëse peshku shihet pothuajse pingul me sipërfaqen e pishinës, sa larg është i dukshëm peshku nga sipërfaqja e pishinës?
A. 1 metër nga sipërfaqja e pishinës
B. 1,5 metra nga sipërfaqja e pishinës
C. 2 metra nga sipërfaqja e pishinës
D. 2,67 metra nga sipërfaqja e pishinës
Diskutim
Dihet që:
Indeksi i thyerjes së pishinës = 4/3
Thellësia e pishinës = 2 metra
Pyetje: Sa larg mund të shihet peshku nga sipërfaqja e pellgut?
Përgjigje:
Distanca e dukshme = 1 : n (distanca reale)
Distanca e dukshme = 1: 4/3 (2 metra)
Distanca e dukshme = 1 x 3/4 (2 metra)
Distanca e dukshme = 3/4 (2 metra)
Distanca e dukshme = 6/4
Distanca e dukshme = 1,5 metra
Distanca e dukshme e peshkut nga sipërfaqja e pellgut = 1,5 metra
Përgjigja e saktë është B.
8. Drita mund të transmetohet në një kanal, indeksi i thyerjes së të cilit në lidhje me mjedisin është….
A. > 1
B. = 1
C. < 1
D. = 0
Diskutim
Indeksi i thyerjes së vakumit = 1,0000
Indeksi i thyerjes së një mediumi është më i madh se indeksi i thyerjes së një vakumi.
Përgjigja e saktë është A.
Shpërndarja e dritës
9. Këndi i shpërndarjes është këndi midis dy ngjyrave të dritës monokromatike që ndodh në rast të….
A. polarizimi i dritës
B. thithja e dritës
C. shpërndarja e dritës
D. difraksioni i dritës
Diskutim
Drita monokromatike është dritë që ka një ngjyrë ose gjatësi vale të vetme. Drita e bardhë, ashtu si drita e diellit, është një kombinim i të gjitha ngjyrave, secila me një gjatësi vale ose frekuencë të ndryshme. Zbërthimi i dritës së bardhë në spektrin e dukshëm (e kuqe, portokalli, e verdhë, jeshile, blu, indigo dhe vjollcë) quhet shpërndarje e dritës.
Shpërndarja e dritës mund të arrihet me anë të prizmave, pikave të ujit ose objekteve të tjera. Ylberët janë një shembull i shpërndarjes së dritës në jetën e përditshme, ku drita e diellit shpërndahet nga pikat e shiut.
Përgjigja e saktë është C.
10. Pyetjet e Olimpiadës Kombëtare të Shkencave 2011 për Shkollat e Mesme të Ulëta në Nivel Regjence/Qyteti Nr. 60
Një ylber duket si një fjongo shumëngjyrëshe në formën e një rrethi të pjesshëm. Renditja e saktë e katër ngjyrave të ylberit më poshtë, nga rrezja më e vogël te rrezja më e madhe, është…
A. e kuqe, portokalli, e verdhë, jeshile
B. blu, vjollcë, jeshile, e verdhë
C. jeshile, blu, indigo, vjollcë
D. indigo, blu, jeshile, e verdhë
Diskutim
Renditja e ngjyrave të ylberit është e kuqe, portokalli, e verdhë, jeshile, blu, indigo dhe vjollcë.
Drita e kuqe ka gjatësinë e valës më të gjatë, ndërsa drita vjollcë ka më të shkurtërën. Shmangia e secilës ngjyrë të dritës varet nga gjatësia e valës së saj.
Kur drita e bardhë e diellit shpërndahet nga pikat e shiut, drita me gjatësi vale më të gjata devijohet më pak, ndërsa drita me gjatësi vale më të shkurtra devijohet më shumë. Drita e kuqe devijohet më pak sepse gjatësia e saj e valës është më e gjatë, ndërsa drita vjollcë devijohet më shumë sepse gjatësia e saj e valës është më e shkurtër, siç tregohet në diagramin më poshtë. Kështu, syri i vëzhguesit sheh dritën e kuqe në krye dhe dritën vjollcë në fund.
Të gjitha ngjyrat e dritës së ylberit kanë formë pjesërisht rrethore, ku rrethi i kuq i dritës është në krye, kështu që ka rrezen më të madhe, ndërsa rrethi vjollcë i dritës është në fund, kështu që ka rrezen më të vogël.
Rendi i ngjyrave të lehta nga rrezja më e madhe në rrezen më të vogël është e kuqe, portokalli, e verdhë, jeshile, blu, indigo, vjollcë.
Përgjigja e saktë është D.
11. Ngjyrat e çelëta nga shtresa e vajit në sipërfaqen e ujit ndodhin për shkak të ngjarjes...
A. ndërhyrje
B. polarizimi
C. dispersi
D. difraksion
Diskutim
Përgjigja e saktë është C.
