Пример питања о светлосним таласима

11 примера светлосних таласа

1. Дифракциона решетка

Обратите пажњу на следеће изјаве:

(1) Замените мрежу мрежом са већим бројем линија по милиметру.

(2) Светлост која пада из плаве у жуту

(3) Промените емитовано светло из црвене у зелену

(4) Померите екран ближе мрежи

Шта је укључено у напоре да се повећа ширина светле траке у експерименту са дифракционом решетком је...

Пембахасан

Формула за интерференцију двоструког прореза (конструктивна интерференција):

Ширина прореза (d) је веома мала у поређењу са растојањем између прореза и екрана (L) тако да је угао веома мали. Угао је толико мали да је вредност sin θ приближавање тангенти θ.

sin θ ≈ tan θ = y / L

Информације:

y = ширина светле траке, n = ред, λ = таласна дужина, L = растојање између решетке и екрана, d = ширина прореза.

d = 1 / (4000 линија / цм) = 0,00025 цм

(1) Замените мрежу мрежом са већим бројем линија по милиметру.

Контох:

d = 1 / (1000 линија / цм) = 0,001 цм

d = 1 / (2000 линија / цм) = 0,0005 цм

d = 1 / (3000 линија / цм) = 0,0003 цм

d = 1 / (4000 линија / цм) = 0,00025 цм

На основу овог прорачуна, ако је број линија по милиметру већи, онда је ширина прореза (d) мања. На основу горње формуле, ако је ширина прореза (d) мања, онда је ширина светле траке (y) већа.

Ова изјава је тачна.

(2) Светлост која пада из плаве у жуту

Плава светлост има већу фреквенцију од жуте светлости, и обрнуто

Плава светлост има мању таласну дужину од жуте светлости.

Ако се светлост спушта из плаве у жуту, таласна дужина постаје већа.

На основу горње формуле, ако је таласна дужина већа, ширина светле траке (y) је већа.

Ова изјава је тачна.

(3) Промените емитовано светло из црвене у зелену

Црвено светло има нижу фреквенцију од зеленог светла, и обрнуто

Црвена светлост има већу таласну дужину од жуте светлости.

Ако се светлост спушта из црвене у зелену, таласна дужина постаје мања.

На основу горње формуле, ако је таласна дужина мања, ширина светле траке (y) је мања.

Ова изјава је погрешна.

(4) Померите екран ближе мрежи

Померање екрана ближе мрежи значи смањење L. На основу горње формуле, ако је растојање између мреже и екрана (L) мање, ширина светле траке (y) је мања.

Ова изјава је погрешна.

2. Дифракција светлости

У експерименту дифракције светлости коришћењем решетке од 4.500 линија по цм^-1, на екрану постављеном на растојању L од решетке, размак између светлих трака другог реда изгледа као 1 mm. Ако се коришћена решетка замени другом решетком која има 5.400 линија·cm^-1, онда је растојање друге светле траке мерено од централне светле траке…

А. 0,6 мм

Б. 0,9 мм

Ц. 1,2 мм

Д. 1,6 мм

Е. 2,2 мм

Пембахасан

Познато је да:

d₁ = 1 / (4500 линија / цм) = 1/4500 цм

n₁ = КСНУМКС

y₁ = 1 мм = 0,1 цм

d₂ = 1 / (5400 линија / цм) = 1/ 5400 цм

n₂ = КСНУМКС

Питао/ла: y₂

Јаваб :

Формула за интерференцију двоструког прореза (конструктивна интерференција):

д грех θ = n λ

Ширина прореза је веома мала у поређењу са растојањем између прореза и екрана, тако да је угао веома мали. Угао је толико мали да је вредност син тета близу тангенти тета.

sin θ ≈ tan θ = y / L

д грех θ = n λ

д (г / Л) = n λ

ди = n λ L

Информације:

d = ширина прореза, y = растојање између централне светлости и светлости n-тог реда, n = ред, λ = таласна дужина, L = растојање између решетке и екрана.

Експеримент 1:

d₁ y₁ = н₁ λ Л

(1/4500)(0,1) = (2) λL

0,1 / 4500 = (2) λL

0,1 / (2)(4500) = λL

0,1 / 9000 = λL

Експеримент 2:

d₂ y₂ = н₂ λ Л

(1/5400)(y₂) = (2) λL

y₂ / 5400 = (2) λL

y₂ / (2)(5400) = λL

y₂ / 10.800 = λL

Таласна дужина светлости (λ) која се користи је иста, а растојање између решетке и екрана (L) је такође исто.

λL = λL

0,1 / 9000 = y₂ / 10.800

(0,1)(10.800) = (y₂)(9000)

1080 = y₂ (9000)

y₂ = 1080/9000

y₂ = 0,12 цм

y₂ = КСНУМКС мм

Тачан одговор је Ц.

Интерференција светлости

3. Два уска прореза, удаљена 2 мм, осветљена су нормално. На екрану удаљеном 1 метар од прореза, формира се четврта светла линија, која се налази 1 мм од централне светле линије. Таласна дужина коришћене светлости је…

А. 24 x 10^-6 m

Б. 8,0 к 10^-6 m

C. 3,7 x 10^-6 m

Д. 2,0 к 10^-6 m

Е. 0,5 x 10^-6 m

Пембахасан

Познато је да:

Растојање између прореза (d) = 2 mm = 2 x 10^-3 метар

Ред (n) = 4

Растојање између екрана и размака (l) = 1 метар

Удаљеност 4. светла линија од централног светла (y) = 1 mm = 1 x 10^-3 метара = 10^-3 метар

Питао/ла: Таласна дужина светлости (λ)

Јаваб :

Формула за интерференцију двоструког прореза (конструктивна интерференција):

д грех θ = n λ

Растојање између прореза је мање од растојања између прореза и екрана, тако да је угао веома мали. Угао је веома мали, тако да је вредност син θ приступ tangen θ.

Таласна дужина светлости (λ) :

Тачан одговор је Е.

4. У Јанговом експерименту коришћена су два уска прореза, сваки удаљен 3 мм, а екран је постављен 1 м од прореза. Ако је шеста светлост произведена на удаљености од 1 мм од централне светлости, онда је таласна дужина коришћене светлости била...

А. 0,5 x 10^-6 m

Б. 2,0 к 10^-6 m

C. 3,7 x 10^-6 m

Д. 8,0 к 10^-6 m

Е. 24 x 10^-6 m

Пембахасан

Познато је да:

Растојање између прореза (d) = 3 mm = 3 x 10^-3 метар

Ред (n) = 6

Растојање између екрана и размака (l) = 1 метар

Удаљеност 6. светла линија од централног светла (y) = 1 mm = 1 x 10^-3 метара = 10^-3 метар

Питао/ла: Таласна дужина светлости (λ)

Јаваб :

Таласна дужина светлости (λ) :

Тачан одговор је А.

Карактеристике светлосних таласа

5. Карактеристике таласа:

(1) уздужни облик таласа

(2) може да се прелама

(3) може да омета

(4) може бити поларизован

(5) за његово размножавање је потребан медијум

Горе наведена изјава, која је карактеристика светлосних таласа, је број…

А. (1), (2) и (3)

Б. (1), (2) и (4)

Ц. (1), (3) и (5)

Д. (2), (3) и (4)

Е. (2), (2) и (5)

Пембахасан

Тачан одговор је Д.

6. Питање бр. 29 за национални испит из физике за школску 2015/2016. годину

Обратите пажњу на следећу изјаву!

(1) Може да омета

(2) Доживљавање поларизације

(3) Доживљавање дифракције

(4) Пузање без медијума

(5) Може се одразити

Тачна горња изјава о својствима звучних таласа је...

А. (1), (2) и (3)

Б. (1), (3) и (5)

Ц. (1), (4) и (5)

Д. (2), (3) и (4)

Е. (3), (4) и (5)

Пембахасан

(2) Поларизацију доживљавају трансверзални таласи. Звучни таласи су лонгитудинални таласи.

(4) Таласи који се шире без средине су само електромагнетни таласи, звучни таласи су механички таласи којима је потребна средина за ширење.

Тачан одговор је Б.

Дифракциона решетка

7. Дифракциона решетка има 4.000 линија по цм. Монохроматска светлост се усмерава на решетку, стварајући светлу линију другог реда. Ако је угао одступања 30°,^o, онда је таласна дужина светлости… (1 Å = 10^{-КСНУМКС} m)

А. 8.000 Å

Б. 6.250 Å

C. 5.000 Å

D. 4.500 Å

Е. 4.000 Å

Пембахасан

Познато је да:

Константа решетке (d) = 1 / (4000 линија / цм) = 0,00025 цм = 2,5 x 10^-4 цм = 2,5 к 10^-6 метар

Ред (n) = 2

грех 30^o = КСНУМКС

1 Å = 10^{-КСНУМКС} m

Питао/ла: Таласна дужина светлости (λ)

Јаваб :

Тачан одговор је Б.

8. Сноп монохроматске светлости таласне дужине 2,5.10^-7 м на мрежи која се састоји од 10.000 потеза/цм. Колики је угао за светлу линију другог реда?

А. КСНУМКС^o

Б. КСНУМКС^o

Ц. КСНУМКС^o

Д. КСНУМКС^o

Е. 60^o

Пембахасан

Познато је да:

Константа решетке (d) = 1 / (10.000 линија / цм) = 0,0001 цм = 1 x 10^-4 цм = 1 к 10^-6 метар

Ред (n) = 2

Таласна дужина светлости (λ) = 2,5 x 10^-7 метар

Питао/ла: Угао (θ)

Јаваб :

Тачан одговор је А.

9. Интерференција са двоструким прорезом

Сноп жуте светлости се испушта на два прореза, изазивајући видљиву интерференцију на екрану. Из следеће изјаве:

(1) Светла трака ће се проширити ако се жуто светло замени плавим

(2) Светла трака ће се проширити ако се смањи растојање између прореза.

(3) Што је даље од централног светла, то је интензитет мањи.

(4) што је даље од централне светлости, интензитет остаје константан.

Тачна изјава је…

А. (1), (3) и (4)

Б. Само (1) и (3)

C. Само (1) и (4)

Д. Само (2) и (3)

Е. само (2) и (4)

Пембахасан

Растојање између прореза је мање од растојања између прореза и екрана, тако да је угао веома мали. Угао је веома мали, тако да је вредност sin θ приступ tangen θ.

Формула за интерференцију двоструког прореза (конструктивна интерференција)

Информације:

d = растојање између прореза, y = jАрак светла линија до n од централног светла, l = растојање између екрана и прореза, n = редослед, λ = pталасна дужина светлости.

(1) Светла трака ће се проширити ако се жуто светло замени плавим

На основу ове формуле, број светлих линија (n) је обрнуто пропорционалан дужини gталаси (λ). Ако је таласна дужина мања, број светлих линија (n) се повећава. Жута светлост има дужу таласну дужину (нижу фреквенцију) од плаве светлости. Ако се жута светлост замени плавом, таласна дужина постаје краћа, па се број светлих линија (n) повећава.

Ова изјава је тачна.

(2) Светла трака ће се проширити ако се смањи растојање између прореза.

На основу горње формуле, растојање између прореза (d) је директно пропорционално броју светлих линија (n). Ако се растојање између прореза смањи, смањиће се и број светлих линија (n).

Ова изјава је погрешна.

(3) Што је даље од централног светла, то је интензитет мањи.

Интензитет је повезан са нивоом осветљености. Интензитет је обрнуто пропорционалан удаљености; што је већа удаљеност, то је интензитет мањи (светлост је слабија).

Ова изјава је тачна.

(4) Што је даље од централне светлости, интензитет остаје константан.

Ова изјава је погрешна.

Тачан одговор је Б.

10. Сноп монохроматске светлости таласне дужине 5.10^-7 m је усмерен нормално на решетку. Ако је растојање између екрана и решетке 2 m и светлост трећег реда се јавља на екрану на растојању од 150 cm од централне светлости, онда је растојање између прореза….

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

Пембахасан

Познато је да:
Таласна дужина (λ) = 5 x 10^-7 метар
l = 2 метра
н = КСНУМКС
y = 150 cm = 1,5 metara
Питао/ла: константа решетке
Јаваб :

син θ ≈ тан θ = и / л = 1,5 / 2 = 0,75 = 75 к 10^-2

Растојање између празнина:
d sin θ = n λ
д (75.10^-2) = (3)(5.10^-7)
д (75.10^-2) = КСНУМКС^-7
д = (15.10^-7) / (75.10^-2)
d = (15/75)10^-5
d = (1/5)(10^-5) метара
d = (0,2)(10^-5) метара
д = 2.10^-6 метар
Тачан одговор је Ц.

11. Сноп монохроматске светлости таласне дужине 500 nm (1 нано = 10 nm)^-9) долази нормално на кисиАко четврто светло формира угао одступања од 30^o, број линија по цм мреже је….

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

Пембахасан
Познато је да:
Таласна дужина (λ) = 500.10^-9 метара = 5.10^-7 метар
θ = 30^o
н = КСНУМКС
Питао/ла: број линија по цм мреже
Јаваб :
Растојање између празнина:
d sin θ = n λ
д (синус 30^o) = (4)(5.10^-7)
д (0,5) = 20.10^-7
д = (20.10^-7) / 0,5
д = 40.10^-7
д = 4.10^-6  метар

Број линија по цм мреже:
x = 1 / 4.10^-6  метар
к = КСНУМКС⁶ линија / метар
к = КСНУМКС⁶ линија / 10² cm
к = КСНУМКС⁴ линија / цм
к = КСНУМКС² линија / цм
x = 2500 линија / цм
Тачан одговор је Б.

Извор питања:

2015/2016 СМА/МА Физика УН питања