Mehlala e 27 ea tšitiso le ho falla ha leseli - ho petsoha habeli
1. Maqephe a mabeli a masesaane a arohaneng ka 0,5 mm a bonesoa ke leseli le nang le bolelele ba leqhubu ba 600 nm. Bala boleng ba likhutlo tse tharo tse nyane tseo ho tsona (1) tšitiso e hahang e etsahalang (b) tšitiso e senyang.
Puisano
Likhutlo tse tharo tse nyane tseo ho tsona ho hlahang tšitiso e hahang:
Likhutlo tse tharo tse nyane tseo ho tsona ho hlahang tšitiso e hahang:
2. Leseli le le leng le feta ka har'a likoti tse peli tse tšesaane, tse bapileng. Sebaka se pakeng tsa likoti ke 0,6 mm. Sebaka se pakeng tsa skrine le likoti ke 60 cm. Paterone ea tšitiso e hlahang skrineng ke mola o khanyang le o lefifi o arotsoeng ke sebaka se tšoanang. Haeba sebaka se pakeng tsa mela e 'meli e khanyang e bapileng e le 0,2 mm, fumana bolelele ba leqhubu la leseli le sebelisitsoeng.
Puisano
Hoa tsebahala hore:
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 m
Botsitswe: Ke bolelele bofe ba leqhubu la lesedi bo sebediswang?
Karabo:
3. Lerako le habeli le bonesoa ka leseli le nang le bolelele ba leqhubu ba 560 nm. Sekirini se beoa 1 m ho tloha sekheong. Haeba sebaka se pakeng tsa lerako le le leng ke 0,5 mm, joale sebaka se pakeng tsa meqhaka e 'meli e khanyang e haufi ke...
A. 1,00 mm
B. 1,12 mm
Bolelele ba 1,40 mm
D. 1,60 mm
E. 2,00 mm
Puisano:
Hoa tsebahala :
E botsitsoe :
Sebaka se pakeng tsa meqhaka e 'meli e khanyang e bapileng (y)
Jawab :
Karabo e nepahetseng ke B.
4. Sebaka se pakeng tsa mabone a mabeli a koloi ke 110 cm. Bolelele ba maqhubu a khanya bo hlahisoang ke mabone ana a mabeli ke 600 nm. Haeba mabone ana a mabeli a bonoa ke motho eo bophara ba hae ba pululo e leng 2 mm, sebaka se seholo ka ho fetisisa pakeng tsa koloi le motho eo mabone a mabone ana a mabeli a ntseng a bonahala a arohane ke...
A. 450 m
B. 2500 m
C. 3000 m
D. 4000 m
E. 5000 m
Puisano:
Hoa tsebahala :
D = 2 mm = 2 x 10-3 mitha
Bolelele ba maqhubu a leseli = 600 nm = 600 x 10-9 mitha
Sebaka pakeng tsa mabone a mabeli a koloi = 110 cm = 1,1 metres
E botsitsoe :
Sebaka se pakeng tsa koloi le motho ea shebileng mabone a mabeli (l) ke sefe?
Jawab :
E le hore mabone a mabeli a bonwe e le lintho tse peli tse arohaneng, sekhutlo (theta) se lokela ho ba seholo ho feta sekhutlo sa bohlokoa, se khotsofatsang equation:
Karabo e nepahetseng ke C.
5. Setšoantšo se ka tlase se bontša teko ea Young. Haeba d e le sebaka se pakeng tsa likheo tse peli, L ke sebaka se tlohang sekheong ho ea skrineng 'me P2 ke sebaka sa mola wa bobedi o kganyang ho tloha mola o kganyang o bohareng, ebe bolelele ba leqhubu la lesedi le sebedisitsweng (1 Å = 10-10 m) ke…
A. 3.000 Å
B. 4.000 Å
C. 5.000 Å
D. 5.500 Å
E. 6.000 Å
Puisano
Hoa tsebahala :
Sebaka se pakeng tsa likoti tse peli (d) = 1 mm = 1 x 10-3 mitha
Sebaka ho tloha sekoting ho ea skrineng (L) = 1 mithara
Sebaka sa mola o khanyang oa bobeli ho tloha mola o khanyang o bohareng (P)2) = 1 mm = 1 x 10-3 mitha
Tatellano (n) = 2 (leseli le bohareng ke leseli la pele kahoo n = 0. Leseli la bobeli ke mola oa leseli la pele kahoo n = 1, n = mola oa leseli oa metsotsoana e 2)
E botsitsoe : Bolelele ba leqhubu la lesedi (λ) bo sebediswang ke…
Jawab :
Foromo ea tšitiso ea karohano e habeli (tšitiso ea kaho) :
d sin θ = n λ
sebe θ ≈ tan θ = P2 / L = (1 x 10-3) / 1 = 1 x 10-3 mitha
Bolelele ba maqhubu a leseli :
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 limithara = 5 x 10-7 mitha
λ = 5000 x 10-10 mitha
λ = 5000 Å
Karabo e nepahetseng ke C.
6. Tekong tšitiso ea ho arola habeli, data e hlahang e bontšitsoe setšoantšong se ka lehlakoreng. Kahoo boleng ba bolelele ba leqhubu bo sebelisitsoeng ke… (1 m = 1010 Å)
A. 4500 Å
B. 5000 Å
C. 6000 Å
D. 6500 Å
E. 7000 Å
Puisano
Hoa tsebahala :
Sebaka se pakeng tsa likoti tse peli (d) = 0,8 mm = 8 x 10-4 mitha
Sebaka ho tloha sekoting ho ea skrineng (L) = 1 mithara
Sebaka sa mola o khanyang oa bone ho tloha mola o khanyang o bohareng (P) = 3 mm = 3 x 10-3 mitha
Tatelano (n) = 4
E botsitsoe : Bolelele ba leqhubu la lesedi (λ) bo sebediswang ke…
Jawab :
Foromo ea tšitiso ea karohano e habeli (tšitiso ea kaho) :
d sin θ = n λ
sebe θ ≈ tan θ = P / L = (3 x 10-3) / 1 = 3 x 10-3 mitha
Bolelele ba maqhubu a leseli :
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 limithara = 6000 x 10-10 mitha
λ = 6000 Å
Karabo e nepahetseng ke C.
7. Setšoantšo se ka lehlakoreng ke setšoantšo sa tsela ea mahlaseli a leseli ketsahalong ea tšitiso ea karohano e habeli S.1 le S2, lintlha A le B ke mela e 'meli e latellanang e lefifi 'me bolelele ba leqhubu bo sebelisitsoeng ke 6000 Å (1 Å = 10-10 m). Sebaka se pakeng tsa dikgeo tse pedi ke…
A. 0,015 mm
B. 0,2 mm
Bolelele ba 1,5 mm
D. 1,6 mm
E. 1,8 mm
Puisano
Sebaka se pakeng tsa likheo tse peli se baloa ho sebelisoa foromo tšitiso e hahang ho nahanoa hore sebaka se pakeng tsa mela e 'meli e lefifi e latellanang se tšoana le sebaka se pakeng tsa mela e 'meli e khanyang e latellanang.
Hoa tsebahala :
Sebaka ho tloha sekoting ho ea skrineng (L) = 1 mithara
Bolelele ba maqhubu bo sebelisitsoeng (λ) = 6000 Å = 6000 x 10-10 limithara = 6 x 10-7 mitha
Sebaka se pakeng tsa mola o kganyang o bohareng ho ya mola wa pele o kganyang (P) = 0,2 mm = 0,2 x 10-3 limithara = 2 x 10-4 mitha
Tatellano ea mola oa pele o khanyang (n) = 1
E botsitsoe Sebaka se pakeng tsa likheo tse peli (d)
Jawab :
Foromo ea tšitiso e hahang :
d = n λ / sin θ
sebe θ ≈ tan θ = P / L = (2 x 10-4) / 1 = 2 x 10-4 mitha
Sebaka se pakeng tsa likheo tse peli :
d = n λ / sebe 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 limithara
d = 3 mm
8. Haeba maqhubu a mabeli a khanya a nang le bolelele ba leqhubu ba 600 nm a kopana le tšitiso e hahang, tsela ea maqhubu e tla fapana hakae?
Puisano: Bakeng sa tšitiso e hahang, phapang litseleng tsa maqhubu e tlameha ho ba nλ, moo n e leng palo e felletseng. Haeba n=0, joale phapang litseleng tsa maqhubu ke 0 nm.
9. Leqhubu le bobebe le nang le bolelele ba maqhubu a 500 nm le faposoa ka hara lesoba le lesesaane. Haeba sebaka se pakeng tsa lesoba le skrine e le 2 m, 'me sebaka se pakeng tsa setsi sa paterone ea diffraction le tatellano ea pele e le 5 mm, bophara ba lesoba ke bofe?
Puisano: Ho sebelisoa equation ea diffraction \( a\sin \theta = m\lambda \), moo \( a \) e leng bophara ba sekheo, \( m \) e leng tatellano, 'me \( \theta \) e le sekhutlo, re ka fumana bophara ba sekheo: \( a = \frac{{m\lambda}}{{\sin \theta}} = \frac{{(1)(500 \times 10^{-9}\, \text{m})}}{{\sin \left( \frac{{5 \times 10^{-3}\, \text{m}}}{{2\, \text{m}}} \right)}} \approx 5 \times 10^{-4}\, \text{m} \).
10. Haeba maqhubu a mabeli a khanya a nang le bolelele ba leqhubu ba 400 nm a kopana le tšitiso e senyang, tsela ea maqhubu e tla fapana hakae?
Puisano: Bakeng sa tšitiso e senyang, phapang litseleng tsa maqhubu e lokela ho ba \( (n + \frac{1}{2})\lambda \). Haeba n=0, joale phapang litseleng tsa maqhubu ke 200 nm.
11. Ho etsahala'ng haeba bophara ba lesoba tekong ea diffraction bo feta bolelele ba leqhubu la khanya?
Puisano: Haeba bophara ba sekheo bo le boholo ho feta bolelele ba leqhubu la khanya, mohlala oa diffraction o ke ke oa hlaka hantle 'me ho be thata ho o bona.
12. Tekong ea Young ea ho betloa habeli ka bolelele ba leqhubu la 650 nm, li-slits tsa 0,1 mm li arotsoe ka 0,2 mm. Sebaka se pakeng tsa lihlopha tsa pele le tsa bobeli tse lefifi skrineng se bohōle ba 1 m ke sefe?
Puisano: Sebaka se pakeng tsa meqhaka e lefifi se ka fumanoa ho sebelisoa equation ea tšitiso \( y = \frac{{m\lambda D}}{{d}} \), moo \( m = 1 \) e leng taelo ea pele, \( D \) ke sebaka se eang skrineng, 'me \( d \) ke sebaka se pakeng tsa likheo. Ebe sebaka se pakeng tsa meqolo ya pele le ya bobedi e lefifi ke: \( y = \frac{{(1)(650 \times 10^{-9}\, \text{m}(1\, \text{m})}}{{0,1 \times 10^{-3}\, \text{m}}} – \frac{{(0)(650 \times 10^{-9}\, \text{m}(1\, \text{m})}}{{0,1 \times 10^{-3}\, \text{m}}} \approx 6,5\, \text{mm} \).
13. Haeba leseli le nang le bolelele ba maqhubu a 700 nm le otla lekhalo le habeli le nang le sebaka sa 0,3 mm pakeng tsa lekhalo, sebaka se pakeng tsa mehele ea pele le ea bobeli e khanyang skrineng se bohōle ba limithara tse 1,5 ke sefe?
**Puisano**: Re sebelisa equation e tšoanang le potso ea 5, re ka fumana hore sebaka se pakeng tsa lihlopha tse khanyang tsa pele le tsa bobeli ke: \( y \approx 7\, \text{mm} \).
13. Tšitiso e hahang ke eng 'me e etsahala joang?
Puisano: Tšitiso e hahang e etsahala ha maqhubu a mabeli a leseli a kopana 'me phapang tseleng ea 'ona ke palo e ngata ea bolelele ba leqhubu (nλ). Sena se fella ka keketseho ea bophahamo ba leqhubu.
14. Tšitiso e senyang ke eng 'me e etsahala joang?
Puisano: Tšitiso e senyang e etsahala ha maqhubu a mabeli a leseli a kopana 'me phapang tseleng ea 'ona ke palo e sa tloaelehang ea halofo ea bolelele ba maqhubu \((n + \frac{1}{2})\lambda\). Sena se fella ka phokotso kapa ho fokotseha ha bophahamo ba maqhubu.
15. Ha ho phatloha ka sekotjana se le seng, ho etsahala'ng ka paterone ea phatloho haeba bophara ba sekotjana bo fokotsehile?
Puisano: Haeba bophara ba sekheo bo fokotsehile, mohlala oa diffraction o tla ba o pharaletseng, 'me matheba a leseli le a lefifi a tla arohanngoa haholoanyane.
16. Ho etsahala'ng ka mokhoa oa ho kena-kenana le taba tekong ea ho arola habeli haeba sebaka se pakeng tsa ho arola se eketsoa?
Puisano: Haeba sebaka se pakeng tsa dikgeo se eketseha, mohlala wa tshitiso o tla teteana, mme sebaka se pakeng tsa meqhaka e kganyang le e lefifi se tla fokotseha.
17. Tekong ea Young ea ho betla habeli ka bolelele ba leqhubu la 550 nm le lekhalo la 0,15 mm, sebaka se pakeng tsa lihlopha tse khanyang tsa bohlano le tsa bo10 skrineng se bohōle ba limithara tse 2 ke sefe?
Puisano: Re sebelisa equation e tšoanang le bothata ba 5, re ka fumana hore sebaka se pakeng tsa lihlopha tse khanyang tsa bohlano le tsa bo10 ke: \( y \approx 36,67\, \text{mm} \).
18. Bolelele ba maqhubu bo ama mekhoa ea ho phatlolla maqhubu joang?
Puisano: Bolelele bo boholo ba leqhubu bo tla fella ka paterone e pharaletseng ea diffraction, ha bolelele bo bonyenyane ba leqhubu bo tla fella ka paterone e nyane ea diffraction.
19. Haeba leseli le nang le bolelele ba leqhubu ba 450 nm le otla lekhalo le habeli le nang le sebaka sa 0,25 mm pakeng tsa lekhalo, sebaka se pakeng tsa mahlakore a pele le a bobeli a lefifi skrineng se bohōle ba 1 m ke sefe?
Puisano: Re sebelisa equation e tšoanang le potso ea 5, re ka fumana hore sebaka se pakeng tsa lihlopha tsa pele le tsa bobeli tse lefifi ke: \( y \approx 1,8\, \text{mm} \).
20. Mokhoa oa ho fumana sebaka sa lebanta le khanyang ka mokhoa oa ho sitisa o nang le masoba a mabeli joang?
Puisano: Sebaka sa lebanta le khanyang ka mokhoa oa ho sitisa oa ho thibana habeli se ka fumanoa ka ho sebelisa equation \( y = \frac{{m\lambda D}}{{d}} \), moo \( m \) e leng tatellano, \( \lambda \) ke bolelele ba leqhubu, \( D \) ke sebaka se eang skrineng, 'me \( d \) ke sebaka se pakeng tsa li-slits.
21. Mokhoa oa ho fumana sebaka sa lebanta le lefifi ka mokhoa oa diffraction oa sekheo se le seng?
Puisano: Sebaka sa lebanta le lefifi ka mokhoa oa diffraction oa sekheo se le seng se ka fumanoa ka ho sebelisa equation \( a\sin \theta = m\lambda \), moo \( a \) e leng bophara ba sekheo, \( m \) e leng tatellano, 'me \( \theta \) e le sekhutlo.
22. Ho etsahala'ng ka paterone ea tšitiso haeba mohloli oa leseli o nkeloa sebaka ke bolelele ba leqhubu bo bokhutšoanyane?
Puisano: Haeba bolelele ba leqhubu bo le bokhutšoanyane, mokhoa oa ho sitisa o tla ba teteaneng haholoanyane, 'me sebaka se pakeng tsa mehele e khanyang le e lefifi se tla fokotseha.
23. Teko ea mekhahlelo e 'meli e sebetsa joang ho bontša tlhaho ea maqhubu a leseli?
Puisano: Teko ea ho arola habeli e bonts'a tlhaho ea maqhubu a leseli ka ho hlahisa mohlala o khanyang le o lefifi oa tšitiso skrineng. Mokhoa ona o entsoe ka motsoako oa maqhubu a tsoang likarolong tsena ka bobeli, o bonts'ang tlhaho ea maqhubu a leseli.
24. Hlalosa phapang pakeng tsa tšitiso le ho fapoha ha lentsoe.
Puisano: Tšitiso e amana le motsoako oa maqhubu a mabeli kapa ho feta a fellang ka keketseho kapa phokotso ea bophahamo, ha diffraction e amana le ho kobeha ha maqhubu ha a ntse a feta lesobeng kapa ho potoloha ntho.
25. Tekong ea Young ea ho arola habeli, hlalosa hore na ke hobane'ng ha lipaterone tse lefifi le tse khanyang li hlaha skrineng.
Puisano: Mehlala e lefifi le e bobebe e hlaha ka lebaka la tšitiso e hahang le e senyang pakeng tsa maqhubu a tsoang likheong tse peli. Mehlala e khanyang e hlaha ha tšitiso e hahang e etsahala (phapang ea tsela ke palo e ngata ea bolelele ba leqhubu), 'me mekhoa e lefifi e hlaha ha tšitiso e senyang e etsahala (phapang ea tsela ke palo e sa tloaelehang ea halofo ea bolelele ba leqhubu).
25. Paterone ea diffraction bakeng sa sekoti se le seng e fapana joang le ea sekoti se habeli?
Puisano: Paterone ea diffraction bakeng sa sekheo se le seng e na le lebanta le khanyang le bohareng le nang le mabanta a lefifi le a khanyang a latellanang ka mahlakoreng ka bobeli. Sekheong se habeli, ho na le paterone e eketsehileng ea tšitiso e bakoang ke tšebelisano-'moho ea maqhubu a tsoang likheong ka bobeli, e leng se etsang hore paterone e be e rarahaneng le ho feta.
Tšitiso ea Leseli
Ho sitisa ke ketsahalo ea 'mele e hlahang ha maqhubu a mabeli kapa ho feta a khanya a kopana' me a kopana. Sena se hlahisa mokhoa o mocha o nang le boholo bo ka bang boholo kapa bo ka tlase ho boholo ba maqhubu a pele.
Tšitiso e Hahang
Tšitiso e hahang e etsahala ha phapang tseleng ea maqhubu e le multiple of the wavelength (nλ), e leng se fellang ka keketseho ea amplitude ea leqhubu. Paterone ena e hlaha e le lihlopha tse khanyang skrineng litekong tse kang Young's double-slit.
Tšitiso e Senyang
Tšitiso e senyang e etsahala ha phapang tseleng ea maqhubu e le palo e sa tloaelehang ea halofo ea bolelele ba maqhubu . Sena se fella ka phokotso kapa ho fokotseha ha bophahamo ba maqhubu, bo bonoang e le lebanta le lefifi pateroneng ea tšitiso.
Phapang ea Leseli
Phapang ke ketsahalo e etsahalang ha maqhubu a lesedi a feta lesobeng le lesesaane kapa a potoloha ntho. Sena se etsa hore maqhubu a lesedi a kobehe le ho hasana, e leng se hlahisang mohlala o ikhethang wa phapang.
Phapang ka Sekheo se le seng
Ka sekoting se le seng, diffraction e hlahisa paterone e khanyang bohareng e nang le mehele e lefifi le e bobebe e latellanang mahlakoreng ka bobeli. Bophara ba sekoting bo lekana ka tsela e fapaneng le bophara ba paterone ea diffraction.
Phapang ka ho Sebetsana le Pedi
Ka hara lesoba le habeli, ho falla ha diffraction ho hlahisa paterone e rarahaneng haholoanyane. Ntle le paterone ea ho falla ha diffraction ho tsoa lesobeng le leng le le leng, ho boetse ho na le paterone ea tšitiso e bakoang ke tšebelisano ea maqhubu a tsoang ho li-slits ka bobeli.
Liteko tsa Bohlokoa
Teko ea Young ea ho petsoha habeli
Teko ea Thomas Young ea ho arola habeli ke tsela e 'ngoe ea ho bona tšitiso le ho falla ha leseli. Mekhoa ea leseli le lefifi skrineng e bontša mofuta oa maqhubu a leseli, e tšehetsang khopolo-taba ea maqhubu a leseli.
Qetello
Ho sitisa le ho hasanya leseli ke liketsahalo tse bontšang tlhaho ea maqhubu a leseli. Ho utloisisa kamoo ho sitisa le ho hasanya leseli ho sebetsang kateng ho re lumella ho utloisisa ka botebo litšobotsi le boitšoaro ba leseli, tse nang le lits'ebetso tsa bohlokoa mafapheng a kang optics, theknoloji ea puisano le bongaka.
Ho ithuta ho sitisa le ho hasanya diphatlalatso ho boetse ho thusa ntshetsopeleng ya mahlale a kang dimaekroskoupo, ditheleskoupo, le disebediswa tse ding tsa optical, tse itshetlehileng hodima dipaterone tsa ho sitisa le ho hasanya diphatlalatso ho ntlafatsa qeto le bokgoni.
