בייַשפּיל פֿראַגעס וועגן ליכט כוואַליעס

11 ביישפילן פון ליכט כוואַליעס

1. דיפראַקציע גראַטינג

באַצאָלן ופמערקזאַמקייט צו די פאלגענדע סטייטמאַנץ:

(1) פאַרבייטן די גריד מיט אַ גריד מיט אַ גרעסערע צאָל ליניעס פּער מילימעטער.

(2) ליכט וואָס פאַלט פֿון בלוי צו געל

(3) טוישן דאָס ליכט וואָס ווערט אַרויסגעלאָזט פֿון רויט צו גרין

(4) רוקט דעם עקראַן נענטער צום גריד

וואָס איז אַרייַנגערעכנט אין דעם מי צו פאַרגרעסערן די ברייט פון די העל באַנד אין די דיפראַקשאַן גראַטינג עקספּערימענט איז...

דיסקוסיע

טאָפּל שפּאַלט ינטערפיראַנס פאָרמולע (קאָנסטרוקטיווע ינטערפיראַנס):

די ברייט פון דעם שפּאַלט (ד) איז זייער קליין קאַמפּערד צו דער דיסטאַנס צווישן דעם שפּאַלט און דעם פאַרשטעל (ל) אַזוי דער ווינקל איז זייער קליין. דער ווינקל איז אַזוי קליין אַז דער ווערט פֿון זינד θ דערנענטערנדיק זיך צו טאַנגענט θ.

סינ θ ≈ טאַן θ = y / L

אינפֿאָרמאַציע:

y = ברייט פון דעם העלן בענד, n = אָרדענונג, λ = כוואַליע לענג, L = דיסטאַנץ צווישן דעם גראַטינג און דעם פאַרשטעלן, d = ברייט פון דעם שפּאַלט.

ד = 1 / (4000 ליניעס / סענטימעטער) = 0,00025 סענטימעטער

(1) פאַרבייטן די גריד מיט אַ גריד מיט אַ גרעסערע צאָל ליניעס פּער מילימעטער.

קאָנטעקסט:

ד = 1 / (1000 ליניעס / סענטימעטער) = 0,001 סענטימעטער

ד = 1 / (2000 ליניעס / סענטימעטער) = 0,0005 סענטימעטער

ד = 1 / (3000 ליניעס / סענטימעטער) = 0,0003 סענטימעטער

ד = 1 / (4000 ליניעס / סענטימעטער) = 0,00025 סענטימעטער

באַזירט אויף דעם חשבון, אויב די צאָל ליניעס פּער מילימעטער איז גרעסער, דאַן איז די ברייט פון דעם שפּאַלט (ד) קלענער. באַזירט אויף דער פאָרמולע אויבן, אויב די ברייט פון דעם שפּאַלט (ד) איז קלענער, דאַן איז די ברייט פון דעם העלן באַנד (י) גרעסער.

די אויסזאג איז אמת.

(2) ליכט וואָס פאַלט פֿון בלוי צו געל

בלוי ליכט האט א גרעסערע פרעקווענץ ווי געל ליכט, פארקערט

בלוי ליכט האט א קלענערע כוואַליע-שפּאַנונג ווי געל ליכט.

אויב ליכט ווערט געפֿאַלן פֿון בלוי צו געל, דאַן ווערט די כוואַליע לענג גרעסער.

באַזירט אויף דער פאָרמולע אויבן, אויב די כוואַליע לענג איז גרעסער, איז די ברייט פון די העל באַנד (y) גרעסער.

די אויסזאג איז אמת.

(3) טוישן דאָס ליכט וואָס ווערט אַרויסגעלאָזט פֿון רויט צו גרין

רויט ליכט האט א נידעריגערע פרעקווענץ ווי גרין ליכט, פארקערט

רויט ליכט האט א לענגערע כוואַליע ווי געל ליכט.

אויב ליכט ווערט געפֿאַלן פֿון רויט צו גרין, דאַן ווערט די כוואַליע לענג קלענער.

באַזירט אויף דער פאָרמולע אויבן, אויב די כוואַליע-לענג איז קלענער, איז די ברייט פון די העל באַנד (y) קלענער.

די אויסזאג איז פאַלש.

(4) רוקט דעם עקראַן נענטער צום גריד

רוקן דעם עקראַן נענטער צום גריד מיינט רעדוצירן L. באַזירט אויף דער פאָרמולע אויבן, אויב די דיסטאַנץ צווישן דעם גריד און דעם עקראַן (L) איז קלענער, איז די ברייט פון דעם העלן באַנד (y) קלענער.

די אויסזאג איז פאַלש.

2. דיפראַקציע פון ​​ליכט

אין אַ ליכט דיפראַקציע עקספּערימענט ניצנדיק אַ 4.500 ליניע.קמ גראַטינג^-1, אויף אַ פאַרשטעלן געשטעלט אין אַ דיסטאַנץ L פֿון דער גראַטינג, דערשיינט די צווייטע-אָרדענונג העל באַנד ווייַטקייט צו זיין 1 מם. אויב די גראַטינג געניצט ווערט ריפּלייסט מיט אַן אַנדער גראַטינג מיט 5.400 ליניעס. סענטימעטער^-1, דעמאָלט איז די דיסטאַנץ פון דער צווייטער העלער באַנד געמאָסטן פון דער צענטראַלער העלער באַנד...

א 0,6 מם

ב 0,9 מם

C. קסנומקס מם

ד 1,6 מם

ע 2,2 מם

דיסקוסיע

עס איז באַקאַנט אַז:

d₁ = 1 / (4500 ליניעס / סענטימעטער) = 1/4500 סענטימעטער

n₁ = קסנומקס

y₁ = 1 מ״מ = 0,1 ס״מ

d₂ = 1 / (5400 ליניעס / סענטימעטער) = 1/5400 סענטימעטער

n₂ = קסנומקס

געפרעגט: y₂

ענטפער:

טאָפּל שפּאַלט ינטערפיראַנס פאָרמולע (קאָנסטרוקטיווע ינטערפיראַנס):

ד זינד θ = n λ

די ברייט פון דעם שפּאַלט איז זייער קליין קאַמפּערד צו דער דיסטאַנס צווישן דעם שפּאַלט און דעם פאַרשטעל, אַזוי דער ווינקל איז זייער קליין. דער ווינקל איז אַזוי קליין אַז דער ווערט פון סינ טעטאַ איז נאָענט צו טאַנגענט טעטאַ.

סינ θ ≈ טאַן θ = y / L

ד זינד θ = n λ

ד (י / ל) = n λ

dy = n λ L

אינפֿאָרמאַציע:

d = שפּאַלט ברייט, y = דיסטאַנץ צווישן דעם צענטראלן ליכט און דעם n-טן אָרדענונג ליכט, n = אָרדענונג, λ = כוואַליע לענג, L = דיסטאַנץ צווישן דעם גראַטינג און דעם פאַרשטעלן.

עקספּערימענט 1:

d₁ y₁ = ען₁ λ ל

(1/4500)(0,1) = (2) λ L

0,1 / 4500 = (2) λ L

0,1 / (2)(4500) = λ L

0,1 / 9000 = λ ל

עקספּערימענט 2:

d₂ y₂ = ען₂ λ ל

(1/5400)(יאָר₂) = (2) λ L

y₂ / 5400 = (2) λ L

y₂ / (2)(5400) = λ L

y₂ / 10.800 = λ ל

די כוואַליע-לענג פון ליכט (λ) וואָס ווערט גענוצט איז די זעלבע און די דיסטאַנץ צווישן דעם גראַטינג און דעם פאַרשטעלן (L) איז אויך די זעלבע.

λ ל = λ ל

0,1 / 9000 = י₂ / 10.800

(0,1)(10.800) = (י₂)(9000)

1080 = י₂ (9000)

y₂ = 1080/9000

y₂ = 0,12 סענטימעטער

y₂ = קסנומקס מם

די ריכטיגע ענטפער איז C.

ליכט שטערונג

3. צוויי שמאָלע שפּאַלטן, 2 מ״מ באַזונדער, ווערן באַלויכטן פּערפּענדיקולאַר. אויף אַ פאַרשטעלן 1 מעטער פֿון די שפּאַלטן, ווערט געשאַפֿן אַ פֿערטע העלע ליניע, וואָס געפֿינט זיך 1 מ״מ פֿון דער צענטראַלער העלע ליניע. די כוואַליע לענג פֿון דעם ליכט וואָס ווערט גענוצט איז...

א. 24 x 10^-6 m

בי 8,0 רענטגענ 10^-6 m

C. 3,7 x 10^-6 m

די 2,0 רענטגענ 10^-6 m

ע. 0,5 x 10^-6 m

דיסקוסיע

עס איז באַקאַנט אַז:

דיסטאַנץ צווישן די שפּאַלטן (ד) = 2 מ״מ = 2 x 10^-3 מעטער

סדר (n) = 4

דיסטאַנץ צווישן פאַרשטעלן און שפּאַלט (ל) = 1 מעטער

דיסטאַנץ 4טע העלע ליניע פֿון דעם צענטראַלן ליכט (y) = 1 מ״מ = 1 x 10^-3 מעטער = 10^-3 מעטער

געפרעגט: כוואַליע לענג פון ליכט (λ)

ענטפער:

טאָפּל שפּאַלט ינטערפיראַנס פאָרמולע (קאָנסטרוקטיווע ינטערפיראַנס):

ד זינד θ = n λ

די דיסטאַנץ צווישן די שפּאַלטן איז קלענער ווי די דיסטאַנץ צווישן די שפּאַלטן און דעם עקראַן, אַזוי דער ווינקל איז זייער קליין. דער ווינקל איז זייער קליין, אַזוי דער ווערט זינד θ צוגאַנג taנגן θ.

כוואַליע לענג פון ליכט (ל) :

די ריכטיקע ענטפער איז E.

4. אין יאנג'ס עקספערימענט, זענען צוויי שמאלע שפאלטן גענוצט געווארן, יעדער 3 מ"מ אפגעטיילט, און א סקרין איז געשטעלט געווארן 1 מעטער פון די שפאלטן. אויב די זעקסטע ליכט איז געשאפן געווארן אין א דיסטאנץ פון 1 מ"מ פון די צענטראל ליכט, דעמאלט איז די כוואליע-לענג פון די גענוצט ליכט געווען...

א. 0,5 x 10^-6 m

בי 2,0 רענטגענ 10^-6 m

C. 3,7 x 10^-6 m

די 8,0 רענטגענ 10^-6 m

ע. 24 x 10^-6 m

דיסקוסיע

עס איז באַקאַנט אַז:

דיסטאַנץ צווישן די שפּאַלטן (ד) = 3 מ״מ = 3 x 10^-3 מעטער

סדר (n) = 6

דיסטאַנץ צווישן פאַרשטעלן און שפּאַלט (ל) = 1 מעטער

דיסטאַנץ 6טע העלע ליניע פֿון דעם צענטראַלן ליכט (y) = 1 מ״מ = 1 x 10^-3 מעטער = 10^-3 מעטער

געפרעגט: כוואַליע לענג פון ליכט (λ)

ענטפער:

כוואַליע לענג פון ליכט (ל) :

די ריכטיקע ענטפער איז א.

קעראַקטעריסטיקס פון ליכט כוואַליעס

5. קעראַקטעריסטיקס פון כוואַליעס:

(1) לענג-כוואַליע פאָרעם

(2) קען רעפרעקטירן

(3) קען אריינמישן

(4) קען זיין פּאָלאַריזירט

(5) איר פארשפרייטונג פארלאנגט א מיטל

די אויבנדערמאנטע אויסזאגונג, וואָס איז אַ כאַראַקטעריסטיק פֿון ליכט כוואַליעס, איז די צאָל...

א. (1), (2) און (3)

ב. (1), (2) און (4)

ג. (1), (3) און (5)

ד. (2), (3) און (4)

ה. (2), (2) און (5)

דיסקוסיע

די ריכטיגע ענטפער איז ד.

6. 2015/2016 SMA/MA פיזיק נאציאנאלע עקזאמען פראגעס נומער 29

גיט אכט אויף די פאלגנדע דערקלערונג!

(1) קען אריינמישן זיך

(2) דערלעבן פּאָלאַריזאַציע

(3) דערלעבן דיפראַקציע

(4) קריכן אָן אַ מיטל

(5) קען ווערן רעפלעקטירט

די ריכטיקע אויסזאג אויבן וועגן די אייגנשאפטן פון קלאַנג כוואַליעס איז...

א. (1), (2), און (3)

ב. (1), (3), און (5)

ג. (1), (4), און (5)

ד. (2), (3), און (4)

ה. (3), (4), און (5)

דיסקוסיע

(2) פּאָלאַריזאַציע ווערט דערפאַרט דורך טראַנסווערסאַלע כוואַליעס. קלאַנג כוואַליעס זענען לאַנדזשאַטודאַנאַל כוואַליעס.

(4) כוואַליעס וואָס פאַרשפּרייטן זיך אָן אַ מיטל זענען בלויז עלעקטראָמאַגנעטישע כוואַליעס, קלאַנג כוואַליעס זענען מעכאַנישע כוואַליעס וואָס דאַרפן אַ מיטל צו פאַרשפּרייטן זיך.

די ריכטיגע ענטפער איז ב.

דיפראַקציע גראַטינג

7. א דיפראקציע גראַטינג האט 4.000 ליניעס פּער סענטימעטער. מאָנאָטשראָמאַטיש ליכט ווערט געשיינט אויף די גראַטינג, פּראָדוצירנדיק אַ צווייטע-אָרדענונג העלע ליניע. אויב דער ווינקל פון דיווייישאַן איז 30°,^o, דעמאָלט איז די כוואַליע לענג פון ליכט... (1 Å = 10^{-קסנומקס} m)

א. 8.000 א

ב. 6.250 א.

בערך 5.000 א.ד.

ד. 4.500 א.

מזרח 4.000 Å

דיסקוסיע

עס איז באַקאַנט אַז:

גיטער קאנסטאנט (ד) = 1 / (4000 ליניעס / סענטימעטער) = 0,00025 סענטימעטער = 2,5 x 10^-4 סענטימעטער = 2,5 X 10^-6 מעטער

סדר (n) = 2

זינד 30^o = קסנומקס

1 Å = 10^{-קסנומקס} m

געפרעגט: כוואַליע לענג פון ליכט (λ)

ענטפער:

די ריכטיגע ענטפער איז ב.

8. א שטראל פון מאנאכראמאטיש ליכט מיט א כוואליע-לענג פון 2,5.10^-7 מ אויף אַ גריד וואָס באַשטייט פון 10.000 שטריכן/ס״מ. וואָס איז דער ווינקל פֿאַר אַ צווייטע אָרדענונג העל ליניע?

A. 30^o

B. 37^o

C. 45^o

D. 53^o

י 60^o

דיסקוסיע

עס איז באַקאַנט אַז:

גיטער קאנסטאנט (ד) = 1 / (10.000 ליניעס / סענטימעטער) = 0,0001 סענטימעטער = 1 x 10^-4 סענטימעטער = 1 X 10^-6 מעטער

סדר (n) = 2

כוואַליע לענג פון ליכט (λ) = 2,5 x 10^-7 מעטער

געפרעגט: ווינקל (θ)

ענטפער:

די ריכטיקע ענטפער איז א.

9. טאָפּל שפּאַלט ינטערפיראַנס

א שטראל פון געל ליכט ווערט געווארפן אויף צוויי שפאלטן, וואס פאראורזאכט זיכטבארע אריינמישונג אויפן עקראן. פון דער פאלגנדער אויסזאג:

(1) די העלע בענד וועט ווערן ברייטער אויב געל ליכט ווערט ערזעצט מיט בלוי

(2) די העלע בענד וועט ווערן ברייטער אויב די דיסטאַנץ צווישן די שפּאַלטן ווערט פאַרקלענערט.

(3) וואָס ווייטער פֿון דעם צענטראַלן ליכט, אַלץ קלענער די אינטענסיטעט.

(4) ווי ווייטער פונעם צענטראלן ליכט בלייבט די אינטענסיטעט קאנסטאנט.

די ריכטיגע אויסזאג איז…

א. (1), (3) און (4)

ב. (1) און (3) נאָר

נאָר C. (1) און (4)

ד. (2) און (3) נאָר

נאָר E. (2) און (4)

דיסקוסיע

די דיסטאַנץ צווישן די שפּאַלטן איז קלענער ווי די דיסטאַנץ צווישן די שפּאַלטן און דעם עקראַן, אַזוי דער ווינקל איז זייער קליין. דער ווינקל איז זייער קליין, אַזוי דער ווערט זינד θ צוגאַנג taנגן θ.

טאָפּל שפּאַלט ינטערפיראַנס פאָרמולע (קאָנסטרוקטיווע ינטערפיראַנס)

אינפֿאָרמאַציע:

ד = דיסטאַנץ צווישן די שפּאַלטן, י = יאַראַק העלע ליניע צו n פונעם צענטראלן ליכט, ל = דיסטאַנץ צווישן דעם עקראַן און דעם שפּאַלט, נ = אָרדענונג, λ = pכוואַליע לענג פון ליכט.

(1) די העלע בענד וועט ווערן ברייטער אויב געל ליכט ווערט ערזעצט מיט בלוי

באַזירט אויף דעם פֿאָרמולע, איז די צאָל פֿון העלע ליניעס (n) אומקערלעך פּראָפּאָרציאָנעל צו דער לענג gכוואַליעס (אויב די כוואַליע לענג איז קלענער, די צאָל פון העלע ליניעס (n) וואַקסט. געל ליכט האט אַ לענגערע כוואַליע-ברייט (נידעריקערע פרעקווענץ) ווי בלוי ליכט. אויב געל ליכט ווערט ערזעצט מיט בלוי, ווערט די כוואַליע-ברייט קירצער, אַזוי די צאָל פון העלע ליניעס (n) וואַקסט.

די אויסזאג איז אמת.

(2) די העלע בענד וועט ווערן ברייטער אויב די דיסטאַנץ צווישן די שפּאַלטן ווערט פאַרקלענערט.

באַזירט אויף דער פאָרמולע אויבן, איז די דיסטאַנץ צווישן די שפּאַלטן (ד) גלייך פּראָפּאָרציאָנעל צו דער צאָל העלע ליניעס (n). אויב די דיסטאַנץ צווישן די שפּאַלטן ווערט פאַרקלענערט, וועט די צאָל העלע ליניעס (n) פאַרקלענערן זיך.

די אויסזאג איז פאַלש.

(3) וואָס ווייטער פֿון דעם צענטראַלן ליכט, אַלץ קלענער די אינטענסיטעט.

אינטענסיטעט איז פארבונדן מיטן לעוועל פון ליכטיקייט. אינטענסיטעט איז פארקערט פראפארציאנעל צו דיסטאַנץ; ווי גרעסער די דיסטאַנץ, אלץ נידעריגער די אינטענסיטעט (וואס שוואַכער דאָס ליכט).

די אויסזאג איז אמת.

(4) ווי ווייטער פונעם צענטראלן ליכט בלייבט די אינטענסיטעט קאנסטאנט.

די אויסזאג איז פאַלש.

די ריכטיגע ענטפער איז ב.

10. א שטראל פון מאנאכראמאטיש ליכט מיט א כוואליע-לענג פון 5.10^-7 מ איז געריכטעט פּערפּענדיקולאַר צו דער גראַטינג. אויב די דיסטאַנץ צווישן דעם עקראַן און דער גראַטינג איז 2 מ און אַ דריט-אָרדענונג ליכט קומט פאר אויף דעם עקראַן אין אַ דיסטאַנץ פון 150 ס״מ פון דעם צענטראלן ליכט, דעמאָלט איז די דיסטאַנץ צווישן די שפּאַלטן….

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

דיסקוסיע

עס איז באַקאַנט אַז:
כוואַליע לענג (λ) = 5 x 10^-7 מעטער
ל = 2 מעטער
N = קסנומקס
y = 150 ס״מ = 1,5 מעטער
געפרעגט: גיטער קאָנסטאַנט
ענטפער:

זינד θ ≈ טאַן θ = י / ל = 1,5 / 2 = 0,75 = 75 רענטגענ 10^-2

דיסטאַנץ צווישן גאַפּס:
ד סינ θ = n λ
ד (75.10^-2) = (3)(5.10^-7)
ד (75.10^-2) = 15.10^-7
ד = (15.10^-7) / (75.10^-2)
ד = (15/75).10^-5
ד = (1/5)(10^-5מעטער
ד = (0,2)(10^-5מעטער
ד = 2.10^-6 מעטער
די ריכטיגע ענטפער איז C.

11. א שטראל פון מאנאכראמאטיש ליכט מיט א כוואליע-לענג פון 500 נאַנאָמעטער (1 נאַנאָ = 10 נאַנאָמעטער)^-9) קומט פּערפּענדיקולאַר צו מענטשאויב די פערטע ליכט שאַפט אַ דיווייישאַן ווינקל פון 30^o, די צאָל ליניעס פּער סענטימעטער פון די גריד איז….

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

דיסקוסיע
עס איז באַקאַנט אַז:
כוואַליע לענג (λ) = 500.10^-9 מעטער = 5.10^-7 מעטער
θ = 30^o
N = קסנומקס
געפרעגט: צאָל ליניעס פּער סענטימעטער פון גריד
ענטפער:
דיסטאַנץ צווישן גאַפּס:
ד סינ θ = n λ
ד (זינד 30^o) = (4)(5.10^-7)
ד (0,5) = 20.10^-7
ד = (20.10^-7) / 0,5
ד = 40.10^-7
ד = 4.10^-6  מעטער

נומער פון ליניעס פּער סענטימעטער פון גריד:
x = 1 / 4.10^-6  מעטער
רענטגענ = קסנומקס⁶ ליניע / מעטער
רענטגענ = קסנומקס⁶ ליניע / 10² cm
רענטגענ = קסנומקס⁴ ליניע / ס״מ
רענטגענ = קסנומקס² ליניע / ס״מ
x = 2500 ליניעס / סענטימעטער
די ריכטיגע ענטפער איז ב.

פֿראַגע מקור:

2015/2016 סמאַ / מאַ פיזיק יו.ען. פראגעס