Àpẹẹrẹ Àwọn Ìbéèrè lórí Ìjíròrò Ìmọ́lẹ̀ Tó Lè Rí
Pendahuluan
Ìmọ́lẹ̀ tí a lè rí ni apá kan nínú ìrísí oníná mànàmáná tí a lè rí lójú ènìyàn. Ìwọ̀n ìgbì iná tí a lè rí jẹ́ nǹkan bí nanomita 380 sí 740. Ìmọ́lẹ̀ yìí ní oríṣiríṣi àwọ̀ tí a lè yà sọ́tọ̀ nípasẹ̀ ìfàmọ́ra tàbí ìyípadà. A sábà máa ń kẹ́kọ̀ọ́ nípa ìṣẹ̀lẹ̀ yìí nínú fisiksi, pàápàá jùlọ nínú orí lórí àwọn ohun tí a lè rí.
Ìmọ́lẹ̀ jẹ́ irú agbára kan tí ó ṣe pàtàkì fún ìgbésí ayé ojoojúmọ́ àti kókó pàtàkì nínú onírúurú ìṣòro fisiksi. Nínú àpilẹ̀kọ yìí, a ó jíròrò ọ̀pọ̀lọpọ̀ àpẹẹrẹ ìṣòro àti bí a ṣe lè yanjú wọn ní ìbámu pẹ̀lú ìmọ́lẹ̀ tí a lè rí.
Àpẹẹrẹ Àwọn Ìbéèrè àti Ìjíròrò
Ìbéèrè 1: Ìmọ́lẹ̀ Funfun
A lo prism gilasi lati ya ina funfun sinu awọn awọ apakan rẹ. Ṣe atokọ awọn awọ ti o jẹyọ lati itọsi ina funfun nipasẹ prism, lati gigun gigun kukuru si gigun ti o gun julọ.
Ìjíròrò:
Ìmọ́lẹ̀ funfun jẹ́ ti onírúurú àwọ̀ pẹ̀lú onírúurú ìgbì omi. Nígbà tí a bá gba ìmọ́lẹ̀ funfun kọjá prism, a máa tẹ̀ gbogbo ẹ̀yà àwọ̀ ní igun ọ̀tọ̀ọ̀tọ̀ gẹ́gẹ́ bí ìgbì omi rẹ̀ ṣe rí. Ìtòlẹ́sẹẹsẹ àwọn àwọ̀ láti ìgbì omi kúkúrú sí ìgbì omi gígùn jùlọ ni:
1. Àwọ̀ elése àlùkò
2. Àwọ̀ ewé
3. Àwọ̀ ewé
4. Àwọ̀ pupa
5. Osan
6. Pupa
Àwọ̀ elése ni ìgbìn tó kúrú jùlọ (~380 nm) ó sì yí padà jùlọ, nígbàtí pupa ní ìgbìn tó gùn jùlọ (~700 nm) ó sì yí padà díẹ̀ jùlọ.
Ìbéèrè 2: Àtọ́ka Ìmọ́lẹ̀
Ìmọ́lẹ̀ monochromatic kan pẹ̀lú ìgbì omi 600 nm wà nínú omi pẹ̀lú àmì ìfàmọ́ra ti \(n\). Ìmọ́lẹ̀ náà wọ inú ibi kejì, ìyẹn ni gíláàsì pẹ̀lú àmì ìfàmọ́ra ti 1,5. Ṣírò igun ìfàmọ́ra ti igun ìṣẹ̀lẹ̀ nínú omi bá jẹ́ ìwọ̀n 30. Àmì ìfàmọ́ra ti omi jẹ́ 1,33.
Ìjíròrò:
Lo òfin Snell, èyí tí ó sọ pé:
\[ n_1 \sin \theta_1 = n_2 \sin \theta_2 \]
Fún ni:
– Atọka Refractive ti omi, \( n_1 = 1,33 \)
– Àtọ́ka ìfàmọ́ra ti gilasi, \( n_2 = 1,5 \)
– Igun ìṣẹ̀lẹ̀ nínú omi, \( \theta_1 = 30^\circ \)
Nítorí náà:
\[ 1,33 \ ẹṣẹ 30^\circ = 1,5 \ ẹṣẹ \ theta_2 \]
Nítorí \(\sin 30^\circ = 0,5\), fi rọ́pò sínú ìṣètò náà:
\[ 1,33 \igba 0,5 = 1,5 \sin \theta_2 \]
\[ 0,665 = 1,5 \sin \theta_2 \]
\[ \sin \theta_2 = \frac{0,665}{1,5} \]
\[ \sin \theta_2 = 0,4433 \]
Wa igun refraction \( \theta_2 \):
\[ \theta_2 = \sin^{-1}(0,4433) \nnọ́mbà 26,4^\circ \]
Nítorí náà, igun ìfàmọ́ra nínú gilasi náà jẹ́ nǹkan bí ìwọ̀n 26,4.
Ìbéèrè 3: Ìdènà Fífẹ́ẹ́
Àwọn ihò méjì tóóró tí ó jọra, tí a yà sọ́tọ̀ pẹ̀lú ìjìnnà \(d = 0,1\) mm, ni ìmọ́lẹ̀ monochromatic pẹ̀lú ìgbì omi ti \(\lambda = 500\) nm ń tànmọ́lẹ̀. Ìtànná náà ń mú ìdènà kan jáde lórí ibojú kan tí ó jìnnà sí 2 m láti àwọn ihò náà. Ṣírò ìjìnnà láàárín àwọn ìlà ìmọ́lẹ̀ méjì tí ó tẹ̀lé ara wọn lórí ibojú náà.
Ìjíròrò:
Lo idogba fun ijinna laarin awọn okun didan meji ti o tẹle ara wọn ni apẹrẹ idamu meji-slit:
\[ \Delta y = \ frac{\lambda L}{d} \]
Fún ni:
– Gígùn ìgbì ìmọ́lẹ̀, \( \lambda = 500 \igba 10^{-9} \) mita
– Ijinna lati slit si iboju, \( L = 2 \) awọn mita
– Ijinna laarin awọn slits meji, \( d = 0,1 \igba 10^{-3} \) awọn mita
Rọpo awọn iye wọnyi:
\[ \Delta y = \frac{500 \igba 10^{-9} \ọ̀rọ̀{ m} \igba 2 \ọ̀rọ̀{ m}}{0,1 \igba 10^{-3} \ọ̀rọ̀{ m}} \]
\[ \Delta y = \frac{1000 \igba 10^{-9} \ọ̀rọ̀{ m}}{0,1 \igba 10^{-3} \ọ̀rọ̀{ m}} \]
\[ \Delta y = \frac{1000 \igba 10^{-9}}{10^{-4}} \]
\[ \Delta y = 10^{-5 + 4} \]
\[ \Delta y = 10^{-1} \]
\[ \Delta y = 0,01 \text{ m} \]
Nítorí náà, ijinna laarin awọn ẹgbẹ imọlẹ meji ti o tẹle ara wọn lori iboju jẹ mita 0,01 tabi 1 cm.
Ìbéèrè 4: Ìyàtọ̀ sí Ìmọ́lẹ̀
Ìmọ́lẹ̀ pẹ̀lú ìgbì ìgbì tó jẹ́ \( \lambda = 600 \) nm ń kọjá láàrín àlàfo kan ṣoṣo pẹ̀lú ìbú \(a = 0,02 \) mm. A ya àwòrán ìyàtọ̀ tó jáde lórí ìbòjú tó wà ní mítà mẹ́ta láti àlàfo náà. Ṣírò ìbú àlàfo dúdú àkọ́kọ́ láti àárín àwòrán ìyàtọ̀ náà.
Ìjíròrò:
Lo idogba fun iwọn ti okun dudu akọkọ (apẹẹrẹ iyatọ slit kan ṣoṣo):
\[ y = \frac{m \lambda L}{a} \]
Fún ìgbà àkọ́kọ́ dúdú, \( m = 1 \):
\[ y = \frac{1 \igba 600 \igba 10^{-9} \ọ̀rọ̀{ m} \igba 3 \ọ̀rọ̀{ m}}{0,02 \igba 10^{-3} \ọ̀rọ̀{ m}} \]
Ìyípadà àwọn iye:
\[ y = \frac{600 \igba 10^{-9} \ọ̀rọ̀{ m} \igba 3 \ọ̀rọ̀{ m}}{0,02 \igba 10^{-3} \ọ̀rọ̀{ m}} \]
\[ y = \frac{1800 \igba 10^{-9} \ọ̀rọ̀{ m}}{0,02 \igba 10^{-3} \ọ̀rọ̀{ m}} \]
\[ y = \frac{1800}{0,02} \igba 10^{-6} \ọ̀rọ̀{ m} \]
\[ y = \frac{1800}{0,02} \igba 10^{-6} \ọ̀rọ̀{ m} \]
\[ y = 90000 \igba 10^{-6} \ọ̀rọ̀{ m} \]
\[ y = 0,09 \ọ̀rọ̀{ m} \]
Nítorí náà, ìwọ̀n ìbú dúdú àkọ́kọ́ láti àárín àwòrán ìyípadà jẹ́ 0,09 mítà tàbí 9 cm.
Ipari
Ìmọ́lẹ̀ tí a lè rí ni agbègbè ìrísí oníná tí ojú ènìyàn lè rí, ó sì ṣe pàtàkì fún àwọn ìṣẹ̀lẹ̀ ojú bí ìfàmọ́ra, ìdènà, àti ìfọ́mọ́ra. Lílóye àwọn èrò ìpìlẹ̀ àti láti lè yanjú àwọn ìṣòro tí ó ní í ṣe pẹ̀lú àwọn ìṣẹ̀lẹ̀ wọ̀nyí ṣe pàtàkì fún àwọn akẹ́kọ̀ọ́ àti àwọn olùwádìí. Nínú àpilẹ̀kọ yìí, a ti ṣe àtúnyẹ̀wò ọ̀pọ̀lọpọ̀ àwọn ìṣòro àpẹẹrẹ, pẹ̀lú àwọn àlàyé, láti ràn wá lọ́wọ́ láti lóye bí ìmọ́lẹ̀ tí a lè rí ṣe ń bá ohun èlò kan lò àti bí ó ṣe ń mú onírúurú ìṣẹ̀lẹ̀ ojú jáde. Pẹ̀lú òye tí ó dára jù, a lè ṣe àwárí àwọn ìlò síwájú sí i ti ìmọ́lẹ̀ tí a lè rí nínú ìmọ̀ sáyẹ́ǹsì àti ìmọ̀ ẹ̀rọ.
