Λύσεις τράπεζας θεμάτων φυσική γενικής Β΄ λυκείου Δ΄ θέμα 21450

Fish tank total reflection

Στη δεξαμενή νερού της φωτογραφίας μας, βλέπουμε την μονοχρωματική ακτίνα lazer που ανακλάται ολικά στην διαχωριστική επιφάνεια νερού – αέρα ενώ διαδίδεται μέσα στο νερό (πυκνότερο οπτικά μέσο από τον αέρα).

Σας παρουσιάζουμε μια άσκηση από την οπτική.

Την άσκηση μας λύνει ο συγγραφέας Νεκτάριος Πρωτοπαπάς.

Ο Νεκτάριος είναι φίλος, συνάδελφος αλλά και ένας καλός συγγραφέας που είχε κυκλοφορήσει βιβλίο πάνω στην οπτική (έως τώρα η οπτική διδασκόταν στην Φυσική Γενικής στη Γ΄ λυκείου). Έχει ασχοληθεί με την φυσική της οπτικής και έχει άποψη πάνω στη διδακτική προσέγγιση του θέματος.

Επιστρέψτε στη σελίδα που φιλοξενεί όλα τα θέματα Δ γενικής φυσικής.

ΘΕΜΑ Δ

Μονοχρωματική ακτινοβολία συχνότητας f = 6·1014 Hz προσπίπτει από το κενό σε διαφανές υλικό, μέσα στο οποίο το μήκος κύματός της μειώνεται στα 5 / 6 της αρχικής του τιμής.

Δ1. Ποιο το μήκος κύματος της ακτινοβολίας στο κενό;

Δ2. Υπολογίστε το δείκτη διάθλασης του διαφανούς υλικού για τη συγκεκριμένη ακτινοβολία.

Δ3. Ποια η ταχύτητα της μονοχρωματικής αυτής ακτινοβολίας στο διαφανές υλικό;

Δ4. Αν η ακτίνα διανύει απόσταση L = 1 cm μέσα στο διαφανές υλικό, υπολογίστε το χρόνο που χρειάζεται για να το διασχίσει.

Δίνεται η ταχύτητα του φωτός στο κενό c0 = 3·108 m / s.

Λύση

Δ1Το μήκος κύματος της ακτινοβολίας στο κενό προσδιορίζεται με τη βοήθεια της θεμελιώδους εξίσωσης της κυματικής. Είναι:

c0 = λ0f ⇒ λ0 = c0 / f ⇒ λ0 = (3∙108 m / s) / (6∙1014 Ηz) ⇒ λ0 = 5∙10-7 m. 

Δ2. Το μήκος κύματος της ακτινοβολίας στο διαφανές υλικό είναι: λ = 5·λ/ 6.

Επομένως ο δείκτης διάθλασης του διαφανούς υλικού είναι:

n = λ/ λΓ ⇒n = λ0 / (5·λ0 / 6) ⇒ n = 1,2.

Δ3Η ταχύτητα διάδοσης c της ακτινοβολίας στο διαφανές υλικό είναι:

n = c/ c ⇒ c = c0 / nΓ ⇒ c = (3∙108 m / s ) / 1,2 ⇒ c = 2,5∙108 m / s .

Δ4Ο χρόνος που χρειάζεται για να διασχίσει η ακτίνα απόσταση 1 cm μέσα στο διαφανές υλικό είναι:

L = c∙Δt ⇒ Δt = L / c ⇒ Δt = (1∙10-2 m) / 2,5∙108 m / s ⇒ Δt = 4∙10-11.

Μια λύση που μας άρεσε, ευχαριστούμε τον Νεκτάριο Πρωτοπαπά.

Προτείνουμε η άσκηση να δοθεί στους μαθητές σαν εργασία για το σπίτι.

Επιστρέψτε στη σελίδα που φιλοξενεί όλα τα θέματα Δ γενικής φυσικής.

Advertisements

2 thoughts on “Λύσεις τράπεζας θεμάτων φυσική γενικής Β΄ λυκείου Δ΄ θέμα 21450

Σχολιάστε

Εισάγετε τα παρακάτω στοιχεία ή επιλέξτε ένα εικονίδιο για να συνδεθείτε:

Λογότυπο WordPress.com

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό WordPress.com. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Φωτογραφία Twitter

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Twitter. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Φωτογραφία Facebook

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Facebook. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Φωτογραφία Google+

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Google+. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Σύνδεση με %s