Λύσεις τράπεζας θεμάτων φυσική γενικής Β΄ λυκείου Δ θέμα 21573

nature meets construction

Η φύση μπορεί να γίνει μέρος των ανθρώπινων κατασκευών .

Σας παρουσιάζουμε μια άσκηση από το μήκος κύματος και την ενέργεια ενός φωτονίου .

Προτείνουμε να διαβάσετε την νέα μελέτη.

Δείτε και αυτό είναι η νέα μας προσπάθεια (με ανανεωμένο εβδομαδιαίο πρόγραμμα)

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

ΘΕΜΑ Δ

Ένας μαθητής γράφοντας επαναληπτικό διαγώνισμα στη Φυσική Γενικής Παιδείας χρησιμοποίησε τον παρακάτω τύπο για να υπολογίσει τη συχνότητα ενός φωτονίου :

f = √[(E·c) / (h·λ)] .

Τα E, λ συμβολίζουν την ενέργεια και το μήκος κύματος του φωτονίου που κινείται σε ένα διαφανές υλικό και c είναι η ταχύτητά του στο υλικό αυτό.

Δ1. Να εξηγήσετε κατά πόσο η χρήση αυτού του τύπου θα οδηγήσει το μαθητή στη σωστή απάντηση, εφόσον αντικαταστήσει σωστά τα δεδομένα και κάνει σωστές μαθηματικές πράξεις.

Δ2. Η τιμή της συχνότητας f του φωτονίου μεταβλήθηκε καθώς το φωτόνιο, από το κενό που κινιόταν αρχικά, εισήλθε στο διαφανές υλικό;

To φωτόνιο έχει στο κενό μήκος κύματος λ0 = 450 nm και το διαφανές υλικό έχει δείκτη διαθλάσεως n = 1,5.

Δ3. Να υπολογίσετε το μήκος κύματος του φωτονίου κατά τη κίνησή του μέσα στο διαφανές υλικό.

Δ4. Θεωρούμε μία μονοχρωματική δέσμη φωτός που αποτελείται από φωτόνια σαν αυτό που αναφέρθηκε στα προηγούμενα ερωτήματα. To «χρώμα» της δέσμης στο κενό ανήκει στην υπέρυθρη, την ορατή ή την υπεριώδη περιοχή του φάσματος της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας; Στο διαφανές υλικό αλλάζει το χρώμα της;

Λύση

Δ1.

Η ενέργεια ενός φωτονίου δίνεται :

Ε = h·f ⇒ f = E / h .

Η θεμελιώδης κυματική εξίσωση κατά την διάδοση μιας φωτεινής ακτίνας μέσα σε ένα υλικό δίνεται :

c = λ·f ⇒ f = c / λ .

Άρα η υπόριζη ποσότητα της σχέσης που μας δίνεται :

Ε·c / (h·λ) = (Ε / h)·(c / λ) = f·f = f² ,

Η σχέση που μας δίνεται γράφεται :

f = √[(E·c) / (h·λ)] ⇒ f = √f² ⇒ f = f .

Άρα η σχέση αυτή δεν θα δώσει κανένα ουσιαστικό αποτέλεσμα, είναι μια ταυτότητα.

Δ2.

Η συχνότητα f εξαρτάται μόνο από την φωτεινή πηγή που δημιούργησε το φωτόνιο, άρα η συχνότητα δεν μεταβάλλεται κατά την αλλαγή του οπτικού μέσου που διαδίδεται η ακτίνα .

Δ3.

Το μήκος κύματος του φωτονίου κατά την διάδοση της φωτεινής ακτίνας είναι :

λ = λ0 / n ⇒ λ = 450 / 1,5 ⇒ λ = 300 nm .

Δ4.

To οπτικό τμήμα του φάσματος παίρνει τιμές από 400 nm έως 700 nm , η μονοχρωματική ακτινοβολία με μήκος κύματος λ0 = 450 nm ανήκει στο οπτικό τμήμα του φάσματος .

Αν και το μήκος κύματος αλλάζει από το ένα μέσο στο άλλο, η συχνότητα δεν αλλάζει, άρα η αντίληψη του χρώματος π.χ. από τα ίδια τα μάτια μας δεν αλλάζει.

Προτείνουμε η άσκηση να συζητηθεί , αν κριθεί απαραίτητο στην τάξη από τον καθηγητή .

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

Advertisements

2 thoughts on “Λύσεις τράπεζας θεμάτων φυσική γενικής Β΄ λυκείου Δ θέμα 21573

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