Λύσεις τράπεζας θεμάτων φυσική γενικής Β΄ λυκείου Δ θέμα 21694

dynamic and clever women

Δυναμικές και έξυπνες οι σύγχρονες γυναίκες , έλκονται εξίσου με τους άντρες από την φυσική.

Σας παρουσιάζουμε μία άσκηση από την οπτική.

Μια άσκηση που μας λύνει η συνάδελφος Ελπίδα Ανδρουλιδάκη .

Την ευχαριστούμε πολύ και την θεωρούμε μέλος της ομάδας μας.

Η Ελπίδα μας πρόσφερε μια σειρά ασκήσεων , λυμένες υποδειγματικά.

(μας έστειλε τις ασκήσεις σε μορφή έτοιμη για να τις χρησιμοποιήσουμε.)

Δείτε αυτό το επαναληπτικό θέμα

Δείτε και αυτό

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

Η ταχύτητα του φωτός στο διαμάντι είναι cδ = 1,2·108 m / s ενώ σε ένα είδος λαδιού είναι cε = 2·108 m / s.

Δ1. Να υπολογίσετε το δείκτη διάθλασης του διαμαντιού και του λαδιού.

Ρίχνουμε ένα κομμάτι από το παραπάνω διαμάντι μέσα στο λάδι. Ρίχνουμε στην επιφάνεια του λαδιού μονοχρωματική δέσμη φωτός που στον αέρα έχει μήκος κύματος 500 nm. Η ακτίνα διαδίδεται στο λάδι και κατόπιν προσπίπτει στο διαμάντι και διαδίδεται και σε αυτό.

Δ2. Να υπολογίσετε τον λόγο λδ / λε όπου λε το μήκος κύματος της ακτινοβολίας στο λάδι και λδ στο διαμάντι.

Δ3. Να υπολογίσετε την ενέργεια ενός φωτονίου αυτής της ακτινοβολίας. Να αιτιολογήσετε αν αυτή η ενέργεια μεταβάλλεται καθώς η ακτινοβολία περνά από τον αέρα στο νερό και τέλος στο διαμάντι.

Δ4. Για να θερμανθεί ένα γραμμάριο από αυτό το λάδι και να ανέβει η θερμοκρασία του κατά 1°C απαιτείται ενέργεια 1,98 J. Πόσα φωτόνια έχουν ενέργεια ίση με την ενέργεια που απαιτείται για να θερμανθούν 2 g από το λάδι αυτό κατά 1°C;

Δίνεται ότι η ταχύτητα του φωτός στον αέρα είναι 3·108 m / s και η σταθερά του Planck 6,6·10-34 J∙s .

Λύση

Δ1.

Ο δείκτης διάθλασης οπτικού υλικού για συγκεκριμένη συχνότητα ορίζεται ως :

n= c/ c

Οπότε ,

nδ = (3·10/ 1,2·108) ⇒ nδ = 2,5

nε = (3·108/2·108)⇒ nε = 1,5

Δ2.

Απο τον ορισμό του δείκτη διάθλασης προκύπτει :

n = c/ c ⇒ n = λ0·f / (λ·f) ⇒ n = λ/ λ ⇒ λ = λ/ n

Άρα :

λδ / λε = (λ/ nδ) / (λ/ nε) ⇒ λδ / λε = nε / nδ ⇒ λδ / λε = 1,5 / 2,5 ⇒ λδ / λε = 0,6 .

Δ3.

H συχνότητα ενός φωτονίου της ακτινοβολίας είναι ανεξάρτητη από το μέσο διάδοσης και έχει σταθερή τιμή ίση με :

c= λ0·f ⇒ f = c/ λ⇒ f = (3·108) / ( 5·10-7) ⇒ f = 0,6·1015 ⇒ f = 6·1014 Ηz .

H ενέργεια ενός φωτονίου με τη παραπάνω συχνότητα είναι :

Ε= h·f ⇒ Ε= 6,6·10-34·6·1014 ⇒ Ε= 39,6·10-20 J .

και παραμένει σταθερή ανεξάρτητα από το μέσο διάδοσης.

Δ3.

Αφού για να θερμανθεί ένα γραμμάριο λαδιού και να ανέβει η θερμοκρασία του κατά 1°C απαιτείται ενέργεια 1,98 J, τότε για να θερμανθεί διπλάσια ποσότητα απαιτείται προσφορά διπλάσιας ποσότητας ενέργειας , δηλαδή απαιτούνται Q = 3,96 J.

Η προσφορά της παραπάνω ενέργειας γίνεται με απορρόφηση φωτονίων που το κάθε ένα έχει ενέργεια Ε= 39,6·10-20 J .

Οπότε  Q = Nf·Ε⇒ N= Q / Ε⇒ N= 3,96 / (39,6·10-20) = 1019 φωτόνια .

Ωραία λύση από την συνάδελφο Ελπίδα Ανδρουλιδάκη .

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

Advertisements

3 thoughts on “Λύσεις τράπεζας θεμάτων φυσική γενικής Β΄ λυκείου Δ θέμα 21694

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