Λύσεις τράπεζας θεμάτων φυσική γενικής Β΄ λυκείου Δ θέμα 21427

B0HBB6 Rice terraces, Banaue, Ifugao Province, Luzon, Philippines

Η φύση , η φυσική και ο άνθρωπος .

Σας παρουσιάζουμε μια άσκηση από την οπτική .

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

Μονοχρωματική δέσμη φωτός με συχνότητα f = 5·1014 Ηz διαπερνά κάθετα σε δυο διαφανή υλικά α και β πάχους d = 10 cm το καθένα. Το μήκος κύματος της ακτινοβολίας μέσα στο υλικό α είναι λα = 500 nm . 21427 d thema gen Δίνονται: η ταχύτητα του φωτός στο κενό c0 = 3∙108 m / s  και η σταθερά του Planck h = 6,63·10-34 J·s .

Δ1. Να υπολογίσετε την ενέργεια ενός φωτονίου αυτής της ακτινοβολίας όταν διαδίδεται στο υλικό α.

Δ2. Να υπολογίσετε το δείκτη διάθλαση του υλικού α.

Δ3. Αν κατά τη μετάβαση της ακτινοβολίας από το υλικό α στο υλικό β το μήκος κύματος της μειώνεται κατά 20%, να υπολογίσετε το δείκτη διάθλασης του υλικού β καθώς και τον αριθμό μηκών κύματος αυτής της ακτινοβολίας που αντιστοιχούν στο πάχος d του υλικού β.

Δ4. Αν η ακτινοβολία αυτή διαπερνά το υλικό α σε χρόνο tα ενώ το υλικό β σε χρόνο tβ να υπολογίσετε το λόγο tα / tβ .

Λύση

Δ1.

Η ενέργεια ενός φωτονίου της ακτινοβολίας όταν διαδίδεται στο κενό δίνεται :

Ε = h·f ⇒ Ε = 6,63·10-34·5·1014 ⇒ Ε = 33,15·10-20 joule .

H συχνότητα δεν αλλάζει από το κενό στο οπτικό μέσο α ή στο οπτικό μέσο β , εξαρτάται μόνο από την φωτεινή πηγή που δημιούργησε την μονοχρωματική ακτινοβολία .

Δ2.

Η βασική κυματική εξίσωση :

cα = λα·f ⇒ cα = λα·f ⇒ cα = 500·10-9·5·1014 ⇒ cα = 2,5·10m / s .

O δείκτης διάθλασης είναι :

nα = c0 / cα ⇒ nα = 3·10/ 2,5·10⇒ nα = 1,2 .

Δ3.

Κατά τη μετάβαση της ακτινοβολίας από το υλικό α στο υλικό β το μήκος κύματος της μειώνεται κατά 20 % :

λβ = λα – (20 / 100)·λα ⇒ λβ = (80 / 100)·λα ⇒ λβ = 0,8·λα ⇒ λβ = 0,8·5·10-7 

λβ = 4·10-7 m .

Ισχύει :

λβ / λα = nα / nβ ⇒ nβ = nα·λα / λβ ⇒ nβ = 1,2·5·10-7 / (4·10-7) ⇒ nβ = 1,5 .

Νβ είναι ο αριθμός των μηκών κύματος στο υλικό β .

Για το πάχος του υλικού έχουμε :

d = Nβ·λβ ⇒ Nβ = d / λβ ⇒ Nβ = 10·10-2 / (4·10-7) ⇒ Nβ = 25·10μήκη κύματος .

Δ4.

Ισχύει :

nβ = c0 / cβ ⇒ cβ = c0 / nβ ⇒ cβ = 3·10/ 1,5 ⇒ cβ = 2·10m / s .

Η ταχύτητα της φωτεινής ακτίνας στο υλικό β :

cβ = d / tβ .

Η ταχύτητα της φωτεινής ακτίνας στο υλικό α :

cα = d / tα .

Διαιρούμε κατά μέλη τις παραπάνω σχέσεις :

cβ / cα = (d / tβ) / (d / tα) ⇒ tα / tβ = cβ / cα ⇒ tα / tβ = 2·108 / (2,5·108) ⇒

tα / tβ = 0,8 .

Προτείνουμε η άσκηση να δοθεί στους μαθητές σαν εργασία για το σπίτι και στη συνέχεια να συζητηθεί στη τάξη .

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

Advertisements

2 thoughts on “Λύσεις τράπεζας θεμάτων φυσική γενικής Β΄ λυκείου Δ θέμα 21427

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