Физика и астрономия · 10 клас

Вълнови свойства на светлината

76 въпроса с отговори, 10 ключови понятия и 6 задачи за мислене и 19 игри за проектора.

Вълнови свойства на светлината, физика и астрономия 10 клас
  1. 1 Тема: Вълнови свойства на светлината
  2. 2 Изберете игра
  3. 3 Пуснете на проектора
По тема 75 въпроса, 10 понятия, 6 задачи · 19 игриДобави в любими

Вълнови свойства на светлината

ИнтерференцияМаксимуми и минимумиТънки слоевеДифракцияДифракционна решетка

Табло и Вярно или невярно са безплатни с профил. Всички игри и „На живо“: 30 дни безплатно за учители. Цени

На живо с телефониУчениците влизат с код и отговарят от телефона си. Класация в реално време.
Без интернет в класната стая?Свалете темата веднъж, докато имате интернет. После игрите вървят и без връзка, а отговорите се изпращат, щом тя се върне.

Отборни битки

Класът е разделен на отбори, които се състезават за точки.

Уроци в темата

Кратко обяснение, най-важното за запомняне и въпроси за всеки урок от учебната програма.

Въпроси и отговори: Вълнови свойства на светлината

Всички въпроси от комплекта по физика и астрономия за 10 клас. Натиснете въпроса, за да видите верния отговор и обяснението. Удобно за преговор преди контролно и за подготовка у дома.

Интерференция

  1. Какво е интерференция на светлината?
    • Заобикаляне на препятствия от вълните
    • Наслагване на кохерентни вълни с устойчиво усилване и отслабване
    • Разлагане на бялата светлина на цветове
    • Поглъщане на светлината от веществото

    Отговор: Наслагване на кохерентни вълни

    В резултат се получава картина от светли и тъмни ивици (максимуми и минимуми).

  2. Какво се наблюдава на екрана при опита на Юнг с два процепа?
    • Една светла точка
    • Редуващи се светли и тъмни ивици
    • Равномерно осветен екран
    • Пълна тъмнина

    Отговор: Редуващи се светли и тъмни ивици

    Вълните от двата процепа се наслагват и дават редуващи се максимуми и минимуми.

  3. С кой източник най-лесно се показва интерференция на светлината в класната стая?
    • Свещ
    • Лазер
    • Обикновена крушка
    • Фенерче с няколко диода

    Отговор: Лазер

    Лазерната светлина е монохроматична и кохерентна, затова дава ясна картина.

  4. Кой учен пръв наблюдава интерференция на светлината с два тесни процепа в началото на XIX век?
    • Томас Юнг
    • Исак Нютон
    • Огюстен Френел
    • Макс Планк

    Отговор: Томас Юнг

    Опитът на Юнг е от 1801-1803 г.

  5. Кои вълни се наричат кохерентни?
    • Вълни с различни честоти
    • Вълни с еднаква амплитуда и различни честоти
    • Вълни с еднаква честота и постоянна фазова разлика
    • Всякакви светлинни вълни

    Отговор: Вълни с еднаква честота и постоянна фазова разлика

    Само кохерентните вълни дават устойчива във времето интерференчна картина.

  6. Как се изменя разстоянието между интерференчните ивици, ако екранът се отдалечи от процепите?
    • Намалява
    • Не се изменя
    • Расте
    • Ивиците изчезват

    Отговор: Расте

    Δx = λL/d, затова при по-голямо L ивиците са по-раздалечени.

  7. Защо светлината от две отделни лампи не дава устойчива интерференчна картина?
    • Лампите не са кохерентни източници
    • Лампите светят твърде слабо
    • Светлината от лампите е бяла
    • Лампите са твърде далеч една от друга

    Отговор: Не са кохерентни

    Фазовата разлика между вълните от различни лампи се мени хаотично.

  8. Какво доказва интерференцията на светлината?
    • Че светлината е поток от електрони
    • Че светлината има маса
    • Корпускулярната природа на светлината
    • Вълновата природа на светлината

    Отговор: Вълновата природа на светлината

    Наслагване с гасене е характерно за вълните; частиците не могат да се „гасят“.

  9. Какво става с интерференчната картина, ако процепите се раздалечат един от друг?
    • Ивиците се разреждат
    • Картината не се изменя
    • Изчезват тъмните ивици
    • Ивиците се сгъстяват

    Отговор: Ивиците се сгъстяват

    Δx = λL/d: при по-голямо d разстоянието между ивиците намалява.

  10. Как се получават кохерентни източници в опита на Юнг?
    • Използват се две еднакви лампи
    • Светлина от един източник се разделя от два близки процепа
    • Използват се две призми с различни цветове
    • Светлината се отразява от две различни огледала на различни места в стаята

    Отговор: Светлината от един източник минава през два процепа

    Двата процепа стават вторични източници с постоянна фазова разлика.

  11. Какво се вижда в центъра на картината при опита на Юнг с бяла светлина?
    • Тъмна ивица
    • Бяла ивица, а встрани цветни ивици
    • Само червена ивица
    • Само виолетова ивица

    Отговор: Бяла ивица, а встрани цветни ивици

    В центъра пътната разлика е нула за всички цветове, затова е бяла ивица; встрани максимумите на различните цветове се разминават.

  12. Какъв уред използват детекторите LIGO, които регистрират гравитационни вълни от 2015 г.?
    • Лазерен интерферометър
    • Дифракционна решетка
    • Електронен микроскоп
    • Призмен спектроскоп

    Отговор: Лазерен интерферометър

    Те регистрират изключително малки изменения на дължината на рамената по изменението на интерференчната картина.

  13. Как се изменя разстоянието между интерференчните ивици, ако червената светлина се замени с виолетова (при същата постановка)?
    • Увеличава се
    • Не се изменя
    • Ивиците изчезват
    • Намалява

    Отговор: Намалява

    Разстоянието между ивиците е Δx = λL/d, а виолетовата светлина има по-малка λ.

  14. Нарушава ли се законът за запазване на енергията, щом в интерференчните минимуми няма светлина?
    • Не, енергията се преразпределя към максимумите
    • Да, енергията изчезва
    • Да, енергията се превръща в маса
    • Не, защото в минимумите светлината е невидима, но я има

    Отговор: Не, енергията се преразпределя към максимумите

    В максимумите интензитетът е по-голям от сбора на двете вълни; средно енергията се запазва.

  15. Целият опит на Юнг се потапя във вода (n = 1,33). Как се изменя разстоянието между ивиците?
    • Нараства 1,33 пъти
    • Намалява 1,33 пъти
    • Не се изменя
    • Намалява 2 пъти

    Отговор: Намалява 1,33 пъти

    Във водата λ намалява n пъти, а Δx = λL/d.

Максимуми и минимуми

  1. При каква пътна разлика между две кохерентни вълни се получава интерференчен минимум?
    • Цял брой дължини на вълната
    • Нула
    • Нечетен брой половинки дължини на вълната
    • Произволна

    Отговор: Δ = (2k + 1)λ/2

    Тогава вълните пристигат в противофаза и се отслабват.

  2. Как се нарича разликата в разстоянията, които изминават две вълни до дадена точка?
    • Фаза
    • Амплитуда
    • Пътна разлика
    • Период

    Отговор: Пътна разлика

    Пътната разлика Δ = r2 − r1 определя дали в точката има максимум или минимум.

  3. При каква пътна разлика между две кохерентни вълни се получава максимум?
    • Δ = (2k + 1)λ/2
    • Δ = λ/4
    • Δ = kλ
    • Δ = kλ/3

    Отговор: Δ = kλ

    При цял брой дължини на вълната вълните пристигат в една фаза и се усилват.

  4. Пътната разлика на две кохерентни вълни с λ = 500 nm е 1,5 μm. Какво се наблюдава в тази точка?
    • Минимум
    • Нито максимум, нито минимум
    • Максимум
    • Зависи от амплитудите

    Отговор: Максимум

    Δ/λ = 1,5 μm/0,5 μm = 3, цял брой дължини на вълната.

  5. Какво се случва, когато две еднакви вълни се наслагват в противофаза?
    • Усилват се двойно
    • Взаимно се гасят
    • Удвоява се честотата
    • Нищо не се променя

    Отговор: Взаимно се гасят

    Гребенът на едната вълна съвпада с дъното на другата и отклоненията се компенсират.

  6. Какво се наблюдава в точка, в която пътната разлика на двете вълни е нула?
    • Минимум
    • Нищо не се вижда
    • Половин интензитет
    • Максимум

    Отговор: Максимум

    Вълните пристигат в една фаза: това е централният максимум.

  7. Пътната разлика на две кохерентни вълни с λ = 500 nm е 1,25 μm. Какво се наблюдава?
    • Максимум
    • Нито максимум, нито минимум
    • Минимум
    • Двойно по-ярък максимум

    Отговор: Минимум

    Δ/λ = 2,5, т.е. пет половинки дължини на вълната.

  8. На каква фазова разлика съответства пътна разлика λ/2?
    • π/2
    • 2π
    • π/4
    • π (180°)

    Отговор: π (180°)

    Пътна разлика λ съответства на 2π, затова λ/2 съответства на π.

  9. Каква е пътната разлика за първия минимум (най-близкия до центъра)?
    • λ/2
    • λ
    • 2λ
    • λ/4

    Отговор: λ/2

    При k = 0 условието Δ = (2k + 1)λ/2 дава λ/2.

  10. В опит на Юнг d = 0,5 mm, екранът е на L = 2 m, λ = 600 nm. Колко е разстоянието между съседни светли ивици?
    • 0,24 mm
    • 2,4 mm
    • 24 mm
    • 1,2 mm

    Отговор: 2,4 mm

    Δx = λL/d = 6·10−7·2/5·10−4 = 2,4·10−3 m.

  11. Две кохерентни вълни с амплитуди 3 cm и 1 cm се наслагват. Каква е амплитудата в максимум и в минимум?
    • 4 cm и 0
    • 3 cm и 1 cm
    • 4 cm и 2 cm
    • 2 cm и 0

    Отговор: 4 cm и 2 cm

    В максимум амплитудите се събират (3 + 1 = 4 cm), а в минимум се изваждат (3 − 1 = 2 cm).

  12. В опит на Юнг d = 0,4 mm, L = 1 m и разстоянието между светлите ивици е 1,5 mm. Каква е дължината на вълната?
    • 400 nm
    • 600 nm
    • 500 nm
    • 750 nm

    Отговор: 600 nm

    λ = Δx·d/L = 1,5·10−3·0,4·10−3/1 = 6·10−7 m.

  13. Две еднакви кохерентни вълни се наслагват в максимум. Колко пъти интензитетът там е по-голям от интензитета на една вълна?
    • 4 пъти
    • 2 пъти
    • √2 пъти
    • Не се изменя

    Отговор: 4 пъти

    Амплитудата се удвоява, а интензитетът е пропорционален на квадрата на амплитудата.

  14. В точка от екрана пътната разлика е 2 μm. Светлина с кои дължини на вълната от видимата област дава максимум там?
    • ≈ 667 nm, 500 nm и 400 nm
    • Само 500 nm
    • ≈ 667 nm и 400 nm
    • 700 nm и 350 nm

    Отговор: ≈ 667 nm, 500 nm и 400 nm

    Максимум има при Δ = kλ: λ = 2 μm/k; за k = 3, 4, 5 получаваме ≈ 667, 500 и 400 nm.

  15. Единият процеп в опита на Юнг се покрива с тънка стъклена пластинка. Какво става с картината?
    • Изчезва напълно
    • Ивиците се разреждат двойно
    • Измества се, без да се изменя разстоянието между ивиците
    • Става бяла

    Отговор: Измества се, без да се изменя разстоянието между ивиците

    Пластинката добавя оптичен път към единия лъч, затова централният максимум се премества, а Δx = λL/d остава същото.

Тънки слоеве

  1. Защо сапунените мехури са шарени?
    • Поради дисперсия в сапуна
    • Защото сапунът е оцветен
    • Поради интерференция на светлината, отразена от двете повърхности на тънкия слой
    • Поради топлинно излъчване на мехура

    Отговор: Интерференция в тънък слой

    Вълните, отразени от външната и вътрешната повърхност, се наслагват.

  2. На какво се дължат преливащите сини цветове на крилата на пеперудата морфо?
    • На син пигмент
    • На интерференция в тънки слоеве на люспите
    • На отражение от вода
    • На флуоресценция

    Отговор: На интерференция в тънки слоеве на люспите

    Люспите на крилата имат микроскопични слоеве, в които светлината интерферира; затова цветът се мени с ъгъла на гледане.

  3. Кое от изброените се дължи на интерференция в тънки слоеве?
    • Сянката на дърво
    • Дъгата
    • Червеният залез
    • Седефеният блясък на мидените черупки

    Отговор: Седефеният блясък на мидените черупки

    Седефът е от много тънки слоеве, в които отразената светлина интерферира.

  4. Какво е „просветляване“ на оптиката на фотоапарати и очила?
    • Боядисване на лещите в бяло
    • Тънко покритие, което намалява отражението чрез интерференция
    • Полиране до огледален блясък
    • Затъмняване на лещите на слънце

    Отговор: Тънко покритие срещу отражения

    Отразените от двете страни на слоя вълни се гасят и повече светлина преминава.

  5. Кои вълни интерферират при тънък слой (например сапунен филм)?
    • Падащата и пречупената вълна
    • Вълни от два различни източника
    • Отразените от горната и от долната повърхност на слоя
    • Вълните, минали през два процепа

    Отговор: Отразените от горната и от долната повърхност на слоя

    Част от светлината се отразява от горната повърхност, а част от долната; тези две вълни са кохерентни.

  6. Вертикален сапунен филм в телена рамка показва цветни ивици. Как са разположени те?
    • Хоризонтално
    • Вертикално
    • Като кръгове
    • Хаотично

    Отговор: Хоризонтално

    Течността се стича надолу и дебелината расте отгоре надолу, а всяка ивица е линия с еднаква дебелина.

  7. Кое явление обяснява цветните петна от разлят бензин върху мокър асфалт?
    • Интерференция в тънък слой
    • Дисперсия в призма
    • Дифракция от решетка
    • Пълно вътрешно отражение

    Отговор: Интерференция в тънък слой

    Бензинът образува тънък слой върху водата.

  8. На какво се дължат пръстените на Нютон?
    • На интерференция в тънкия въздушен слой между леща и стъклена пластина
    • На дисперсия в лещата
    • На дифракция от ръба на лещата
    • На отражение от огледало

    Отговор: На интерференция в тънкия въздушен слой между леща и стъклена пластина

    Дебелината на въздушния слой расте от центъра навън, затова местата с еднаква пътна разлика образуват пръстени.

  9. Защо цветовете на тънък слой се изменят, когато го гледаме под различен ъгъл?
    • Слоят се изпарява
    • Пътната разлика зависи от ъгъла на наблюдение
    • Окото различава цветовете различно
    • Светлината се поляризира

    Отговор: Пътната разлика зависи от ъгъла на наблюдение

    При наклонено наблюдение пътят в слоя е различен и се усилват други дължини на вълната.

  10. Защо при бяла светлина различни места на мехура имат различни цветове?
    • Сапунът има различни цветове на различни места
    • Различните места излъчват различна светлина
    • Мехурът се върти
    • Дебелината на слоя е различна и максимумът се получава за различни дължини на вълната

    Отговор: Различна дебелина на слоя

    Условието за максимум зависи от дебелината и от λ.

  11. Защо дебел слой (например прозоречно стъкло) не дава цветни интерференчни ивици при бяла светлина?
    • Стъклото не отразява светлина
    • Стъклото поглъща всички цветове
    • Стъклото е непрозрачно
    • Пътната разлика е твърде голяма и картините за различните цветове се сливат

    Отговор: Пътната разлика е твърде голяма и картините за различните цветове се сливат

    При голяма дебелина максимумите на различните дължини на вълната се застъпват и окото вижда бяла светлина.

  12. Какво се случва с фазата на светлината при отражение от оптически по-плътна среда?
    • Не се изменя
    • Изменя се с четвърт вълна
    • Обръща се (губи се половин вълна)
    • Светлината се поглъща

    Отговор: Обръща се (губи се половин вълна)

    При такова отражение фазата се изменя с π, което е като допълнителен път λ/2.

  13. Каква е най-малката дебелина на просветляващ слой (n = 1,38), за да гаси отражението при λ = 550 nm?
    • ≈ 200 nm
    • ≈ 138 nm
    • 550 nm
    • ≈ 100 nm

    Отговор: ≈ 100 nm

    Двойният път в слоя трябва да е λ/2 в средата: d = λ/(4n) = 550/(4·1,38) ≈ 100 nm.

  14. Сапунен филм изглежда тъмен в отразена светлина точно преди да се спука. Защо?
    • Филмът е станал непрозрачен
    • Дебелината е много по-малка от λ, а едното отражение обръща фазата и двете вълни се гасят
    • Сапунът поглъща цялата светлина
    • Филмът е станал много дебел

    Отговор: Дебелината е много по-малка от λ, а едното отражение обръща фазата и двете вълни се гасят

    Отражението от горната повърхност (към по-плътна среда) обръща фазата с π, а пътната разлика е почти нула, затова отразените вълни се гасят.

  15. Какъв е центърът на пръстените на Нютон, наблюдавани в отразена светлина?
    • Светъл
    • Червен
    • Не се вижда нищо
    • Тъмен

    Отговор: Тъмен

    В точката на допир дебелината е почти нула, а едното отражение обръща фазата, затова вълните се гасят.

Дифракция

  1. Кога дифракцията на вълните е забележима?
    • Само при много големи препятствия
    • Само във вакуум
    • Когато размерите на препятствието са съизмерими с дължината на вълната
    • Само при звукови вълни

    Отговор: При препятствия, сравними с λ

    Тогава вълните осезаемо навлизат в областта на геометричната сянка.

  2. Какво е дифракция?
    • Разлагане на светлината на цветове
    • Отражение от огледало
    • Заобикаляне на препятствия от вълните и навлизане в областта на геометричната сянка
    • Поглъщане на светлината

    Отговор: Заобикаляне на препятствия от вълните и навлизане в областта на геометричната сянка

    При дифракция вълните се отклоняват от праволинейното разпространение около ръбовете на препятствия.

  3. Кои вълни проявяват дифракция?
    • Всички вълни
    • Само светлината
    • Само звукът
    • Само вълните по вода

    Отговор: Всички вълни

    Дифракцията е общо свойство на вълните: звук, вълни по вода, светлина, радиовълни.

  4. Защо можем да чуем човек зад ъгъла, но не можем да го видим?
    • Звуковите вълни са много по-дълги от светлинните и се огъват около препятствията
    • Звукът е по-бърз от светлината
    • Светлината не се отразява
    • Звукът не е вълна

    Отговор: Звуковите вълни са много по-дълги

    Дължината на звуковите вълни е от сантиметри до метри, а на светлината е под 1 μm.

  5. Какво се вижда на екрана, когато светлина минава през тесен процеп?
    • Само една остра ивица с размера на процепа
    • Широк централен максимум и по-слаби странични ивици
    • Равномерно осветен екран
    • Цветна дъга без ивици

    Отговор: Широк централен максимум и по-слаби странични ивици

    Централният дифракционен максимум е най-ярък и най-широк, а встрани има по-слаби максимуми.

  6. Какво става с вълните по водата, когато минат през тесен отвор във вълнолом?
    • Спират напълно
    • Разпространяват се зад отвора в различни посоки
    • Продължават само право напред
    • Отразяват се назад

    Отговор: Разпространяват се зад отвора в различни посоки

    Тесният отвор действа като нов източник и вълните навлизат в зоната на сянката.

  7. Кой учен развива вълновата теория на дифракцията в началото на XIX век?
    • Исак Нютон
    • Йоханес Кеплер
    • Галилео Галилей
    • Огюстен Френел

    Отговор: Огюстен Френел

    Принципът на Хюйгенс-Френел обяснява дифракцията.

  8. Кое от изброените е проява на дифракция?
    • Дъгата
    • Миражът
    • Сянката по пладне
    • Приемането на дълги радиовълни зад хълм

    Отговор: Приемането на дълги радиовълни зад хълм

    Дългите радиовълни имат дължина, сравнима с размерите на хълмовете, и ги заобикалят.

  9. При един и същ тесен процеп коя светлина дава по-широк централен дифракционен максимум?
    • Виолетовата
    • Синята
    • Червената
    • Зелената

    Отговор: Червената

    Ширината на максимума расте с дължината на вълната, а червената има най-голяма λ.

  10. Как се изменя централният дифракционен максимум от тесен процеп, ако процепът се стесни?
    • Стеснява се
    • Не се изменя
    • Разширява се
    • Изчезва

    Отговор: Разширява се

    Колкото по-тесен е процепът, толкова по-силно се отклонява светлината.

  11. Защо радиотелескопите имат огромни антени (десетки и стотици метри)?
    • За да подобрят разделителната способност, ограничена от дифракцията на дългите вълни
    • За да са по-евтини
    • Защото радиовълните са много слаби само на Земята
    • За да се виждат отдалеч

    Отговор: За да подобрят разделителната способност, ограничена от дифракцията на дългите вълни

    Разделителната способност зависи от λ/D; радиовълните са дълги, затова D трябва да е много голям.

  12. Какво гласи принципът на Хюйгенс?
    • Светлината се движи само по права линия
    • Ъгълът на падане е равен на ъгъла на отражение
    • Енергията на фотона е hν
    • Всяка точка от вълновия фронт е източник на вторични вълни

    Отговор: Всяка точка от вълновия фронт е източник на вторични вълни

    С този принцип (развит от Френел) се обяснява навлизането на вълните в областта на сянката.

  13. Кое явление ограничава най-малките детайли, които може да различи оптичен микроскоп?
    • Дисперсията
    • Дифракцията на светлината
    • Пълното вътрешно отражение
    • Фотоефектът

    Отговор: Дифракцията

    Детайли, по-малки от около половин дължина на вълната, не могат да се различат.

  14. Какво е светлото петно на Араго (Поасон)?
    • Тъмна точка в центъра на малък отвор
    • Отражение от огледало
    • Светла точка в центъра на сянката на малък кръгъл диск
    • Слънчев ореол

    Отговор: Светла точка в центъра на сянката на малък кръгъл диск

    Вълните, дифрагирали от ръба на диска, пристигат в центъра на сянката в една фаза и дават светло петно.

  15. Защо звездите в телескоп изглеждат като малки кръгчета с пръстени, а не като точки?
    • Заради дифракцията на светлината от кръглия отвор на обектива
    • Защото звездите са огромни
    • Заради дисперсията в стъклото
    • Заради пълното вътрешно отражение

    Отговор: Заради дифракцията на светлината от кръглия отвор на обектива

    Дори идеалният обектив дава дифракционна картина: централен диск и слаби пръстени.

Дифракционна решетка

  1. Какво представлява дифракционната решетка?
    • Една призма
    • Два процепа
    • Вдлъбнато огледало
    • Много успоредни еднакви процепи на равни разстояния

    Отговор: Множество еднакви успоредни процепи

    Разстоянието между съседни процепи се нарича период на решетката.

  2. Как се нарича разстоянието между съседните процепи на дифракционната решетка?
    • Дължина на вълната
    • Период (константа) на решетката
    • Порядък
    • Амплитуда

    Отговор: Период (константа) на решетката

    Периодът d е сумата от ширината на един процеп и един непрозрачен участък.

  3. Какво се вижда на екрана, когато бяла светлина премине през дифракционна решетка?
    • Само една бяла ивица
    • Цветни спектри от двете страни на централния максимум
    • Само червена ивица
    • Тъмен екран

    Отговор: Цветни спектри от двете страни на централния максимум

    Различните цветове имат максимуми под различни ъгли, затова се получават спектри.

  4. Кое е условието за главен максимум при дифракционна решетка?
    • d·sin θ = (2k + 1)λ/2
    • d·sin θ = kλ
    • d = kλ·sin θ
    • sin θ = d/λ

    Отговор: d·sin θ = kλ

    d е периодът, k е порядъкът на максимума.

  5. Решетка има 500 процепа на 1 mm. Колко е периодът ѝ?
    • 0,5 μm
    • 5 μm
    • 20 μm
    • 2 μm

    Отговор: 2 μm

    d = 1 mm / 500 = 0,002 mm = 2 μm.

  6. Защо CD и DVD дисковете блестят в цветовете на дъгата?
    • Покрити са с цветна боя
    • Пластмасата разлага светлината като призма
    • Плътно разположените писти действат като отражателна решетка
    • Заради пълно вътрешно отражение

    Отговор: Плътно разположените писти действат като отражателна решетка

    Пистите са на около 1,6 μm (CD) една от друга, а това е сравнимо с λ на светлината.

  7. Решетка има 200 процепа на 1 mm и се осветява с λ = 500 nm. Колко е sin θ за максимума от втори порядък?
    • 0,2
    • 0,1
    • 0,4
    • 0,05

    Отговор: 0,2

    d = 1/200 mm = 5 μm; sin θ = 2·0,5/5 = 0,2.

  8. Какъв е цветът на централния (нулевия) максимум при бяла светлина?
    • Бял
    • Червен
    • Виолетов
    • Зелен

    Отговор: Бял

    При k = 0 всички дължини на вълната имат максимум в една и съща посока и се събират в бяло.

  9. Колко максимума от първи порядък се наблюдават при монохроматична светлина и решетка?
    • Един
    • Четири
    • Нито един
    • Два, симетрично от двете страни на центъра

    Отговор: Два, симетрично от двете страни на центъра

    Ъглите +θ и −θ удовлетворяват d·sin θ = λ.

  10. Решетка с период 2 μm се осветява с λ = 600 nm. Кой е най-високият порядък на наблюдаваните максимуми?
    • 4
    • 2
    • 6
    • 3

    Отговор: 3

    k ≤ d/λ = 2/0,6 ≈ 3,3, затова kmax = 3.

  11. Защо дифракционната решетка дава по-ярки и по-тесни максимуми от два процепа?
    • Защото процепите са по-широки
    • Защото решетката е от метал
    • Защото светлината от много процепи се наслагва
    • Защото решетката поглъща част от светлината

    Отговор: Защото светлината от много процепи се наслагва

    При много процепи вълните се усилват само в точни посоки и максимумите стават остри и ярки.

  12. Решетка с период 2 μm дава максимум от първи порядък при sin θ = 0,25. Каква е дължината на вълната?
    • 500 nm
    • 250 nm
    • 800 nm
    • 400 nm

    Отговор: 500 nm

    λ = d·sin θ = 2·10−6·0,25 = 5·10−7 m.

  13. Кой цвят се отклонява най-силно от дифракционна решетка в един и същи порядък?
    • Червеният
    • Виолетовият
    • Зеленият
    • Всички еднакво

    Отговор: Червеният

    sin θ = kλ/d, а червената светлина има най-голяма λ.

  14. Максимумът от първи порядък за λ = 500 nm е под ъгъл 30°. Колко процепа на 1 mm има решетката?
    • 500
    • 1000
    • 2000
    • 250

    Отговор: 1000

    d = λ/sin 30° = 500 nm / 0,5 = 1 μm, значи на 1 mm има 1000 процепа.

  15. Припокриват ли се спектрите от втори и трети порядък при бяла светлина (380-760 nm)?
    • Не, никога
    • Да
    • Само при призма
    • Само при много малък период

    Отговор: Да

    Краят на втория порядък е при 2·760 = 1520, а началото на третия при 3·380 = 1140 (в единици d·sin θ, nm), значи се припокриват.

Финален въпрос

Решетка със 100 процепа на 1 mm се осветява със светлина с λ = 500 nm. Под какъв ъгъл се наблюдава първият максимум?

Отговор: ≈ 2,9° (sin θ = 0,05)

d = 10 μm, sin θ = λ/d = 0,5/10 = 0,05, θ ≈ 2,9°.

Ключови понятия по темата

Кохерентни
Вълни с еднаква честота и постоянна фазова разлика
Дифракция
Заобикаляне на препятствия от вълните
Решетка
Оптичен уред с много успоредни процепи на равни разстояния
Процеп
Тесен отвор, през който минава светлината в опита на Юнг
Максимум
Светла ивица в интерференчната картина
Минимум
Тъмна ивица в интерференчната картина
Период
Разстоянието между съседни процепи на решетката
Френел
Физик от Франция, развил вълновата теория на дифракцията
Мехур
Тънка сапунена ципа, пълна с въздух, която блести в различни цветове
Фаза
Величина, която показва в какво състояние на трептене е вълната

Често задавани въпроси

Как да проведа час по темата „Вълнови свойства на светлината“ с игра?

Изберете игра от комплекта и я пуснете на проектора или интерактивната дъска. Табло е добро за преговор на целия раздел, Ескейп стая е подходяща преди контролно, а Вярно или невярно е бърза загрявка в началото на часа. Не е нужно нищо за инсталиране.

По учебната програма ли са въпросите за 10 клас?

Да. Въпросите следват учебната програма на МОН по физика и астрономия за 10 клас (първи гимназиален етап) и покриват: Интерференция, Максимуми и минимуми, Тънки слоеве, Дифракция, Дифракционна решетка.

Могат ли учениците да отговарят от телефоните си?

Да. С режим „На живо“ всеки ученик влиза с код от телефона си, отговаря на въпросите и вижда класацията в реално време.

Може ли детето да упражнява темата у дома?

Да. В раздел „У дома“ детето играе със същите въпроси, събира звезди и повтаря грешките си, а родителят вижда напредъка.

Още теми по физика и астрономия

Всички теми по физика и астрономия за 10 клас · Всички игри