Kolikšen mora biti razmik d med režami na uklonski mrežici, da se na zaslonu pojavijo interferenčni maksimumi, ko uklonsko mrežico presvetlimo s koherenčno enobarvno svetlobo z valovno dolžino
. -
Koliko uklonskih maksimumov se pojavi na oddaljenem zaslonu za uklonsko mrežico na vsaki strani centralnega žarka, če jo presvetlimo z lasersko svetlobo z valovno dolžino 632.8 nm (He-Ne laser). Uklonska mrežica ima 300 rež na milimeter.
- 0
- 2
- 3
- 5
- 6
- 18
Gosta jeklena mreža je spletena iz tankih jeklenih nitk s premerom 100 nm. Nitke v mreži so razmaknjene za
. Ali se pojavijo uklonski maksimumi na zaslonu za tako mrežico, če jo postavimo v snop enobarvne rentgenske svetlobe z valovno dolžino 0.5 nm? Jeklo ima kristalinično strukturo z razdaljami med atomskimi ravninami reda velikosti 1 nm. - Da, ker jeklene nitke v mreži delujejo kot reže v uklonski mrežici.
- Ne, ker je razmik med nitkami veliko večji kot valovna dolžina svetlobe. Na zaslonu se pojavi samo senca mrežice.
- Da, zaradi uklona rentgenske svetlobe na robu posamezne nitke.
- Da, ker se uklon pojavi zaradi sipanja rentgenske svetlobe na atomskih ravninah v kristalni strukturi jekla.
Na režo s širino d pada koherenčna enobarvna svetloba z valovno dolžino
. V katerem primeru je uklon pri prehodu svetlobe skozi režo bolj izrazit:-
Oceni, kako majhne podrobnosti lahko še razločimo s prostim očesom, če opazujemo fotografijo ali predmet iz razdalje 25 cm. Pri oceni upoštevaj valovno dolžino svetlobe 500 nm (približno sredina vidnega spektra) in tipično širino zenice v očesu 2,5 mm. (Oceni na primer, koliko morata biti razmaknjeni dve svetli točki na temni podlagi, da ju še razločimo.)
-
- 0.01 mm
- 0.05 mm
- 0.1 mm
- 0.5 mm
- 1 mm
-
Lomni količnik n za neko snov pove:
- Kolikšna je gostota snovi.
- Kolikšna je absorbcija svetlobe v snovi.
- Koliko je snov prozorna.
- Kolikšna je trdota snovi.
- Kolikšno je razmerje med hitrostjo svetlobe v vakuumu in hitrostjo svetlobe v snovi.
Iz tabel razberemo, da je lomni količnik za polistiren n = 1.49. To pomeni:
- Hitrost svetlobe v polistirenu je 1.49 krat večja kot v vakuumu.
- Hitrost svetlobe v polistirenu je 1.49 krat manjša kot v vakuumu.
- Hitrost svetlobe v polistirenu je enaka kot v vakuumu, venda polistiren ni popolnoma prozorna snov.
- Gostota polistirena je 1.49 g/cm^3.
Pri prehodu svetlobe iz optično redkejše v optično gostejšo snov:
- se zmanjša frekvenca svetlobe.
- se zmanjša valovna dolžina svetlobe.
- ostaneta frekvenca in valovna dolžina nespremenjeni, zmanjša se le hitrost svetlobe.
- ostanejo hitrost, frekvenca in valovna dolžina svetlobe nespremenjeni.
Pri lomnem in odbojnem zakonu moramo upoštevati, da se merijo koti žarkov glede na:
- mejo med snovema
- normalo na mejo med snovema
- tangento na mejo med snovema
- smer polarizacije svetlobe.
Pri difuznem odboju svetlobe na hrapavi površini ne dobimo zrcalne slike predmeta, ki stoji ob taki površini. Zakaj ne?
- Na hrapavi površini ne velja odbojni zakon.
- Na hrapavi površini velja enak odbojni zakon kot na gladki površini, vendar se vpadni žarki razpršijo v vse smeri, ker se odbijajo na različno nagnjenih delih naključno razgibane površine.
- Na hrapavi površini velja enak odbojni zakon kot na gladki površini, vendar sliko izbriše interferenca med žarki, ki se odbijejo na različno visokih delih hrapave površine.
- Na hrapavi površini velja enak odbojni zakon kot na gladki površini, vendar sliko zabriše absorbcija žarkov pri odboju.
Svetloba se pri prehodu iz optično redkejše v optično gostejšo snov (pri poševnem vpadu na mejo med snovema):
- lomi k normali na mejo med snovema.
- lomi stran od normale na mejo med snovema.
- potuje naprej v isti smeri, kot je vpdla.
Visok kovinski sod v obliki valja ima na dnu varnostni ventil za spuščanje vode. Na steni v bližini soda je postavljena videokamera, s katero lahko med drugim nadziramo ventil (da ga ne prekrijejo smeti, …). Vidno polje kamere je tako, da je ventil ravno še viden preko roba soda, ko je sod poln vode. Ali bo ventil v vidnem polju kamere, tudi če je sod prazen?
- Da, enako se bo videl kot pri polnem sodu.
- Ne, ventila ne bo videti, če v sodu ni vode, ker se v tem primeru žarki na poti od ventila do kamere ne lomijo. Rob soda zakrije ventil.
- Da, ventil bo videti še bolje. Na sliki se bo ventil premaknil stran od roba posode, saj se v tem primeru žarki na poti od ventila do kamere ne lomijo.
V katerem primeru lahko pride do totalnega odboja svetlobe na meji med dvema snovema?
- Na prehodu iz optično redkejše v optično gostejšo snov.
- Na prehodu iz optično gostejše v optično redkejšo snov.
- Na prehodu med snovema z enakima lomnima količnikoma.
- V vsakem primeru.
Zakaj se pojavijo mavrične barve na milnem mehurčku ali na tanki plasti olja na vodni gladini? (Te barve se prelivajo med sabo, če jih pogledamo pod različnimi koti.)
- Barve so posledica absorbcije svetlobe v plasti olja ali milnice (Absorbcija je različna pri različnih valovnih dolžinah svetlobe).
- Barve so posledica interference svetlobe pri odboju na tanki plasti milnice ali olja. Razpored barv je odvisen od razlik v debelini plasti na različnih mestih.
- Barve so posledica disperzije svetlobe v olju ali v milnici.
- Nehomogenosti v tanki plasi olja ali milnice delujejo kot uklonska mrežica. Barve so posledica prepletanja interferenčnih maksimumov in minimumov iz takih naključno razporejenih "uklonskih mrežic".
Kateri od spodaj navedenih fizikalnih pojavov je vzrok za to, da se včasih pojavi mavrica na nebu?
Na površino steklene leče (n(st)=1.66) podvodnega fotoaparata je nanešena antirefleksna prevleka, to je tanka plast prozorne snovi z lomnim količnikom n = 1.2, katere debelina je izbrana tako, da se pojavi destruktivna interferenca pri odboju svetlobe z valovno dolžino
, ko je kamera pod vodo. Ali ta antirefleksna plast še vedno deluje, če fotoaparat uporabljamo na suhem (ko je leča v stiku z zrakom (n(zr) = 1), namesto z vodo (n(vode) = 1.33)?- Deluje enako, ni pomembno kolikšen je lomni količnik snovi pred lečo.
- Deluje enako, ker ni velike razlike med lomnim količnikom vode in zraka.
- Antirefleksni učinek na suhem je nekoliko manj izrazit.
- Na suhem deluje ta tanka plast ravno obratno, povečuje odbojnost, namesto da bi jo zmanjšala ali odpravila.
