Физика и астрономия · 10 клас · Светлина: Вълнови свойства на светлината

Дифракция. Дифракционна решетка

Име: Клас: Дата:

Кога дифракцията на вълните е забележима?
- А) Само при много големи препятствия
- Б) Само във вакуум
- В) Когато размерите на препятствието са съизмерими с дължината на вълната
- Г) Само при звукови вълни
Защо можем да чуем човек зад ъгъла, но не можем да го видим?
- А) Звуковите вълни са много по-дълги от светлинните и се огъват около препятствията
- Б) Звукът е по-бърз от светлината
- В) Светлината не се отразява
- Г) Звукът не е вълна
Кой учен развива вълновата теория на дифракцията в началото на XIX век?
- А) Исак Нютон
- Б) Йоханес Кеплер
- В) Галилео Галилей
- Г) Огюстен Френел
Как се изменя централният дифракционен максимум от тесен процеп, ако процепът се стесни?
- А) Стеснява се
- Б) Не се изменя
- В) Разширява се
- Г) Изчезва
Кое явление ограничава най-малките детайли, които може да различи оптичен микроскоп?
- А) Дисперсията
- Б) Дифракцията на светлината
- В) Пълното вътрешно отражение
- Г) Фотоефектът
Какво е дифракция?
- А) Разлагане на светлината на цветове
- Б) Отражение от огледало
- В) Заобикаляне на препятствия от вълните и навлизане в областта на геометричната сянка
- Г) Поглъщане на светлината
Какво се вижда на екрана, когато светлина минава през тесен процеп?
- А) Само една остра ивица с размера на процепа
- Б) Широк централен максимум и по-слаби странични ивици
- В) Равномерно осветен екран
- Г) Цветна дъга без ивици
Кое от изброените е проява на дифракция?
- А) Дъгата
- Б) Миражът
- В) Сянката по пладне
- Г) Приемането на дълги радиовълни зад хълм
Защо радиотелескопите имат огромни антени (десетки и стотици метри)?
- А) За да подобрят разделителната способност, ограничена от дифракцията на дългите вълни
- Б) За да са по-евтини
- В) Защото радиовълните са много слаби само на Земята
- Г) За да се виждат отдалеч
Какво е светлото петно на Араго (Поасон)?
- А) Тъмна точка в центъра на малък отвор
- Б) Отражение от огледало
- В) Светла точка в центъра на сянката на малък кръгъл диск
- Г) Слънчев ореол
Какво представлява дифракционната решетка?
- А) Една призма
- Б) Два процепа
- В) Вдлъбнато огледало
- Г) Много успоредни еднакви процепи на равни разстояния
Кое е условието за главен максимум при дифракционна решетка?
- А) d·sin θ = (2k + 1)λ/2
- Б) d·sin θ = kλ
- В) d = kλ·sin θ
- Г) sin θ = d/λ
Решетка има 200 процепа на 1 mm и се осветява с λ = 500 nm. Колко е sin θ за максимума от втори порядък?
- А) 0,2
- Б) 0,1
- В) 0,4
- Г) 0,05
Решетка с период 2 μm се осветява с λ = 600 nm. Кой е най-високият порядък на наблюдаваните максимуми?
- А) 4
- Б) 2
- В) 6
- Г) 3
Кой цвят се отклонява най-силно от дифракционна решетка в един и същи порядък?
- А) Червеният
- Б) Виолетовият
- В) Зеленият
- Г) Всички еднакво
Как се нарича разстоянието между съседните процепи на дифракционната решетка?
- А) Дължина на вълната
- Б) Период (константа) на решетката
- В) Порядък
- Г) Амплитуда
Решетка има 500 процепа на 1 mm. Колко е периодът ѝ?
- А) 0,5 μm
- Б) 5 μm
- В) 20 μm
- Г) 2 μm
Какъв е цветът на централния (нулевия) максимум при бяла светлина?
- А) Бял
- Б) Червен
- В) Виолетов
- Г) Зелен
Защо дифракционната решетка дава по-ярки и по-тесни максимуми от два процепа?
- А) Защото процепите са по-широки
- Б) Защото решетката е от метал
- В) Защото светлината от много процепи се наслагва
- Г) Защото решетката поглъща част от светлината
Максимумът от първи порядък за λ = 500 nm е под ъгъл 30°. Колко процепа на 1 mm има решетката?
- А) 500
- Б) 1000
- В) 2000
- Г) 250

Отговори

1. В) При препятствия, сравними с λ Тогава вълните осезаемо навлизат в областта на геометричната сянка.
2. А) Звуковите вълни са много по-дълги Дължината на звуковите вълни е от сантиметри до метри, а на светлината е под 1 μm.
3. Г) Огюстен Френел Принципът на Хюйгенс-Френел обяснява дифракцията.
4. В) Разширява се Колкото по-тесен е процепът, толкова по-силно се отклонява светлината.
5. Б) Дифракцията Детайли, по-малки от около половин дължина на вълната, не могат да се различат.
6. В) Заобикаляне на препятствия от вълните и навлизане в областта на геометричната сянка При дифракция вълните се отклоняват от праволинейното разпространение около ръбовете на препятствия.
7. Б) Широк централен максимум и по-слаби странични ивици Централният дифракционен максимум е най-ярък и най-широк, а встрани има по-слаби максимуми.
8. Г) Приемането на дълги радиовълни зад хълм Дългите радиовълни имат дължина, сравнима с размерите на хълмовете, и ги заобикалят.
9. А) 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.
10. В) 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.
11. Г) Множество еднакви успоредни процепи Разстоянието между съседни процепи се нарича период на решетката.
12. Б) d·sin θ = kλ d е периодът, k е порядъкът на максимума.
13. А) 0,2 d = 1/200 mm = 5 μm; sin θ = 2·0,5/5 = 0,2.
14. Г) 3 k ≤ d/λ = 2/0,6 ≈ 3,3, затова k_max = 3.
15. А) Червеният sin θ = kλ/d, а червената светлина има най-голяма λ.
16. Б) Период (константа) на решетката Периодът d е сумата от ширината на един процеп и един непрозрачен участък.
17. Г) 2 μm d = 1 mm / 500 = 0,002 mm = 2 μm.
18. А) Бял При k = 0 всички дължини на вълната имат максимум в една и съща посока и се събират в бяло.
19. В) Защото светлината от много процепи се наслагва При много процепи вълните се усилват само в точни посоки и максимумите стават остри и ярки.
20. Б) 1000 d = λ/sin 30° = 500 nm / 0,5 = 1 μm, значи на 1 mm има 1000 процепа.

Игрален час · игри и работни листове по програмата на МОН