Лого за уроци по математика

физика-атом

Самоподготовка по Физика за кандидат-студенти и матура.

Вие сте тук:   || Светлина–теория


Светлина

Тестови задачи от изпити:

  Софийски университет  Матура


Теория

    1. Спектър на видимата светлина

    спектър на видима светлина

    2. Отражение и пречупване на светлината

    • Oпределение – На границата между две среди, светлината се отклонява от посоката си, като остава в същата среда.
    • Закони (Фиг. 2) – Ъгълът на падане α е равен на ъгъла на отражение α' , т.е.:

      α = α'.

    • Видове отражение:
      • Огледално отражение – Успореден сноп лъчи, падайки върху гладка повърхност, след отражението остава успореден.
      • Дифузно отражение – От грапава повърхност успореден сноп лъчи се отразяват под различни ъгли.
      • огледално и дифузно отражение

    Oпределение – На границата между две среди, светлината се отклонява от посоката си, като преминава във втората среда.

    • Oпределение – Величината n, която показва с колко скоростта u на светлината в дадена среда е по-малка спрямо скоростта c на светлината във вакуум:

      (1): .

    • Връзка между показателя на пречупване на дадена среда и дължината на вълната (Фиг. 1):

      (2): , където λ0 е дължината на вълната във вакуум, λ – дължината на вълната в дадена среда.

      Бележки:
      1. От формула (2) или Фиг. 1 се вижда, че когато светлината навлиза в среда с по-голям показател на пречупване, дължината на вълната ѝ намалява.
      2. Когато светлината навлиза в дадена среда скоростта и дължината на вълната се променят, но честотата не се променя. Честотата на вълната зависи от честотата на източника.
    • Ако α е ъгъл на падане, β – ъгъл на пречупване, n2 – показател на пречупване на втората среда, n1 – показател на пречупване на първата среда (Фиг. 2), то:
      (3): .
    • Изводи:
      • Ако светлината се движи от оптически по-рядка към оптически по-плътна среда, то: α > β, n1 < n2.
      • Ако светлината се движи от оптически по-плътна към оптически по-рядка среда (Фиг. 2), то: α < β, n1 > n2.
    пълно вътрешно отражение
    • Oпределение – Явлението, при което светлината движейки се от оптически по-плътна среда към оптически по-рядка среда (изпълнено е n2 < n1), не прониква във втората среда, а се отразява обратно.
    • Граничен ъгъл αгр – Ако светлината се движи от оптически по-плътна среда към оптически по-рядка среда, то ъгълът на падане, при който ъгълът на пречупване е равен на 90°, се нарича граничен ъгъл (Фиг. 3) и се намира по формулата:

      (4): sin αгр = .

      Бележка:

      За да се наблюдава пълно вътрешно отражение, светилната трябва да се движи от оптически по-плътна към оптически по-рядка среда и да пада под ъгъл по-голям от граничния.

    3. Дисперсия на светлината

    O – Разлагането на светлината на спектъра си, поради зависимостта на показателя на пречупване от дължината на вълната.

    Най-слабо се пречупват по-дълговълновите червени лъчи, а най-силно - по-късовълновите сини и виолетови.

    4. Интерференция на светлината

    O – Явлението, при което две или повече светлинни вълни се разпространяват в дадена среда и в дадени точки от средата светлината се усилва, а в други точки – отслабва.

    Точките, в които светлината се усилва. Точката е светла, когато разликата в пътищата е четно цяло число полудължини на вълната (т. Р от Фиг. 5), т.е.

    (5): Δr = r2 – r1 = 2k, където r1 е пътя, който изминава вълната идваща от светлинен източник S1, r2 – пътя на светлината идваща от източник S2, Δr – разликата в пътищата на двата лъча, k = 0, ±1, ±2, … – цяло число, отговарящо на номера на светлата ивица спрямо централната.

    Точките, в които светлината се гаси. Точката е тъмна, когато разликата в пътищата е нечетно число полудължини на вълната (т. Р от Фиг. 5), т.е.

    (6): Δr = r2 – r1 = (2k + 1).

    Всяка точка, до която достигне вълната, се превръща във вторичен източник на вълна.

    Източници, които излъчват съгласувано.

    Бележки:
    1. Два точкови, идеално монохроматични източника на светлина с една и съща честота ν, винаги са кохерентни.
    2. Винаги се наблюдава интерференция с кохерентни вълни.

    Интерференция на светлината възниква, когато:

    1. Двете вълни са създадени от точкови източници и имат една и съща дължина на вълната или честота, т.е. вълните са монохроматични.
    2. Източниците излъчват съгласувано, т.е. те излъчват едновременно и разликата във фазите между двете вълни не зависи от времето.
    Бележка:

    С реалните източници на светлина не се наблюдава интерференция, защото:

    1. Те не са идеално монохроматични, а излъчват в голям спектрален диапазон.
    2. Реалните източници не са точкови, т.е. те имат крайни размери. Много малка част от повърхността им може да се разглежда като точков източник, но тези отделни точкови източници не излъчват съгласувано.
    опит на Юнг

    Явлението интерференция на светлината за първи път е било наблюдавано през 1802 г. от английския физик Томас Юнг.

    При опита на Юнг (виж фигурата) ярък сноп монохроматична светлина попада върху непрозрачен екран с малък отвор S. Съгласно принципа на Хюйгенс този отвор може да се разглежда като източник на сферична вълна. Тази вълна попада върху втори екран с два малки отвора S1 и S2, разположени симетрично и близко един до друг. Тези два отвора се разглеждат като кохерентни източници на вълни. Двете вълни интерферират помежду си и върху екрана Е, разположен на определено разстояние се наблюдават светли и тъмни ивици (интерференчна картина).

    5. Дифракция на светлина

    O Отклонението на светлината от праволинейното ѝ разпространение, когато срещне по пътя си преграда или премине през отвор.

    Преграда с множество отвори.

    Ако d е константа на дифракционната решетка (тази константа е разстоянието между два съседни отвора в решетката), k = 0, ±1, ±2, ±3 … показва номера на светлата линия спрямо централната, Θ – ъгълът, който светлинните лъчи сключват с перпендикуляра към решетката, то условието за дифракционен максимум е:

    (7): dsin Θ = kλ.

    6. Рентгенови лъчи

    O Рентгеновите лъчи са вид електромагнитно излъчване с дължина на вълната в интервала приблизително от 10 – 8 m (10nm) до 10 – 12 m (10 – 3 nm).

    • Спирачно рентгеново лъчение – При нагряването на катода на вакуумна тръба се излъчват електрони, които се ускоряват от електричното поле. Когато се ударят в анода и срещнат атомни ядра от веществото на мишената, кинетичната енергия на електроните се превръща в лъчение, наречено спирачно рентгеново лъчение. Това лъчение има непрекъснат спектър.
    • Характеристично рентгеново лъчение – Ако енергията на електроните е много голяма, при удара им в анода, атомите му се възбуждат и излъчват лъчи. Тези лъчи образуват характеристично рентгеново лъчение. Затова спектърът на това лъчение е линеен.

    7. Топлинно излъчване

    O Тяло, което изцяло поглъща падналото върху него лъчение.

    Абсолютно черното тяло е също така и идеален излъчвател. Например: Слънцето, саждите и др.

    • (8.1): P = σST4, където P e мощността на топлинно излъчване на тялото (енергията излъчена за 1 s), S – лицето на излъчващата повърхност, T – абсолютната температура на излъчващото тяло, σ = 5,67.10 – 8 W/(m2K4) – константа на Стефан.
    • (8.2): E = = σT4, където E e общата енергия, излъчена за единица време от единица площ на абсолютно черно тяло.
    Бележка:

    През 1879 г Йозеф Стефан извежда този закон на базата на експериментални измервания, а малко по-късно Лудвиг Болцман го описва теоретично, затова законът е известен още и като закон на Стефан-Болцман.

    закон на Вин

    (9): λmaxT = const, където λmax е дължината на вълната, съответстваща на максимума в спектъра на излъчване, T – абсолютната температура на излъчващото тяло, const = 2,9.10 – 3 m.K – константа.

    От законът на Вин следва, че с нарастване на температурата общата излъчена енергия нараства, а максимумът на интензитета се премества към по-късите дължини на вълните (от червен към син), както е показано на Фиг. 6.

    За да обясни експериментално получените спектри на излъчване на абсолютно черно тяло, германският физик Макс Планк изказва принципно ново предположение, което излиза извън рамките на класическата електромагнитна теория. Според хипотезата на Планк електромагнитната енергия се излъчва от атомите и молекулите не непрекъснато, а на отделни порции, наречени кванти.

    Енергията на всеки квант се намира по формулата:

    (10): E = hν = , където ν – честота на вълната, h = 6,63.10 – 34 J.s – константа на Планк, c – скоростта на светлината във вакуум, λ – дължината на вълната.

    8. Фотоелектричен ефект (фотоефект). Фотони

    O Отделянето на електрони от повърхността на метал при облъчването му със светлина.

    1. Броят на фотоелектроните отделени за единица време от дадена повърхност зависи пропорционално от интензитета на светлината.
    2. Фотоефект се наблюдава само ако честотата на падащата светлина е над определена стойност. Тази стойност се нарича червена граница.
    3. Максималната кинетична енергия (максималната скорост) на фотоелектроните зависи само от честотата на падащата светлина.
    4. Фотоефектът е мигновено явление, т.е. фотоелектрони се отделят практически едновременно с осветяването на повърхността дори когато интензитета на светлината е много малък.
    • Фотони
      • Oпределение – Светлината не само се излъчва,но тя се разпространява и се поглъща на строго определени порции от енергия, наречени фотони.
      • Енергия – Енергията Е на фотона зависи пропорционално само от честотата ν (или от съответната дължина на вълната λ):
        (11): E = hν = , където h = 6,63.10 – 34 J.s – константа на Планк, c – скоростта на светлината във вакуум.
      • Маса – Масата на фотона в покой е равна на нула. На практика обаче не съществуват фотони в покой, т.е. фотоните са винаги в движение.
      • Скорост – Скоростта с която се движат всички фотони, не зависи от тяхната енергия, а от средата в която се движат. Във вакуум тя е равна на с (скорост на светлината). В среда с показател на пречупване n скоростта на фотоните е
        (12): .
        Бележка:

        Формула (11) е познатата ни формула (10) от хипотезата на Планк, а формула (12) се получава от формула (1).

    • Отделителна работа Aот – Минималната работа, която трябва да извърши свободен електрон, за да се откъсне от повърхността на метала.
    • Уравнение на Айнщайн за фотоефекта:

      (13): hν = Aот + Ek max.

    9. Вълни на Дьо Бройл

    O Всички форми на материята имат свойства както на частици, така и на вълни. Тези вълни са наречени вълни на материята или вълни на дьо Бройл.

    Дължината на вълната на дьо Бройл λD се определя от формулата:

    (14): , където m е масата на частицата, v – скоростта ѝ, p – импулса на частицата.

    дифракция на електрон

    Първото експериментално доказателство на хипотезата на дьо Бройл получават американските физици Клинтьн Девисън и Лестьр Джермер. През 1927 година те изследват разсейването на електрони от никелова мишена, поставена във вакуум. Двамата учени регистрират отразените от мишената електрони върху фотоплака и откриват, че на фотоплаката се наблюдава дифракционна картина, подобна на дифракционната картина, получена с рентгенови лъчи (Фиг. 7). По разположението на дифракционните максимуми те определят дължината на вълната, която трябва да имат вълните на материята (на електроните), за да се получи такава дифракционна картина. Получените стойности напълно съответстват на предсказаната от дьо Бройл дължина на вълната на електронните вълни.

    По своята природа вълните на дьо Бройл не са нито механични, нито електромагнитни вълни.

    Бележка:

    Вълнови свойства проявяват не само елементарните частици, но и всички тела, включително и заобикалящите ни предмети. Техните маси обаче са толкова големи, че получената чрез формулата на дьо Бройл дължина на вълната се оказва изключително малка и не представлява практически интерес.

Върни се нагоре Начало ПредходенСледващ


Вижте още

самоподготовка

Самоподготовка


Предстоят ви изпити или матура по Математика или Физика, но не сте убедени, че сами ще се справите. Учебен център „СОЛЕМА“ ви предоставя следните програми и тестове към тях:

МАТЕМАТИКА

Кандидат-студенти

Матура

10 клас

7 клас


ФИЗИКА

Кандидат-студенти

Матура

тестове по математика

Тестове от изпити по МАТЕМАТИКА


Опитайте да решите тестовите от изпитите по Математика. Ако не можете, разгледайте упътванията.

Последната ви възможност е да разгледате примерните решения.

Всички задачи са с кратки упътвания и пълни решения.

  Всички тестове

Тестове от последната година:

Софийски университет

Технически университет

УНСС

Матура

7 клас

6 клас 5 клас

физика

Тестове от изпити по ФИЗИКА


Решили сме тестовете по Физика давани в Софийски университет, на Матура и НВО (национално външно оценяване) в 7 клас през последните няколко години.

  Всички тестове

Тестове от последната година:

Софийски университет

Матура

7 клас


© Учебен център „СОЛЕМА”

Ако искате сами да се подготвите по математика, проследете връзките:

самоподготовка и уроци по математика за 7 классамоподготовка по математика за 10 класуроци по математика от учебен център „СОЛЕМА” на адрес http://www.solemabg.com/SamProgramKM.htmонлайн уроци по математика от учебен център „СОЛЕМА” на адрес http://www.solemabg.com/SamProgramKM.htmбезплатни уроци по математика от учебен център „СОЛЕМА” на адрес http://www.solemabg.com/SamProgramKM.htm

Разгледайте решени тестовете от изпити по Математика и Физика за кандидат-студенти (Софийски университет, Технически университет и УНСС), Държавни зрелостни изпити (ДЗИ) и НВО (7 клас, 6 клас и 5 клас) от 2008 г. до сега

Решени тестове по математика от изпити от университети, матура и 7 клас

Свържете се с нас:

: 0888 919 954 (вечер), г-н. Станев.

solema@gbg.bg  Оставете мнение във Facebook

Creative Commons License

Всички изображения, картинки, текстове, документи, бази данни, компютърни програми и друга информация, публикувани на този уебсайт, са собственост на Учебен център „СОЛЕМА” и са лицензирани под Криейтив Комънс Признание