Przejdź do treściPrzejdź do informacji o dostępnościMenu skrótów klawiszowych
Logo OpenStax

Spis treści
  1. Przedmowa
  2. Optyka
    1. 1 Natura światła
      1. Wstęp
      2. 1.1 Rozchodzenie się światła
      3. 1.2 Prawo odbicia
      4. 1.3 Załamanie
      5. 1.4 Całkowite wewnętrzne odbicie
      6. 1.5 Rozszczepienie
      7. 1.6 Zasada Huygensa
      8. 1.7 Polaryzacja
      9. Podsumowanie rozdziału
        1. Kluczowe pojęcia
        2. Najważniejsze wzory
        3. Podsumowanie
        4. Pytania
        5. Zadania
        6. Zadania dodatkowe
        7. Zadania trudniejsze
    2. 2 Optyka geometryczna i tworzenie obrazu
      1. Wstęp
      2. 2.1 Obrazy tworzone przez zwierciadła płaskie
      3. 2.2 Zwierciadła sferyczne
      4. 2.3 Obrazy tworzone przez załamanie promieni światła
      5. 2.4 Cienkie soczewki
      6. 2.5 Oko
      7. 2.6 Aparat fotograficzny
      8. 2.7 Proste przyrządy powiększające
      9. 2.8 Mikroskopy i teleskopy
      10. Podsumowanie rozdziału
        1. Kluczowe pojęcia
        2. Najważniejsze wzory
        3. Podsumowanie
        4. Pytania
        5. Zadania
        6. Zadania dodatkowe
    3. 3 Interferencja
      1. Wstęp
      2. 3.1 Doświadczenie Younga z dwiema szczelinami
      3. 3.2 Matematyczny opis interferencji
      4. 3.3 Interferencja na wielu szczelinach
      5. 3.4 Interferencja w cienkich warstwach
      6. 3.5 Interferometr Michelsona
      7. Podsumowanie rozdziału
        1. Kluczowe pojęcia
        2. Najważniejsze wzory
        3. Podsumowanie
        4. Pytania
        5. Zadania
        6. Zadania dodatkowe
        7. Zadania trudniejsze
    4. 4 Dyfrakcja
      1. Wstęp
      2. 4.1 Dyfrakcja na pojedynczej szczelinie
      3. 4.2 Natężenie światła w dyfrakcji na pojedynczej szczelinie
      4. 4.3 Dyfrakcja na podwójnej szczelinie
      5. 4.4 Siatki dyfrakcyjne
      6. 4.5 Otwory kołowe i rozdzielczość
      7. 4.6 Dyfrakcja rentgenowska
      8. 4.7 Holografia
      9. Podsumowanie rozdziału
        1. Kluczowe pojęcia
        2. Najważniejsze wzory
        3. Podsumowanie
        4. Pytania
        5. Zadania
        6. Zadania dodatkowe
        7. Zadania trudniejsze
  3. Fizyka współczesna
    1. 5 Teoria względności
      1. Wstęp
      2. 5.1 Niezmienność praw fizyki
      3. 5.2 Względność jednoczesności zdarzeń
      4. 5.3 Dylatacja czasu
      5. 5.4 Skrócenie długości w szczególnej teorii względności
      6. 5.5 Transformacja Lorentza
      7. 5.6 Względność prędkości w szczególnej teorii względności
      8. 5.7 Relatywistyczny efekt Dopplera
      9. 5.8 Pęd relatywistyczny
      10. 5.9 Energia relatywistyczna
      11. Podsumowanie rozdziału
        1. Kluczowe pojęcia
        2. Najważniejsze wzory
        3. Podsumowanie
        4. Pytania
        5. Zadania
        6. Zadania dodatkowe
    2. 6 Fotony i fale materii
      1. Wstęp
      2. 6.1 Promieniowanie ciała doskonale czarnego
      3. 6.2 Efekt fotoelektryczny
      4. 6.3 Efekt Comptona
      5. 6.4 Model atomu wodoru Bohra
      6. 6.5 Fale de Broglie’a
      7. 6.6 Dualizm korpuskularno-falowy
      8. Podsumowanie rozdziału
        1. Kluczowe pojęcia
        2. Najważniejsze wzory
        3. Podsumowanie
        4. Pytania
        5. Zadania
        6. Zadania dodatkowe
    3. 7 Mechanika kwantowa
      1. Wstęp
      2. 7.1 Funkcje falowe
      3. 7.2 Zasada nieoznaczoności Heisenberga
      4. 7.3 Równanie Schrӧdingera
      5. 7.4 Cząstka kwantowa w pudełku
      6. 7.5 Kwantowy oscylator harmoniczny
      7. 7.6 Tunelowanie cząstek przez bariery potencjału
      8. Podsumowanie rozdziału
        1. Kluczowe pojęcia
        2. Najważniejsze wzory
        3. Podsumowanie
        4. Pytania
        5. Zadania
        6. Zadania dodatkowe
        7. Zadania trudniejsze
    4. 8 Budowa atomu
      1. Wstęp
      2. 8.1 Atom wodoru
      3. 8.2 Orbitalny magnetyczny moment dipolowy elektronu
      4. 8.3 Spin elektronu
      5. 8.4 Zakaz Pauliego i układ okresowy pierwiastków
      6. 8.5 Widma atomowe i promieniowanie rentgenowskie
      7. 8.6 Lasery
      8. Podsumowanie rozdziału
        1. Kluczowe pojęcia
        2. Najważniejsze wzory
        3. Podsumowanie
        4. Pytania
        5. Zadania
        6. Zadania dodatkowe
    5. 9 Fizyka materii skondensowanej
      1. Wstęp
      2. 9.1 Rodzaje wiązań cząsteczkowych
      3. 9.2 Widma cząsteczkowe
      4. 9.3 Wiązania w ciałach stałych
      5. 9.4 Model elektronów swobodnych w metalach
      6. 9.5 Teoria pasmowa ciał stałych
      7. 9.6 Półprzewodniki i domieszkowanie
      8. 9.7 Przyrządy półprzewodnikowe
      9. 9.8 Nadprzewodnictwo
      10. Podsumowanie rozdziału
        1. Kluczowe pojęcia
        2. Najważniejsze wzory
        3. Podsumowanie
        4. Pytania
        5. Zadania
        6. Zadania dodatkowe
        7. Zadania trudniejsze
    6. 10 Fizyka jądrowa
      1. Wstęp
      2. 10.1 Własności jądra atomowego
      3. 10.2 Energia wiązania jądra
      4. 10.3 Rozpad promieniotwórczy
      5. 10.4 Procesy rozpadu
      6. 10.5 Rozszczepienie jądra atomowego
      7. 10.6 Fuzja jądrowa
      8. 10.7 Skutki biologiczne i zastosowania medyczne promieniowania jądrowego
      9. Podsumowanie rozdziału
        1. Kluczowe pojęcia
        2. Najważniejsze wzory
        3. Podsumowanie
        4. Pytania
        5. Zadania
        6. Zadania dodatkowe
        7. Zadania trudniejsze
    7. 11 Fizyka cząstek elementarnych i kosmologia
      1. Wstęp
      2. 11.1 Wstęp do fizyki cząstek elementarnych
      3. 11.2 Zasady zachowania w fizyce cząstek elementarnych
      4. 11.3 Kwarki
      5. 11.4 Akceleratory i detektory cząstek
      6. 11.5 Model standardowy
      7. 11.6 Wielki Wybuch
      8. 11.7 Ewolucja wczesnego Wszechświata
      9. Podsumowanie rozdziału
        1. Kluczowe pojęcia
        2. Najważniejsze wzory
        3. Podsumowanie
        4. Pytania
        5. Zadania
        6. Zadania dodatkowe
        7. Zadania trudniejsze
  4. A Jednostki
  5. B Przeliczanie jednostek
  6. C Najważniejsze stałe fizyczne
  7. D Dane astronomiczne
  8. E Wzory matematyczne
  9. F Układ okresowy pierwiastków
  10. G Alfabet grecki
  11. Rozwiązania zadań
    1. Rozdział 1
    2. Rozdział 2
    3. Rozdział 3
    4. Rozdział 4
    5. Rozdział 5
    6. Rozdział 6
    7. Rozdział 7
    8. Rozdział 8
    9. Rozdział 9
    10. Rozdział 10
    11. Rozdział 11
  12. Skorowidz nazwisk
  13. Skorowidz rzeczowy
  14. Skorowidz terminów obcojęzycznych

Zadania trudniejsze

90.

Pokazy światła z zastosowaniem laserów wykorzystują ruchome zwierciadła do poruszania wiązkami światła i tworzenia kolorowych efektów. Wykaż, że promień światła odbity od zwierciadła zmienia kierunek o 2 θ 2θ, kiedy zwierciadło obraca się o kąt θ θ.

91.

Załóżmy sytuację, w której światło słoneczne wchodzi do atmosfery ziemskiej pod kątem 90 ° 90°, jak podczas wschodu i zachodu Słońca. Zakładając, że granica pomiędzy niemal pustą przestrzenią kosmiczną i atmosferą jest ostra, oblicz kąt załamania dla światła słonecznego. Z tego powodu Słońce jest dłużej widoczne nad horyzontem zarówno podczas wschodu, jak i zachodu Słońca. Następnie zaproponuj zadanie, w którym wyznaczysz kąt załamania dla różnych modeli atmosfery, na przykład wielowarstwowych o różnej gęstości warstw. Twój wykładowca może chcieć pomóc Ci wybrać właściwy poziom złożoności zagadnienia i dobrać zależność współczynnika załamania światła od gęstości powietrza.

92.

Promień światła wchodzący do światłowodu otoczonego powietrzem jest najpierw załamywany, a następnie odbijany, jak pokazano na rysunku poniżej. Wykaż, że jeśli światłowód jest wykonany ze szkła kronowego, każdy wpadający promień będzie ulegał całkowitemu wewnętrznemu odbiciu.

Figura pokazuje światło biegnące z n 1 i padające na lewą ściankę prostokątnego bloku materiału n 2. Promień pada pod kątem teta 1, zmierzonego względem normalnej do powierzchni w punkcie padania. Kąt załamania wynosi teta 2 i zmierzony został względem normalnej do powierzchni. Promień odbity pada na górną powierzchnię bloku i doznaje całkowitego wewnętrznego odbicia pod kątem teta 3.
93.

Promień światła pada na lewą ścianę pryzmatu (rysunek poniżej) pod kątem θ θ do normalnej i wychodzi przez prawą ścianę załamany pod kątem θ θ do normalnej. Wykaż, że współczynnik załamania światła n n dla szklanego pryzmatu jest opisany zależnością

n=sin12α+ϕsin12ϕ,n=sin12α+ϕsin12ϕ, n = \frac {\sin [ \frac{1}{2} (\alpha + \phi) ]} {\sin (\frac{1}{2} \phi)} \text{,}

gdzie ϕ ϕ jest kątem wierzchołkowym pryzmatu, a α α kątem, o jaki wiązka została odchylona. Jeśli α = 37 ° α= 37 ° , a kąty u podstawy pryzmatu mają po 50 ° 50°, ile wynosi n n?

Światło pada na lewa ścianę trójkatnego pryzmatu, którego kąt rozwarcia wynosi phi, a współczynnik załamania wynosi n. Kąt padania promienia, względem normalnej do lewej krawędzi pryzmatu wynosi teta. Promień ulega załamaniu w pryzmacie. Promień załamany biegnie poziomo, równolegle do podstawy (bazy) pryzmatu. Promień załamany dobiega do prawej krawędzi pryzmatu i załamuje się, wychodząc z pryzmatu. Promień wychodzący z prymatu tworzy kąt teta z normalna do prawej krawędzi.
94.

Jeśli kąt wierzchołkowy ϕ ϕ w poprzednim zadaniu wynosi 20 ° 20°, a współczynnik załamania n = 1,5 n=1,5, ile wynosi kąt α α?

95.

Światło padające na płytkę polaryzacyjną P 1 P 1 jest spolaryzowane liniowo pod kątem 30 ° 30° względem kierunku polaryzacji P 1 P 1 . Płytka polaryzacyjna P 2 P 2 jest umieszczona w taki sposób, że jej kierunek polaryzacji jest równoległy do kierunku polaryzacji światła padającego, tzn. również 30 ° 30° względem P 1 P 1 .

  1. Jaka część światła padającego przechodzi przez P 1 P 1 ?
  2. Jaka część padającego światła przechodzi przez układ dwóch polaryzatorów?
  3. Obracając P 2 P 2 , uzyskano maksymalne natężenie przechodzącego światła. Jaki jest stosunek tego maksymalnego natężenia przechodzącego światła do natężenia obserwowanego, kiedy P 2 P 2 jest obrócony o 30 ° 30° względem P 1 P 1 ?
96.

Udowodnij, że jeśli I I jest natężeniem światła przechodzącego przez dwa polaryzatory o kierunkach polaryzacji tworzących kąt θ θ, zaś I I jest natężeniem, gdy kierunki polaryzacji tworzą kąt 90 ° θ 90 ° θ, wtedy I + I = I 0 I + I = I 0 , natężenie źródła. Wskazówka: Zastosuj zależności trygonometryczne cos 90 ° θ = sin θ cos 90 ° θ = sin θ oraz cos 2 θ + sin 2 θ = 1 cos 2 θ+ sin 2 θ=1.

Cytowanie i udostępnianie

Chcesz zacytować, udostępnić albo zmodyfikować treść tej książki? Została ona wydana na licencji Uznanie autorstwa (CC BY) , która wymaga od Ciebie uznania autorstwa OpenStax.

Cytowanie i udostępnienia
  • Jeśli rozpowszechniasz tę książkę w formie drukowanej, umieść na każdej jej kartce informację:
    Treści dostępne za darmo na https://openstax.org/books/fizyka-dla-szk%C3%B3%C5%82-wy%C5%BCszych-tom-3/pages/1-wstep
  • Jeśli rozpowszechniasz całą książkę lub jej fragment w formacie cyfrowym, na każdym widoku strony umieść informację:
    Treści dostępne za darmo na https://openstax.org/books/fizyka-dla-szk%C3%B3%C5%82-wy%C5%BCszych-tom-3/pages/1-wstep
Cytowanie

© 21 wrz 2022 OpenStax. Treść książki została wytworzona przez OpenStax na licencji Uznanie autorstwa (CC BY) . Nazwa OpenStax, logo OpenStax, okładki OpenStax, nazwa OpenStax CNX oraz OpenStax CNX logo nie podlegają licencji Creative Commons i wykorzystanie ich jest dozwolone wyłącznie na mocy uprzedniego pisemnego upoważnienia przez Rice University.