پاسخ تمرين هاي فصل پنجم

1- شكل زير مسير نور را در دو محيط نشان مي دهد. با توجه به شكل،به پرسش  هاي زير پاسخ دهيد.

الف- سرعت نور در كدام يك از دو محيط بيشتر است؟

ب- زاويه تابش و زاويه شكست چقدر است؟

جواب الف: چون پرتو شكست نسبت به پرتو تابش از خط عمود دورتر شده است، نتيجه مي شود محيط(2) از محيط(1) رقيق تر است(يعني ) لذا سرعت نور در محيط (2) بيشتر از سرعت نور در محيط(1) خواهد بود.

جواب ب:  مطابق شكل مقابل نتيجه مي شود:


2- شكل مقابل مسير نور را هنگام گذر از يك محيط شفاف به هوا نشان مي دهد.عبارت هاي زير را كامل كنيد.

الف- از اين شكل معلوم مي شود زاويه...........در محيط شفاف 45 درجه است.

ب- هرگاه نور با زاويه تابش ............. از 45 درجه بتابد از اين محيط............. مي شود.

پ- هرگاه نور با زاويه تابش...............از 45 درجه بتابد.............رخ مي دهد.

جواب الف- از اين شكل معلوم مي شود زاويه.تابش در محيط شفاف 45 درجه است.

جواب ب-  هرگاه نور با زاويه تابش كمتر  از 45 درجه بتابد از اين محيط.خارج مي شود.

جواب پ- هرگاه نور با زاويه تابش.بيشتر از 45 درجه بتابد.بازتابش كلي رخ مي دهد.


3- پرتو هاي تابش با زاويه يكسان از هوا به سه محيط با ضريب شكست متفا وت تابيده است. با رسم شكل توضيح دهيد:

پ:الماس الف :شيشه ب:آب 

همانگونه كه ميدانيد : هرچه قدر ضريب شكست بيشتر باشد ، پرتو شكسته شده به خط عمود نزديكتر مي شود. لذا همانند اشكال بالا مي بينيد كه الماس بشترين شكست و آب كمترين شكست را در پرتو تابيده شده ايجاد نموده است .


4- در شكل مقابل زاويه حد منشور 42 درجه است و پرتو SI عمود بر وجه AB تابيده است. مسير نور را پس از ورود به منشور و خارج شدن از آن رسم كنيد.

جواب: مطابق جواب تمرين 2 داخل درس نتيجه مي شود:

 

 

 


5- الف- ظرفي ( با بدنه غير شفاف) را روي ميز بگذاريد و سكه اي را در كف ظرف قرار دهيد.

ب- در فاصله اي از ميز بايستيد كه اگر قدري نزديك تر شويد سكه ديده مي شود. ولي در جايي كه شما ايستاده ايد ديده نشود.

پ- در همان حال از كسي( مثلاً از يكي از دوستان خود) بخواهيد كه به آرامي درون ظرف آب بريزد. آنچه مشاهده مي كنيد و علت آنرا توضيح دهيد.

جواب: اين امر به دليل پديده عمق ظاهري اتفاق مي افتد به شكل مقابل توجه كنيد.

 

 

 

 


6- تحقيق كنيد كه معمولاً از چه نوع عدسي به عنوان ذره بين استفاده مي شود. چرا؟ چگونگي استفاده را توضيح دهيد.

جواب: از عدسي همگرا با فاصله كانوني كم به عنوان ذره بين استفاده مي شود. براي استفاده جسم ريز را بايد در داخل فاصله كانوني عدسي قرار دهيم، در اين صورت تصوير نجازي و بزرگتر از جسم تشكيل مي شود.

 

 


7- الف- جسمي را يك بار در فاصله 15 سانتي متري و ب) بارديگر آن را در فاصله 5 سانتي متري عدسي همگرايي به فاصله كانوني 10cm قرار مي دهيم. فاصله تصوير و بزرگنمايي عدسي را در هر يك ازدو حالت حساب كنيد.

جواب: الف-

            

چون q1 مثبت است در اين حالت تصوير حقيقي است.

ب)

               

چون q2 منفي است در اينحالت تصوير مجازي است.


8-الف- توان عدسي همگرايي 10 ديوپتر است. جسمي به طول 5/1 سانتي متر را به فاصله 5 سانتي متري اين عدسي قرار ميدهيم. محل تصوير و طول تصوير را بدست آوريد.ب) شكل آنرا رسم كنيد

.جواب: (الف  

                  

                

چون   A'B'منفي است، تصوير مجازي مي باشد.

ب)

 

 

 

 


9- جسمي به طول 4cm در فاصله 24 سانتي متري عدسي واگرايي به فاصله كانوني 8 سانتيمتر قرار دارد.

الف- فاصله تصوير از عدسي و طول تصوير را بدست آوريد.

ب- توان عدسي را محاسبه كنيد      

پ- شكل را با مقياس4/1 رسم كنيد.

جواب:(الف       

             

ب)                                             

پ)


10- شكل زير ساختمان يك دوربين عكاسي را نشان مي دهد كه فاصله ي فيلم  (پرده) از عدسي آن برابر 5cm است. هرگاه فاصله ي شئي از عدسي برابر 100cm باشد تصوير واضحي از آن بر روي فيلم ايجاد مي شود.

الف- طول تصوير روي فيلم چند برابر جسم است؟

ب- فاصله كانوني عدسي را حساب كنيد.

 

 

جواب:  با توجهبه اينكه تصوير روي فيلم ايجاد مي شود خواهيم داشت:

الف)       

      

پس طول تصوير20/1طول جسم است.         

                                                              (ب     

 

 


11-تحقيق كنيد كه براي توليد هريك از تصويرها يا حالتهاي زير ، جسم نوراني بايد در چه فاصله اي از عدسي همگرا قرار گيرد؟

محل جسم بين كانون و عدسي روي كانونبين f و 2fروي 2f خارج از 2f فاصله اي دور
تصوير سينمايي روي پرده  

درست

   
تصوير كوچك روي فيلم عكاسي    

درست

 
توليد پرتوهاي موازي نور 

درست

    
توليد لكه نوراني كوچك     

درست

توليد تصوير روي شبكيه چشم    

درست

 

12-الف : شكل (5-53-الف) طيف پيوسته  ايجاد شده توسط يك منشور را نشان ميدهد . نام نوارهاي مختلف را مشخص كنيد.

جواب:

ب: شكل (5-53-ب) نحوه تشكيل رنگين كمان توسط يك قطره باران را نشان ميدهد.
ب-1- براي ديدن رنگين كمان بايد رو به خورشيد ايستاد يا پشت به آن ؟
جواب : پشت به خورشيد
ب-2- تركيب نوارهاي رنگي بر روي اين شكل نيز مشخص كنيد .
جواب : چون نور خورشيد نور سفيد است ، لذا پرتو هاي آن همان پرتو هاي نشان داده شده در قسمت الف مي باشد.
ب-3 - در هر يك از نقاط 1و2و3 ، كدام پديده نوري (بازتابش يا شكست) رخ ميدهد؟
جواب :
  1. شكست
  2. بازتابش
  3. شكست

13 - شكل (5-54) دو ميله شيشه اي هم جنس  كه در هوا قرار گرفته اند  را نشان ميدهد. اين دو ميله شبيه تارهي نوري هستند

الف ) پرتو نوري اي كه از A  وارد ميله شده است ، به B مي رسد . ولي پرتو نوري كه از نقطه C وارد مي شود به D نمي رسد . علت را توضيح دهيد .

جواب :

بعلت وجود بازتابش كلي در مسير C به D. زيرا جنس ميله از شيشه است كه مي توان آنرا منشور در نظر گرفت.

ب) مسير پرتو از A تا B را رسم كنيد .

جواب : مسير پرتو ها در امتداد طول ميله مي باشند . همانند شكل مقابل:

 

 

 

 

 

ج) اگر تار نوري برابر2.5*106 m باشد ،نور طول آنرا در مدت زمان 3-10 ثانيه طي خواهد كرد . سرعت نور در شيشه را محاسبه كنيد .

x=vt   -->  v= (2.5*106)/10-3 = 2.5*109

د) سرعت  نور در خلا 3*108 متر بر ثانيه  است . هرگونه اختلافي بين اين عدد و سرعنت نور در شيشه را توضيح دهيد .

جواب :از مقايسه عدد بدست آمده بالا با سرعت نور در شيشه كه حدودا 200 هزار كيلومتر بر ثانيه ملاحظه مي شود كه عدد بالا 10 برابر سرعت نور در شيشه است كه بنظر غلط مي آيد. احتمالا در داده هاي قسمت ج بايد اشتباهي شده باشد.