Szahcia
Rozwiązane

1. Oblicz pod jakim kątem musi padać promień świetlny na powierzchnię szkła o współczynniku załamania n = 1,5, aby polaryzacja promienia odbitego była maksymalna.
2. Jaką częstotliwość dźwięku odbierze nieruchomy słuchacz, jeśli pojazd emitujący dźwięk o częstotliwości 800Hz zbliża się do niego z prędkością 108 km/h
3. Jaka jest odległość między zerowym i pierwszym wzmocnieniem prążka interferencyjnego dla fali świetlnej o długości 0,5 um na ekranie oddalonym o 1 m od szczelin.



Odpowiedź :

1.

α ≈ 56°

Wskazówka:

Aby nastąpiła maksymalna polaryzacja, kąt odbicia musi być równy 90°.

Skorzystaj z prawa Sneillusa:

[tex]n_1_2 = \frac{sin \alpha }{sin \beta }[/tex]

Dane:

n₁ = 1

n₂ = 1,5

β = 90° - α

Szukane:

α = ?

Rozwiązanie:

[tex]\frac{n_2}{n_1} = \frac{sin\alpha }{sin\beta } = tan \alpha[/tex]

[tex]tan \alpha = \frac{3}{2}[/tex]

α ≈ 56°

2.

f₂ ≈ 866 Hz

Dane:

f₁ = 800 Hz

v = 108 km/h = 30 m/s

Szukane:

f₂ = ?

Rozwiązanie:

Skorzystajmy ze wzoru na częstotliwość odbieraną przez obserwatora, do którego źródło dźwięku się zbliża:

[tex]f_2 = f_1\frac{c}{c - v}[/tex]

[tex]f_2 = 800 Hz\frac{344\frac{m}{s^{2} } }{344{m}{s^{2}} - 30{m}{s^{2} }} = 866,242 Hz[/tex]

3.

d = 0,0000005/y m

Dane:

λ = 0,5 μm = 0,0000005 m

l = 1m

m = 1

y - odległość między szczelinami

Szukane:

d = ?

Rozwiązanie:

Skorzystajmy z równania siatki dyfrakcyjnej:

[tex]m\lambda = dsin\alpha[/tex]

[tex]d = \frac{m\lambda}{sin\alpha}[/tex]

Z kątów padania promieni można zauważyć, że:

[tex]sin\alpha = \frac{y}{l}[/tex]

więc:

[tex]d = \frac{m\lambda l}{y} = \frac{0,0000005m}{y}[/tex]

Z podanymi danymi, nie jesteśmy jednak w stanie wskazać dokładnej wartości.