НОФ 2015, I кръг (общински), 10–12 клас — Задача 2. Спектър на бялата светлина

Общински кръг на олимпиадата по физика 2015, тема за X-XII клас (за ученици по учебната програма за X клас) · 10 януари 2015 г. · 10 т.

Условие

Сноп бяла светлина пада под ъгъл $\alpha = 30{,}0°$ върху едната стена на равностранна стъклена призма, както е показано на фиг. 3. На фиг. 4 е дадена графика на показателя на пречупване $n$ на призмата от дължината $\lambda$ на светлинната вълна.

Таблица на синусите на ъгли от 20° до 21°

$\alpha$ (°)	$\sin\alpha$	$\alpha$ (°)	$\sin\alpha$
20,0	0,342	20,6	0,352
20,1	0,344	20,7	0,353
20,2	0,345	20,8	0,355
20,3	0,347	20,9	0,357
20,4	0,349	21,0	0,358
20,5	0,350	21,1	0,360

а) Как се нарича и в какво се състои явлението, благодарение на което бялата светлина се разлага в спектър след преминаване през призмата? [1 т.]

б) Използвайте графиката и определете показателя на пречупване на призмата $n_{\text{в}}$ за виолетовата светлина ($\lambda_{\text{в}} = 400$ nm) и $n_{\text{ч}}$ за червената светлина ($\lambda_{\text{ч}} = 700$ nm). [1 т.]

в) Пресметнете скоростта на червената и виолетовата светлина в стъклената призма. Скоростта на светлината във вакуум е $c = 3{,}00.10^{8}$ m/s. [3 т.]

г) Пресметнете с помощта на закона на Снелиус ъглите на пречупване $\beta_{\text{в}}$ и $\beta_{\text{ч}}$ на виолетовата и червената светлина съответно при навлизането на лъчите в призмата.

Упътване. Използвайте таблицата на синусите, дадена след задачата. [3 т.]

д) Ъгъл на отклонение $\delta$ на даден лъч от призмата се нарича ъгълът между мислените продължения на падащия върху призмата лъч и преминалия през нея лъч (виж фиг. 3). Сравнете ъглите на отклонение $\delta_{\text{в}}$ или $\delta_{\text{ч}}$ за виолетовата и червената светлина, като посочите кой ъгъл е по-голям. Аргументирайте отговора си в няколко изречения или с подходящ чертеж. [2 т.]

Отговори

Решение

---

Оригинал в Архива: 1012.pdf · официални решения: 10-12_resh.pdf