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.
Бележка от източника
Уважаеми ученици, времето Ви за работа е четири астрономически часа!
Условие
Сноп бяла светлина пада под ъгъл върху едната стена на равностранна стъклена призма, както е показано на фиг. 3. На фиг. 4 е дадена графика на показателя на пречупване на призмата от дължината на светлинната вълна.


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 за виолетовата светлина ( nm) и за червената светлина ( nm). [1 т.]
в) Пресметнете скоростта на червената и виолетовата светлина в стъклената призма. Скоростта на светлината във вакуум е m/s. [3 т.]
г) Пресметнете с помощта на закона на Снелиус ъглите на пречупване и 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 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 или за виолетовата и червената светлина, като посочите кой ъгъл е по-голям. Аргументирайте отговора си в няколко изречения или с подходящ чертеж. [2 т.]
Таблица на синусите на ъгли от 20° до 21°
| (°) | (°) | ||
|---|---|---|---|
| 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 |
Решение
ЗАДАЧА 2. – 10 точки
а) Явлението се нарича дисперсия на светлината. (0,5 т.)
То се състои в това, че показателят на пречупване на светлината в дадена среда зависи от дължината на светлинната вълна. (0,5 т.)
б) От графиката се вижда, че:
(0,5 т.)
(0,5 т.)
в) От дефиницията за показател на пречупване:
следва
и
г) От закона на Снелиус:
и като вземем предвид, че
за виолетовата светлина получаваме:
а за червената
От таблицата със синусите намираме:
(0,25 т.)
(0,25 т.)
д) (1 т.)
защото показателят на пречупване за виолетовата светлина е по-голям от този за червената светлина. (1 т.)
Точки се дават и ако на чертеж е изобразен ходът на един виолетов и един червен лъч в призмата. Виолетовият лъч трябва да минава под червения.
Максимален брой точки за темата: 30
Признават се всички обосновани варианти на решения, които достигат до верен отговор.
Ако са прескочени някои междинни действия, които носят точки, но е получен верен резултат, тези точки се признават.
ВАЖНО! За Областния кръг на олимпиадата се класират участниците, получили 20 и повече точки от решените задачи на Общински кръг.
ОЦЕНЯВАНЕ: При оценяването на всяка една задача се спазва следното:
При разлика в оценяването до една точка (включително) между двамата проверители крайната оценка е средноаритметично от точките на двамата проверители.
При разлика между двамата проверители повече от една точка, задачата се преразглежда от двамата проверители заедно.
Оригинал в Архива: 1012.pdf · официални решения: 10-12_resh.pdf