1

Optyka falowa / fale elektromagnetyczne

– poziom rozszerzony

KLUCZ ODPOWIEDZI

Zadanie 1. (9 pkt)

Źródło: CKE 2005 (PR), zad. 29.



   

 





  









     

 





























































 

  



  





 















  





  





 



 




      





 
        

     

      

    

       

       

        

    

        

     





     







     





1.1

1.2

1.3

2



       


      

       

      

      
 

















 











 







  



  
       



 



 



 







    

    















































1.4

3

Zadanie 2. (10 pkt)

Źródło: CKE 05.2006 (PR), zad. 26.

Egzamin maturalny z fizyki i astronomii

9

Arkusz II

25.4 (4 pkt)

Narysuj schemat ukáadu elektrycznego pozwalającego wyznaczyü doĞwiadczalnie wartoĞü

napiĊcia hamowania fotoelektronów. Masz do dyspozycji elementy przedstawione poniĪej

oraz przewody poáączeniowe.

Zadanie 26. Laser (10 pkt)

Laser o mocy 0,1 W emituje w próĪni monochromatyczną wiązkĊ Ğwiatáa o dáugoĞci fali

633 nm i koáowym przekroju.

26.1 (5 pkt)

Oszacuj liczbĊ fotonów zawartych w elemencie wiązki Ğwiatáa o dáugoĞci jednego metra.

Nr zadania

25.1 25.2 25.3 25.4 26.1

Maks. liczba pkt

1

2

3

4

5

Wypeánia

egzaminator! Uzyskana liczba pkt

V

ȝA

+ –

R

A

K

V

ȝA

+

–

R

A

K

f

nE

W

i

t

P

W

'

,

stąd

f

E

t

P

n

'

.

PoniewaĪ

O

c

h

E

f

,

oraz

c

s

t

'

,

zatem

9

2

8

34

9

2

10

06

,

1

10

3

10

63

,

6

10

633

1

1,

0

˜

|

¸

¹

·

¨

©

§ ˜

˜

˜

˜

˜

˜

˜





s

m

s

J

m

m

W

n

hc

Ps

c

h

c

s

P

n

O

O

gdzie: s – dáugoĞü wiązki

Ğwiatáa

c – prĊdkoĞü

Ğwiatáa

10

Egzamin maturalny z fizyki i astronomii

Arkusz II

26.2 (3 pkt)

Oblicz wartoĞü siáy, jaką wywieraáaby ta wiązka Ğwiatáa laserowego padająca w próĪni

prostopadle na wypolerowaną metalową páytkĊ. Do obliczeĔ przyjmij, Īe w ciągu jednej

sekundy na powierzchniĊ páytki pada 10

17

fotonów. ZaáóĪ, Īe páytka odbija w caáoĞci padające

na nią promieniowanie.

26.3 (2 pkt)

Oblicz najwyĪszy rząd widma, jaki moĪna zaobserwowaü po skierowaniu tej wiązki

prostopadle na siatkĊ dyfrakcyjną posiadającą 400 rys/mm.

Nr zadania

26.2 26.3

Maks. liczba pkt

3

2

Wypeánia

egzaminator! Uzyskana liczba pkt

t

a

'

'

v

i

m

F

a

, zatem

t

p

t

m

F

'

'

'

'

v

.

PoniewaĪ

f

np

p 2

'

, gdzie

n

– liczba fotonów, a

p

f

– wartoĞü

pĊdu

fotonu

O

h

p

f

,

zatem

t

nh

F

'

O

2

s

m

s

J

F

1

10

633

10

63

,

6

10

2

9

34

17

˜

˜

˜

˜

˜

˜





N

F

10

10

2



˜

|

D

O

sin

d

n

NajwyĪszy rząd widma uzyskamy dla kąta

q

o

90

D

, czyli

1

sin o

D

.

d

n

O

O

d

n

95

,

3

10

633

10

400

1

9

3

|

˜

˜





n

m

m

n

NajwyĪszy rząd widma jaki moĪna zaobserwowaü w opisanej sytuacji jest

równy 3.

Zadanie 2.1 (5 pkt)

Zadanie 2.2 (3 pkt)

4

10

Egzamin maturalny z fizyki i astronomii

Arkusz II

26.2 (3 pkt)

Oblicz wartoĞü siáy, jaką wywieraáaby ta wiązka Ğwiatáa laserowego padająca w próĪni

prostopadle na wypolerowaną metalową páytkĊ. Do obliczeĔ przyjmij, Īe w ciągu jednej

sekundy na powierzchniĊ páytki pada 10

17

fotonów. ZaáóĪ, Īe páytka odbija w caáoĞci padające

na nią promieniowanie.

26.3 (2 pkt)

Oblicz najwyĪszy rząd widma, jaki moĪna zaobserwowaü po skierowaniu tej wiązki

prostopadle na siatkĊ dyfrakcyjną posiadającą 400 rys/mm.

Nr zadania

26.2 26.3

Maks. liczba pkt

3

2

Wypeánia

egzaminator! Uzyskana liczba pkt

t

a

'

'

v

i

m

F

a

, zatem

t

p

t

m

F

'

'

'

'

v

.

PoniewaĪ

f

np

p 2

'

, gdzie

n

– liczba fotonów, a

p

f

– wartoĞü

pĊdu

fotonu

O

h

p

f

,

zatem

t

nh

F

'

O

2

s

m

s

J

F

1

10

633

10

63

,

6

10

2

9

34

17

˜

˜

˜

˜

˜

˜





N

F

10

10

2



˜

|

D

O

sin

d

n

NajwyĪszy rząd widma uzyskamy dla kąta

q

o

90

D

, czyli

1

sin o

D

.

d

n

O

O

d

n

95

,

3

10

633

10

400

1

9

3

|

˜

˜





n

m

m

n

NajwyĪszy rząd widma jaki moĪna zaobserwowaü w opisanej sytuacji jest

równy 3.

Zadanie 2.3 (2 pkt)