Sprawdzian wiadomości z ruchów falowych - klasa 3 pg.

Forma testowa - 1200 [s] - grupa A)

                                                                           K                L     m       n P

d * sin α_n = n * λ       
        ω = 2*π *T^-1 v_dź=330 [m/s]      v_f = λ * ν        
   π = 3

1. K, L, m, n, P to promienie świetlne, zaś prostokąt to inny ośrodek. L || n ?

2. Czas echa odbitego od wzgórza odległego o 3 [km] jest nie krótszy niż 18 [s].

3. Jeżeli źródło dźwięku zbliża się do słuchacza z prędkością 160 [m/s] to częstość odbierana dźwięku nie jest jeszcze 2* większa.

4. W interferencji zbliżanie się maksimów przy stałym rozstawie źródeł wskazuje na wzrost długości fali.

5. W załamaniu α = 30⁰ a β = 60⁰ a współcz. załamania wynosi nie mniej niż 0.55.

6. Prędkość fali nie zależy od rodzaju ośrodka.

7. Dźwięk i światło to fale sprężyste i poprzeczne.

8. Czy fałszywe jest twierdzenie odwrotne do danego: „Załamaniu fal zawsze towarzyszy odbicie”.

9. Jeżeli kąt padania jest mniejszy od załamania to może zajść całkowite wewnętrzne odbicie.

10. Jeżeli prędkość dźwięku wynosi v_d = 330 [m/s] a światła c = 3×10⁸ [m/s] a grzmot słyszymy 5 [s] po błyskawicy to znaczy, że uderzenie pioruna było ponad 1,5 [km] od nas.

11. W falowodzie zachodzi zjawisko interferencji fal z wielu źródeł, dlatego mogą one przenosić dużą ilość informacji.

12. Całkowitemu wewnętrznemu odbiciu zawsze towarzyszy załamanie.

13. Wymyśl własne pytanie (jak chcesz).

Forma zadaniowa - 1200 [s] - grupa B)

Do wyboru jeden z problemów:

Zad 1.

Zad 2.

Zad 3.

Naukowo opisz:

1. efekt interferencji dźwięku C o częstości 3,5 [kHz] dochodzącego z dwóch głośników odległych od siebie o 2 [m]

albo

2. efekt Dopplera dla światła galaktyki oddalającej się od nas z prędkością 0,8 [c] jeżeli obserwujemy to światło jako długość barwy zielonej λ = 0,5 [μm].

Do problemów zad 3 możesz dorzucić jakościowo (bez matematycznego opisu tylko słownie):

1. ruch głośników z prędkością 0,1 v_dźwięku

albo

2. wyjaśnienie (próba wyjaśnienia) efektu podwójnego kwazara (prawie to samo co galaktyka) a taki zaobserwowano co prawda tylko w jednym przypadku i bez centralnego rzeczywistego kwazara (tłumaczenie naukowe Quasi stellar radiosources ( w skrócie Quasars)) ale za to w gwiazdozbiorze nie bydle kogo bo Lwa (tłumaczenie łacińskie (Leo).

W punkcie A stoi „górski krzykacz”, natomiast B, C i D to wierzchołki od których odbijają się jego krzyki dając protest song pn echo. Wiedząc, że odległości jego od wzgórz wynoszą odpowiednio: 4, 5, i 3 [km] oraz, że prędkości w świeżym górskim otoczeniu wynoszą 350 [m/s] do wzgórz B i C i 330 [m/s] do wzgórza D (mgła) wyznaczyć ile ogólnie powtórzeń echa protest songu (teoretycznych i praktycznych zależnych od pogody między wzgórzami) uzyska w/w krzykacz oraz po jakim czasie one nastąpią dla warunków zadania.

Uwaga:

Załamanie na granicy mgły zaniedbać przynajmniej w tym zadaniu.

Rzadki efekt potrójnego Słońca może powstać gdy w atmosferze wystąpi różny rozkład warstw powietrza o różnej optycznej i fizycznej gęstości. Jego przyczyną jest załamanie na granicy wewnętrznego odbicia (na rys są tylko prostopadłe padania). Narysuj ten rozkład warstw w układzie jak na rysunku z zaznaczeniem, które powinny być optycznie bardziej gęste. Przyjmij, że proporcja prędkości w tych warstwach wynosi v/c=0,9, gdzie prędkość światła w ośrodku rzadszym c= 3*10⁸[m/s]. Jeżeli od obserwatora A do granicy horyzontu na którą rzutowany jest obraz Słońca rzeczywistego B jest 10 [km], słońca pozorne C i D rozłożone są symetrycznie względem rzeczywistego pod kątem 60⁰ względem siebie wyznacz odległość tych granic ośrodków (punktów załamań) od obserwatora.

---