Bangos ir optika: uždaviniai ir egzamino klausimai

Svyravimai ir bangos: bangos greitis, garsas ir decibelai, Doplerio efektas, stovinčiosios bangos stygose ir vamzdžiuose, lūžis ir visiškasis vidaus atspindys, lęšiai ir veidrodžiai, interferencija ir difrakcija. Daugumai egzamino klausimų reikia vieno pagrindinio sąryšio, atidžiai pritaikyto su tinkamais vienetais ir ženklais.

Praktikuokitės šiame kurse nemokamaiPraktikuotis šiame kurseLaikyti bandomąjį egzaminąKasdien nemokamų uždavinių: 5. Kortelės nereikia.

Pasiruošimo paketas (PDF)Formulių lapai, metodų žingsniai ir uždaviniai su pilnais sprendimais, paruošti spausdinti.

Šio kurso temos

  1. Spyruoklės ir švytuoklėssvarelis ant spyruoklės · švytuoklė · greitis, pagreitis ir energijaskaičiavimai
  2. Bangos, garsas ir optikabangos greitis, garso lygis ir lūžis · stovinčiosios bangos, lęšiai ir Doplerio efektas · interferencija, gardelės, veidrodžiai ir šviesolaidžiaiskaičiavimai

Egzamino patarimai: Bangos ir optika

  • Kiekvieną kampą matuokite nuo normalės, niekada nuo paviršiaus.
  • Prie kiekvieno lęšio ar veidrodžio uždavinio užrašykite ženklų susitarimą: f < 0 sklaidomiesiems lęšiams ir iškiliems veidrodžiams, dᵢ < 0 menamiesiems vaizdams.
  • Prieš naudodami interferencijos formulę nm, mm ir cm paverskite metrais.

Išspręsti pavyzdžiai

Spyruoklės ir švytuoklėsLengvas
3,2 kgk = 210 N/m

3,2 kg svarelis ant 210 N/m standumo spyruoklės svyruoja ant paviršiaus be trinties. Raskite periodą T.

m = 3,2 kgk = 210 N/m

Raskite T (s)

Rodyti užuominas
  1. Spyruoklinės švytuoklės periodas nepriklauso nuo amplitudės.
  2. T = 2π·√(m/k).
  3. √(m/k) = 0,1234 s.
Rodyti atsakymą ir sprendimą žingsnis po žingsnio

Harmoniniai svyravimai: m masės svarelis ant k standumo spyruoklės svyruoja kampiniu dažniu ω = √(k/m), o jo periodas T = 2π/ω = 2π·√(m/k). L ilgio matematinės švytuoklės periodas T = 2π·√(L/g). Kai amplitudė A, didžiausias greitis yra A·ω, didžiausias pagreitis A·ω², o energija ½·k·A².

Periodas

T = 2π·√(3,2/210) = 0,7756 s

Atsakymas

T = 0,7756 s
Bangos, garsas ir optikaVidutinis
L = ?n = 3

Abiejuose galuose atviras vamzdis turi turėti, kad jo 3-osios harmonikos dažnis būtų 686 Hz. Garso greitis yra 343 m/s. Raskite vamzdžio ilgį L.

v = 343 m/sn = 3f3 = 686 Hz

Raskite L (m)

Rodyti užuominas
  1. f = n·v/(2L).
  2. Išspręskite L atžvilgiu.
  3. λ = v/f = 0,5 m.
Rodyti atsakymą ir sprendimą žingsnis po žingsnio

Stovinčiosios bangos ir Doplerio efektas: abiejuose galuose pritvirtintoje stygoje arba abiejuose galuose atvirame vamzdyje telpa sveikas skaičius pusbangių: L = nλ/2, fn = n·v/(2L), n = 1, 2, 3, … Viename gale uždarytame vamzdyje uždarame gale yra mazgas, o atvirame – pūpsnis: L = nλ/4, tik nelyginiams n, fn = n·v/(4L). Kai šaltinis ar stebėtojas juda išilgai tarp jų einančios linijos, f′ = f·(v ± vo)/(v ∓ vs): judėjimui vienas kito link naudokite viršutinius ženklus. Dvi beveik vienodo dažnio bangos duoda mūšos dažnį |f₁ − f₂|.

Bangos ilgis

λ = v/f = 343/686 = 0,5 m

Ilgis

L = nλ/2 = 3·0,5/2 = 0,75 m

Atsakymas

L = 0,75 m

Kaip vyksta praktika

  • „Praktikuotis šiame kurse“ maišo uždavinius iš visų kurso temų, kaip tikrame egzamine.
  • Kiekviename uždavinyje naujos reikšmės, todėl išmokstate metodą, o ne atsakymą.
  • Strigote? Pirmiausia atverkite nedidelę užuominą, o visą paaiškinimą – tik kai jo prireiks.
  • Bandomieji egzaminai yra riboto laiko ir be užuominų, o pabaigoje gaunate rezultatą ir išsamią peržiūrą.

Šio kurso skaičiuoklės

Švytuoklės ir spyruoklės periodo skaičiuoklėSpyruoklės standumo skaičiuoklė (Huko dėsnis)

Susiję kursai

Fizika 1: mechanikaAP Physics 1 uždaviniaiDinamikaFizika inžinieriamsFizika 2: elektra ir magnetizmas
Praktikuokitės šiame kurse nemokamaiPraktikuotis šiame kurseLaikyti bandomąjį egzaminąKasdien nemokamų uždavinių: 5. Kortelės nereikia.