Academos
  1. Subiecte
  2. Bacalaureat
  3. Fizică
  4. Modulul D, Subiectul al III-lea

Modulul D, Subiectul al III-lea, toate variantele

Bacalaureat, Fizică, 2021-2026. Rezolvă-le pe rând, cu baremul la îndemână.

Sesiuni de examen

Se consideră: viteza luminii în vid c = 3·10⁸ m/s, constanta Planck h = 6,6·10⁻³⁴ J·s. III. Rezolvați următoarea problemă: Un dispozitiv Young aflat în aer are distanța dintre fante 2ℓ = 1 mm. Dispozitivul este iluminat cu o sursă punctiformă de lumină, cu lungimea de undă λ = 500 nm. Când întregul ansamblu este introdus în apă, interfranja figurii de interferență de pe ecran scade cu 0,25 mm. Indicele de refracție al apei este n = 4/3.

Determinați diferența de drum optic dintre undele luminoase care formează pe ecran maximul de ordinul 2, când dispozitivul este plasat în aer.

Arată baremul

Răspuns: Δr = 1 μm

D. Subiectul al III-lea III.a. Pentru: 3p Δr = 2λ - 2p rezultat final: Δr = 1 μm - 1p

Un dispozitiv Young aflat în aer are distanța dintre fante 2ℓ = 1 mm. Dispozitivul este iluminat cu o sursă punctiformă de lumină, cu lungimea de undă λ = 500 nm. Când întregul ansamblu este introdus în apă, interfranja figurii de interferență de pe ecran scade cu 0,25 mm. Indicele de refracție al apei este n = 4/3.

Calculați distanța dintre planul fantelor și ecran.

Arată baremul

Răspuns: 2 m

D. Subiectul al III-lea c. Pentru: 4p i = λD/(2ℓ) - 3p rezultat final: D = 2 m - 1p

Se consideră: viteza luminii în vid c = 3·10⁸ m/s, constanta Planck h = 6,6·10⁻³⁴ J·s. III. Rezolvați următoarea problemă: Un dispozitiv Young aflat în aer are distanța dintre fante 2ℓ = 1 mm. Dispozitivul este iluminat cu o sursă punctiformă de lumină, cu lungimea de undă λ = 500 nm. Când întregul ansamblu este introdus în apă, interfranja figurii de interferență de pe ecran scade cu 0,25 mm. Indicele de refracție al apei este n = 4/3.

Calculați distanța cu care trebuie deplasat ecranul față de planul fantelor, după introducerea ansamblului în apă, astfel încât noua valoare a interfranjei în apă să fie egală cu interfranja în aer.

Arată baremul

Răspuns: ΔD = 2/3 m ≅ 0,67 m

D. Subiectul al III-lea d. Pentru: 4p i″ = (1/n)·(λD′/(2ℓ)) - 1p i″ = i - 1p D′ = D + ΔD - 1p rezultat final: ΔD = 2/3 m ≅ 0,67 m - 1p

Distanța dintre fantele unui dispozitiv Young, plasat în aer, este 2ℓ = 0,9 mm. Dispozitivul este iluminat utilizând o sursă punctiformă de lumină monocromatică și coerentă cu lungimea de undă λ = 540 nm. Sursa este situată inițial pe axa de simetrie a dispozitivului. Distanța de la planul fantelor la ecran este D = 2,5 m.

Calculați valoarea interfranjei.

Arată baremul

Răspuns: 1,5 mm

III.a. Pentru: 3p i = λD/(2ℓ) - 2p rezultat final i = 1,5 mm - 1p

Determinați distanța dintre a treia franjă întunecoasă aflată de o parte a franjei centrale și a doua franjă întunecoasă aflată de cealaltă parte franjei centrale.

Arată baremul

Răspuns: 6 mm

b. Pentru: 4p d₂₃ = x₂min + x₃min - 1p x₂min = 1,5 · i - 1p x₃min = 2,5 · i - 1p rezultat final d₂₃ = 6 mm - 1p

Determinați diferența de drum optic dintre două raze care ajung într-un punct aflat pe ecran la distanța x = 7,5 mm față de maximul central.

Arată baremul

Răspuns: 2,7 μm

c. Pentru: 4p Δr = (x · 2ℓ)/D - 3p rezultat final Δr = 2,7 μm - 1p

Sursa de lumină se deplasează, paralel cu planul fantelor și perpendicular pe fante, cu distanța h = 0,3 mm. Se observă că franja centrală s-a deplasat în poziția ocupată inițial de franja luminoasă de ordinul 2. Determinați distanța dintre sursa de lumină și planul fantelor.

Arată baremul

Răspuns: d = 25 cm

D. Subiectul al III-lea d. Pentru: - 4p d = h·D/Δx - 2p Δx = 2·i - 1p rezultat final d = 25 cm - 1p

Se consideră: viteza luminii în vid c = 3·10⁸ m/s, constanta lui Planck h = 6,6·10⁻³⁴ J·s. III. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) Într-un experiment de interferență a luminii se utilizează un dispozitiv interferențial Young care are distanța dintre fante 2ℓ = 0,3 mm și distanța de la planul fantelor la ecran D = 1,2 m. Sursa de lumină emite radiație monocromatică și este situată pe axa de simetrie a dispozitivului, la distanța d = 20 cm de planul fantelor. Figura de interferență de pe ecran are interfranja i = 2 mm.

Calculați lungimea de undă a radiației monocromatice emise de sursă.

Arată baremul

Răspuns: λ = 5·10⁻⁷ m

D. Subiectul al III-lea III.a. Pentru: 4p i = λD/(2ℓ) - 3p rezultat final λ = 5·10⁻⁷ m - 1p

Se consideră: viteza luminii în vid c = 3·10⁸ m/s, constanta lui Planck h = 6,6·10⁻³⁴ J·s.

III. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) Într-un experiment de interferență a luminii se utilizează un dispozitiv interferențial Young care are distanța dintre fante 2ℓ = 0,3 mm și distanța de la planul fantelor la ecran D = 1,2 m. Sursa de lumină emite radiație monocromatică și este situată pe axa de simetrie a dispozitivului, la distanța d = 20 cm de planul fantelor. Figura de interferență de pe ecran are interfranja i = 2 mm.

Calculați distanța de pe ecran dintre maximul de ordinul k₁ = 1 și maximul de ordinul k₂ = 3, situate de aceeași parte a maximului central.

Arată baremul

Răspuns: 4 mm

D. Subiectul al III-lea b. Pentru: 4p d = 2i - 3p rezultat final d = 4 mm - 1p

Se consideră: viteza luminii în vid c = 3·10⁸ m/s, constanta lui Planck h = 6,6·10⁻³⁴ J·s. III. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) Într-un experiment de interferență a luminii se utilizează un dispozitiv interferențial Young care are distanța dintre fante 2ℓ = 0,3 mm și distanța de la planul fantelor la ecran D = 1,2 m. Sursa de lumină emite radiație monocromatică și este situată pe axa de simetrie a dispozitivului, la distanța d = 20 cm de planul fantelor. Figura de interferență de pe ecran are interfranja i = 2 mm.

Calculați diferența de drum optic dintre radiațiile care formează pe ecran franja luminoasă de ordinul k = 2.

Arată baremul

Răspuns: Δr = 1 μm

D. Subiectul al III-lea c. Pentru: 3p Δr = 2λ - 2p rezultat final Δr = 1 μm - 1p

Fără a schimba poziția fantelor și a ecranului, sursa de lumină se deplasează paralel cu planul fantelor și perpendicular pe fante, pe distanța y = 2 mm. Calculați deplasarea figurii de interferență.

Arată baremul

Răspuns: Δx = 12 mm

D. Subiectul al III-lea d. Pentru: 4p Δx = yD/d - 3p rezultat final Δx = 12 mm - 1p

Se consideră: viteza luminii în vid c = 3·10⁸ m/s, constanta lui Planck h = 6,6·10⁻³⁴ J·s. III. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) Distanța dintre fantele unui dispozitiv Young plasat în aer (nₐₑᵣ = 1) este 2ℓ = 0,9 mm, iar distanța care separă planul fantelor de ecranul pe care se observă figura de interferență este D = 2,25 m. Pe axa de simetrie a dispozitivului este plasată o sursă de lumină monocromatică având frecvența ν = 5·10¹⁴ Hz.

Calculați lungimea de undă a luminii emise de sursă.

Arată baremul

Răspuns: 600 nm

D. Subiectul al III-lea III.a. Pentru: 4p λ = c/ν - 3p rezultat final λ = 600 nm - 1p

Se consideră: viteza luminii în vid c = 3·10⁸ m/s, constanta lui Planck h = 6,6·10⁻³⁴ J·s. III. Rezolvați următoarea problemă: Distanța dintre fantele unui dispozitiv Young plasat în aer (nₐₑᵣ = 1) este 2ℓ = 0,9 mm, iar distanța care separă planul fantelor de ecranul pe care se observă figura de interferență este D = 2,25 m. Pe axa de simetrie a dispozitivului este plasată o sursă de lumină monocromatică având frecvența ν = 5·10¹⁴ Hz.

Se depărtează ecranul de planul fantelor cu distanța ΔD = 0,75 m, în direcția axei de simetrie a dispozitivului. Calculați distanța, măsurată pe ecran, cu care s-a deplasat maximul de ordinul k = 3.

Arată baremul

Răspuns: 1,5 mm

D. Subiectul al III-lea c. Pentru: 4p Δx = k(i′ − i) - 1p i′ = λ(D + ΔD)/(2ℓ) - 2p rezultat final Δx = 1,5 mm - 1p

Se consideră: viteza luminii în vid c = 3 · 10⁸ m/s, constanta lui Planck h = 6,6 · 10⁻³⁴ J · s.

III. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) Distanța dintre fantele unui dispozitiv Young plasat în aer (n_aer = 1) este 2ℓ = 0,9 mm, iar distanța care separă planul fantelor de ecranul pe care se observă figura de interferență este D = 2,25 m. Pe axa de simetrie a dispozitivului este plasată o sursă de lumină monocromatică având frecvența ν = 5 · 10¹⁴ Hz.

c. Se depărtează ecranul de planul fantelor cu distanța ΔD = 0,75 m, în direcția axei de simetrie a dispozitivului. Calculați distanța, măsurată pe ecran, cu care s-a deplasat maximul de ordinul k = 3.

După ce ecranul a fost adus în poziția specificată la punctul c., întregul dispozitiv este introdus într-un lichid omogen și transparent. Se constată că maximul de ordinul k = 3 revine în poziția pe care o avea înainte de deplasarea ecranului. Determinați indicele de refracție al lichidului.

Arată baremul

Răspuns: n = 4/3 ≅ 1,33

D. Subiectul al III-lea d. Pentru: 4p i″ = i - 1p i″ = λ(D + ΔD)/(2ℓn) - 2p rezultat final n = 4/3 ≅ 1,33 - 1p

Se consideră: viteza luminii în vid c = 3·10⁸ m/s, constanta Planck h = 6,6·10⁻³⁴ J·s. Într-un dispozitiv Young aflat în aer, cu distanța dintre fante 2ℓ = 1 mm, sursa de lumină este plasată pe axa de simetrie a dispozitivului. Sursa emite simultan radiații cu frecvențele ν₁ = 5·10¹⁴ Hz, ν₂ = 1,2ν₁ și ν₃ = 1,5ν₁. Pentru radiația cu frecvența ν₁ = 5·10¹⁴ Hz, interfranja observată pe ecran este i₁ = 1,2 mm.

Calculați: lungimea de undă a radiației având frecvența ν₁ = 5·10¹⁴ Hz;

Arată baremul

Răspuns: λ₁ = 6·10⁻⁷ m

D. Subiectul al III-lea III.a. Pentru: 3p λ₁ = c/ν₁ - 2p rezultat final: λ₁ = 6·10⁻⁷ m - 1p

Calculați: distanța, față de maximul central, la care se formează maximul de ordinul 5 pentru frecvența ν₂ = 1,2ν₁;

Arată baremul

Răspuns: x₅ = 5 mm

D. Subiectul al III-lea c. Pentru: 4p i₂ = λ₂D/(2ℓ) - 1p λ₂ = c/ν₂ - 1p x₅ = 5i₂ - 1p rezultat final: x₅ = 5 mm - 1p

Se consideră: viteza luminii în vid c = 3 · 10⁸ m/s, constanta Planck h = 6,6 · 10⁻³⁴ J · s. III. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) Într-un dispozitiv Young aflat în aer, cu distanța dintre fante 2ℓ = 1 mm, sursa de lumină este plasată pe axa de simetrie a dispozitivului. Sursa emite simultan radiații cu frecvențele, ν₁ = 5 · 10¹⁴ Hz, ν₂ = 1,2ν₁ și ν₃ = 1,5ν₁. Pentru radiația cu frecvența ν₁ = 5 · 10¹⁴ Hz, interfranja observată pe ecran este i₁ = 1,2 mm. Calculați:

distanța, față de maximul central, la care se suprapun prima dată maximele corespunzătoare radiațiilor cu frecvențele ν₁ și ν₃ = 1,5ν₁.

Arată baremul

Răspuns: x = 2,4 mm

D. Subiectul al III-lea d. Pentru: 4p i₁ = (c/ν₁) · D/(2ℓ) - 1p i₃ = (c/ν₃) · D/(2ℓ) - 1p x = k₁i₁ = k₃i₃ = minim, unde k₁, k₃ ∈ ℕ - 1p rezultat final: x = 2,4 mm - 1p

Se consideră: viteza luminii în vid c = 3 · 10⁸ m/s, constanta Planck h = 6,6 · 10⁻³⁴ J · s. III. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) Într-un experiment de interferență a luminii se utilizează un dispozitiv interferențial Young, plasat în aer, care are distanța dintre fante 2ℓ = 5,0 · 10⁻⁴ m, iar distanța dintre planul fantelor și ecran D = 2,0 m. Sursa de lumină este situată pe axa de simetrie a dispozitivului și emite radiație luminoasă monocromatică. Analizând figura de interferență de pe ecran se determină valoarea interfranjei i = 2,0 mm.

Calculați lungimea de undă a radiației monocromatice emisă de sursă.

Arată baremul

Răspuns: λ = 5,0 · 10⁻⁷ m

D. Subiectul al III-lea III.a. Pentru: - 4p i = λD/(2ℓ) - 3p rezultat final λ = 5,0 · 10⁻⁷ m - 1p

Calculați distanța dintre maximul central și un punct de pe ecran în care ajung două raze între care diferența de drum optic este 1 μm.

Arată baremul

Răspuns: x = 4 mm

D. Subiectul al III-lea c. Pentru: - 3p x/D = Δr/(2ℓ) - 2p rezultat final x = 4 mm - 1p

Fără a schimba poziția sursei, a fantelor și a ecranului, se scufundă dispozitivul într-un lichid transparent și se determină noua valoare a interfranjei, i′ = 1,5 mm. Calculați indicele de refracție al acestui lichid.

Arată baremul

Răspuns: n = 4/3 ≅ 1,3

D. Subiectul al III-lea d. Pentru: - 4p i′ = i/n - 3p rezultat final n = 4/3 ≅ 1,3 - 1p

Se consideră: viteza luminii în vid c = 3 · 10⁸ m/s, constanta Planck h = 6,6 · 10⁻³⁴ J · s. III. Rezolvați următoarea problemă: Distanța dintre fantele unui dispozitiv Young este 2ℓ = 1 mm, iar distanța care separă planul fantelor de ecranul pe care se observă figura de interferență este D = 2 m. Sursa de lumină monocromatică utilizată este plasată pe axa de simetrie a dispozitivului. Lumina emisă are lungimea de undă λ = 600 nm.

Determinați valoarea interfranjei figurii de interferență observată pe ecran.

Arată baremul

Răspuns: i = 1,2 mm

D. Subiectul al III-lea III.a. Pentru: 4p i = λD/(2ℓ) - 3p rezultat final i = 1,2 mm - 1p

Se consideră: viteza luminii în vid c = 3 · 10⁸ m/s, constanta Planck h = 6,6 · 10⁻³⁴ J · s.

III. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) Distanța dintre fantele unui dispozitiv Young este 2ℓ = 1 mm, iar distanța care separă planul fantelor de ecranul pe care se observă figura de interferență este D = 2 m. Sursa de lumină monocromatică utilizată este plasată pe axa de simetrie a dispozitivului. Lumina emisă are lungimea de undă λ = 600 nm.

Calculați diferența de drum optic dintre undele luminoase care formează prin interferență pe ecran maximul de ordinul 2.

Arată baremul

Răspuns: δ = 1,2 μm

D. Subiectul al III-lea b. Pentru: 3p δ = 2 · λ - 2p rezultat final δ = 1,2 μm - 1p

Se consideră: viteza luminii în vid c = 3 · 10⁸ m/s, constanta Planck h = 6,6 · 10⁻³⁴ J · s. III. Rezolvați următoarea problemă: Distanța dintre fantele unui dispozitiv Young este 2ℓ = 1 mm, iar distanța care separă planul fantelor de ecranul pe care se observă figura de interferență este D = 2 m. Sursa de lumină monocromatică utilizată este plasată pe axa de simetrie a dispozitivului. Lumina emisă are lungimea de undă λ = 600 nm.

Ecranul este deplasat astfel încât distanța de la planul fantelor la ecran crește cu ΔD = 0,5 m. Determinați deplasarea pe ecran a maximului de ordinul 3.

Arată baremul

Răspuns: Δx₃ = 0,9 mm

D. Subiectul al III-lea c. Pentru: 4p Δx₃ = x′₃ − x₃ - 1p x₃ = 3λD/(2ℓ) - 1p x′₃ = 3λ(D + ΔD)/(2ℓ) - 1p rezultat final Δx₃ = 0,9 mm - 1p

Se consideră: viteza luminii în vid c = 3 · 10⁸ m/s, constanta Planck h = 6,6 · 10⁻³⁴ J · s. III. Rezolvați următoarea problemă: Distanța dintre fantele unui dispozitiv Young este 2ℓ = 1 mm, iar distanța care separă planul fantelor de ecranul pe care se observă figura de interferență este D = 2 m. Sursa de lumină monocromatică utilizată este plasată pe axa de simetrie a dispozitivului. Lumina emisă are lungimea de undă λ = 600 nm. a. Determinați valoarea interfranjei figurii de interferență observată pe ecran. c. Ecranul este deplasat astfel încât distanța de la planul fantelor la ecran crește cu ΔD = 0,5 m. Determinați deplasarea pe ecran a maximului de ordinul 3.

În condițiile punctului c., întregul dispozitiv este introdus într-un lichid transparent. Se constată că interfranja măsurată pe ecran în acest caz este identică cu cea măsurată în condițiile punctului a.. Calculați lungimea de undă a radiației în acest lichid.

Arată baremul

Răspuns: λ′ = 480 nm

D. Subiectul al III-lea d. Pentru: 4p i′ = λ′(D + ΔD)/(2ℓ) - 2p i = i′ - 1p rezultat final λ′ = 480 nm - 1p

Se consideră: viteza luminii în vid c = 3·10⁸ m/s, constanta lui Planck h = 6,6·10⁻³⁴ J·s. III. Rezolvați următoarea problemă: Într-un experiment de interferență se utilizează un dispozitiv Young plasat în aer care are distanța dintre fante 2ℓ = 1,0 mm și este iluminat cu radiație monocromatică cu lungimea de undă λ = 0,60 μm. Sursa de lumină monocromatică este situată pe axa de simetrie a dispozitivului. Distanța dintre maximele de ordinul 2 situate de-o parte si de alta a maximului central este Δx = 6,0 mm.

Calculați frecvența radiației luminoase utilizate.

Arată baremul

Răspuns: ν = 5·10¹⁴ Hz

D. Subiectul al III-lea III.a. Pentru: - 3p ν = c/λ - 2p rezultat final ν = 5·10¹⁴ Hz - 1p

Se consideră: viteza luminii în vid c = 3·10⁸ m/s, constanta lui Planck h = 6,6·10⁻³⁴ J·s. III. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) Într-un experiment de interferență se utilizează un dispozitiv Young plasat în aer care are distanța dintre fante 2ℓ = 1,0 mm și este iluminat cu radiație monocromatică cu lungimea de undă λ = 0,60 μm. Sursa de lumină monocromatică este situată pe axa de simetrie a dispozitivului. Distanța dintre maximele de ordinul 2 situate de-o parte si de alta a maximului central este Δx = 6,0 mm.

Calculați distanța de la planul fantelor la ecranul pe care se formează figura de interferență.

Arată baremul

Răspuns: D = 2,5 m

D. Subiectul al III-lea b. Pentru: 4p Δx = 4i - 1p i = Dλ/(2ℓ) - 2p rezultat final D = 2,5 m - 1p

Se consideră: viteza luminii în vid c = 3·10⁸ m/s, constanta lui Planck h = 6,6·10⁻³⁴ J·s. III. Rezolvați următoarea problemă: Într-un experiment de interferență se utilizează un dispozitiv Young plasat în aer care are distanța dintre fante 2ℓ = 1,0 mm și este iluminat cu radiație monocromatică cu lungimea de undă λ = 0,60 μm. Sursa de lumină monocromatică este situată pe axa de simetrie a dispozitivului. Distanța dintre maximele de ordinul 2 situate de-o parte si de alta a maximului central este Δx = 6,0 mm.

Calculați diferența de drum între undele care formează pe ecran maximul de ordinul k = 3.

Arată baremul

Răspuns: Δr = 1,8 μm

D. Subiectul al III-lea c. Pentru: - 4p Δr = kλ - 2p k = 3 - 1p rezultat final Δr = 1,8 μm - 1p

Se consideră: viteza luminii în vid c = 3·10⁸ m/s, constanta lui Planck h = 6,6·10⁻³⁴ J·s. III. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) Într-un experiment de interferență se utilizează un dispozitiv Young plasat în aer care are distanța dintre fante 2ℓ = 1,0 mm și este iluminat cu radiație monocromatică cu lungimea de undă λ = 0,60 μm. Sursa de lumină monocromatică este situată pe axa de simetrie a dispozitivului. Distanța dintre maximele de ordinul 2 situate de-o parte si de alta a maximului central este Δx = 6,0 mm.

În calea fasciculului provenit de la o fantă se introduce o peliculă transparentă, cu fețe plane și paralele, cu grosimea e = 20 μm și cu indicele de refracție n = 1,5. Calculați deplasarea figurii de interferență produsă de introducerea peliculei transparente.

Arată baremul

Răspuns: Δx′ = 2,5 cm

D. Subiectul al III-lea d. Pentru: 4p Δx′ = e(n − 1)D/(2ℓ) - 3p rezultat final Δx′ = 2,5 cm - 1p

Un dispozitiv Young, plasat în aer, are distanța dintre fante 2ℓ = 1 mm și este iluminat cu o radiație monocromatică și coerentă cu lungimea de undă λ = 500 nm. Sursa de lumină este situată pe axa de simetrie a dispozitivului la distanța d = 10 cm în fața paravanului cu fante. În figura de interferență s-a măsurat interfranja, obținându-se valoarea i = 2 mm.

Calculați distanța de la paravanul cu fante la ecranul pe care s-a format figura de interferență.

Arată baremul

Răspuns: D = 4 m

D. Subiectul al III-lea, III.a. Pentru: 3p D = 2ℓi/λ - 2p rezultat final D = 4 m - 1p

III. Rezolvați următoarea problemă: Un dispozitiv Young, plasat în aer, are distanța dintre fante 2ℓ = 1 mm și este iluminat cu o radiație monocromatică și coerentă cu lungimea de undă λ = 500 nm. Sursa de lumină este situată pe axa de simetrie a dispozitivului la distanța d = 10 cm în fața paravanului cu fante. În figura de interferență s-a măsurat interfranja, obținându-se valoarea i = 2 mm.

Calculați distanța dintre maximul de ordinul 2 situat de o parte a maximului central și cel de-al treilea minim aflat de cealaltă parte a maximului central.

Arată baremul

Răspuns: 9 mm

D. OPTICĂ Subiectul al III-lea b. Pentru: 4p x₂ₘₐₓ = 2i - 1p x₃ₘᵢₙ = 5i/2 - 1p Δx = x₂ₘₐₓ + x₃ₘᵢₙ - 1p rezultat final Δx = 9 mm - 1p

Un dispozitiv Young, plasat în aer, are distanța dintre fante 2ℓ = 1 mm și este iluminat cu o radiație monocromatică și coerentă cu lungimea de undă λ = 500 nm. Sursa de lumină este situată pe axa de simetrie a dispozitivului la distanța d = 10 cm în fața paravanului cu fante. În figura de interferență s-a măsurat interfranja, obținându-se valoarea i = 2 mm.

O fantă a dispozitivului se acoperă cu o lamă de grosime e₁ = 5,0 μm, iar cealaltă se acoperă cu o lamă de grosime e₂ = 2,5 μm. Se observă că maximul central se află acum în poziția în care s-a aflat maximul de ordinul 2. Lamele fiind confecționate din același material transparent, aflați indicele de refracție al acestui material.

Arată baremul

Răspuns: 1.4

D. Subiectul al III-lea, c. Pentru: 4p Δr = e₁(n − 1) − e₂(n − 1) - 2p Δr = (2ℓ · 2i)/D - 1p rezultat final n = 1,4 - 1p

Un dispozitiv Young, plasat în aer, are distanța dintre fante 2ℓ = 1 mm și este iluminat cu o radiație monocromatică și coerentă cu lungimea de undă λ = 500 nm. Sursa de lumină este situată pe axa de simetrie a dispozitivului la distanța d = 10 cm în fața paravanului cu fante. În figura de interferență s-a măsurat interfranja, obținându-se valoarea i = 2 mm.

Condițiile introduse la punctul c: O fantă a dispozitivului se acoperă cu o lamă de grosime e₁ = 5,0 μm, iar cealaltă se acoperă cu o lamă de grosime e₂ = 2,5 μm. Se observă că maximul central se află acum în poziția în care s-a aflat maximul de ordinul 2. Lamele sunt confecționate din același material transparent.

Calculați distanța pe care trebuie deplasată sursa de lumină, pe direcție perpendiculară pe axa de simetrie a dispozitivului, pentru ca sistemul de franje să revină în poziția inițială.

Arată baremul

Răspuns: y = 0,1 mm

D. Subiectul al III-lea, d. Pentru: 4p Δr₀ = (2ℓ · y)/d - 2p Δr₀ = Δr - 1p rezultat final y = 0,1 mm - 1p

Într-un dispozitiv Young este utilizată o sursă de lumină plasată pe axa de simetrie a dispozitivului. Sursa emite simultan două radiații luminoase monocromatice cu lungimile de undă λ₁ = 400 nm și λ₂ = 600 nm. Pentru radiația cu lungimea de undă λ₁, interfranja observată pe ecranul dispozitivului are valoarea i₁ = 1,0 mm.

Calculați distanța dintre maximul central și al doilea minim de interferență pentru radiația cu lungimea de undă λ₁.

Arată baremul

Răspuns: 1,5 mm

D. Subiectul al III-lea III.a. Pentru: 4p d = 1,5i₁ - 3p rezultat final d = 1,5 mm - 1p

Se consideră: viteza luminii în vid c = 3 · 10⁸ m/s, constanta Planck h = 6,6 · 10⁻³⁴ J · s. III. Rezolvați următoarea problemă: Într-un dispozitiv Young este utilizată o sursă de lumină plasată pe axa de simetrie a dispozitivului. Sursa emite simultan două radiații luminoase monocromatice cu lungimile de undă λ₁ = 400 nm și λ₂ = 600 nm. Pentru radiația cu lungimea de undă λ₁, interfranja observată pe ecranul dispozitivului are valoarea i₁ = 1,0 mm.

Calculați interfranja figurii de interferență formată pe ecranul dispozitivului de radiația cu lungimea de undă λ₂.

Arată baremul

Răspuns: i₂ = 1,5 mm

D. Subiectul al III-lea b. Pentru: 3p i₁ = λ₁D/(2ℓ) - 1p i₂ = λ₂D/(2ℓ) - 1p rezultat final i₂ = 1,5 mm - 1p

Determinați distanța care separă maximul de ordinul 1 al primei radiații (λ₁), de maximul de ordinul 4 al cele de-a doua radiații (λ₂), situate de aceeași parte a maximului central.

Arată baremul

Răspuns: Δx = 5 mm

D. Subiectul al III-lea c. Pentru: 4p Δx = x₂ − x₁ - 1p x₂ = 4i₂ - 1p x₁ = i₁ - 1p rezultat final Δx = 5 mm - 1p

Într-un dispozitiv Young este utilizată o sursă de lumină plasată pe axa de simetrie a dispozitivului. Sursa emite simultan două radiații luminoase monocromatice cu lungimile de undă λ₁ = 400 nm și λ₂ = 600 nm. Pentru radiația cu lungimea de undă λ₁, interfranja observată pe ecranul dispozitivului are valoarea i₁ = 1,0 mm.

Stabiliți distanța minimă, față de franja centrală, la care se suprapun maximele celor două radiații.

Arată baremul

Răspuns: 3 mm

D. Subiectul al III-lea d. Pentru: 4p xₘ = k₁i₁ - 1p xₘ = k₂i₂ - 1p k₁ = 3; k₂ = 2 - 1p rezultat final xₘ = 3 mm - 1p

Se consideră: viteza luminii în vid c = 3·10⁸ m/s, constanta Planck h = 6,6·10⁻³⁴ J·s. III. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) Un dispozitiv Young este iluminat cu o radiație monocromatică cu lungimea de undă λ = 680 nm. Distanța dintre fantele dispozitivului este 2ℓ = 0,8 mm, iar distanța de la planul fantelor la ecranul pe care se observă figura de interferență este D = 2,0 m. Sursa de lumină coerentă se află pe axa de simetrie, la distanța d = 0,4 m față de planul fantelor.

Determinați valoarea interfranjei.

Arată baremul

Răspuns: i = 1,7 mm

D. Subiectul al III-lea III.a. Pentru: 4p i = λ·D/(2ℓ) - 3p rezultat final i = 1,7 mm - 1p

Calculați distanța dintre al doilea minim de interferență aflat de o parte a maximului central și al doilea minim de interferență aflat de cealaltă parte a maximului central.

Arată baremul

Răspuns: d′ = 5,1 mm

D. Subiectul al III-lea b. Pentru: 4p |xₖₘᵢₙ| = 3i/2 - 2p d′ = 2|xₖₘᵢₙ| - 1p rezultat final d′ = 5,1 mm - 1p

Sursa de lumină coerentă se deplasează pe o distanță h = 0,8 mm, paralel cu planul fantelor și perpendicular pe fante. Determinați distanța pe care se deplasează maximul central în această situație.

Arată baremul

Răspuns: Δx = 4 mm

D. Subiectul al III-lea c. Pentru: 3p Δx = h·D/d - 2p rezultat final Δx = 4 mm - 1p

Dispozitivul este scufundat într-un lichid cu indicele de refracție n = 1,3. Calculați noua valoare a interfranjei.

Arată baremul

Răspuns: i′ ≅ 1,3 mm

D. Subiectul al III-lea d. Pentru: 4p i′ = λ′·D/(2ℓ) - 2p λ′ = λ/n - 1p rezultat final i′ ≅ 1,3 mm - 1p

Se consideră: viteza luminii în vid c = 3·10⁸ m/s, constanta Planck h = 6,6·10⁻³⁴ J·s. III. Rezolvați următoarea problemă: Într-un experiment de interferență a luminii se utilizează un dispozitiv interferențial Young având distanța dintre planul fantelor și ecran D = 2 m. Sursa de lumină este situată pe axa de simetrie a dispozitivului și emite radiație luminoasă monocromatică și coerentă cu lungimea de undă λ = 500 nm. Analizând figura de interferență de pe ecran se determină valoarea interfranjei i = 2 mm.

Calculați distanța dintre fantele dispozitivului.

Arată baremul

Răspuns: 2ℓ = 0,5 mm

D. Subiectul al III-lea III.a. Pentru: 4p i = λD/(2ℓ) - 3p rezultat final 2ℓ = 0,5 mm - 1p

Calculați distanța dintre cel de al treilea minim situat de o parte a maximului central și maximul de ordinul 1 situat de cealaltă parte a maximului central.

Arată baremul

Răspuns: d = 7 mm

D. Subiectul al III-lea b. Pentru: 4p d = 3,5i - 3p rezultat final d = 7 mm - 1p

Calculați diferența de drum optic dintre radiațiile monocromatice care formează prin interferență pe ecran franja luminoasă de ordinul k = 2.

Arată baremul

Răspuns: Δr = 1 μm

D. Subiectul al III-lea c. Pentru: 3p Δr = 2λ - 2p rezultat final Δr = 1 μm - 1p

Fără a schimba poziția fantelor și a ecranului, se înlocuiește sursa de lumină cu o sursă care emite lumină albă. Lungimile de undă extreme ale spectrului continuu emis de sursă sunt λᵣ = 750 nm și λᵥ = 400 nm. Calculați numărul de lungimi de undă distincte ale radiațiilor din spectrul continuu emis de sursă care formează maxime luminoase la distanța x = 6 mm de maximul central.

Arată baremul

Răspuns: 2

D. Subiectul al III-lea d. Pentru: 4p x = kλD/(2ℓ) - 1p k = x·2ℓ/(λD) cu λ ∈ [λᵥ, λᵣ] - 1p k ∈ ℤ ⇔ k = 2 și k = 3 - 1p rezultat final n = 2 radiații - 1p

Se consideră: viteza luminii în vid c = 3 · 10⁸ m/s, constanta Planck h = 6,6 · 10⁻³⁴ J · s. III. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) Un dispozitiv Young, plasat în aer, este iluminat cu o radiație monocromatică de lungime de undă λ = 650 nm. Radiația este emisă de o sursă S₁, aflată pe axa de simetrie a dispozitivului. Figura de interferență se observă pe un ecran așezat paralel cu planul fantelor, la distanța D = 2 m de acesta. Se observă că valoarea interfranjei este i = 1 mm.

Determinați frecvența radiației luminoase utilizate.

Arată baremul

Răspuns: ν ≅ 4,6 · 10¹⁴ Hz

D. Subiectul al III-lea. III.a. Pentru: - 3p ν = c/λ - 2p rezultat final: ν ≅ 4,6 · 10¹⁴ Hz - 1p

Se consideră: viteza luminii în vid c = 3·10⁸ m/s, constanta Planck h = 6,6·10⁻³⁴ J·s. III. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) Un dispozitiv Young, plasat în aer, este iluminat cu o radiație monocromatică de lungime de undă λ = 650 nm. Radiația este emisă de o sursă S₁, aflată pe axa de simetrie a dispozitivului. Figura de interferență se observă pe un ecran așezat paralel cu planul fantelor, la distanța D = 2 m de acesta. Se observă că valoarea interfranjei este i = 1 mm.

Calculați distanța dintre cele două fante ale dispozitivului.

Arată baremul

Răspuns: 1,3 mm

D. Subiectul al III-lea b. Pentru: 4p i = λD/(2ℓ) - 3p rezultat final: 2ℓ = 1,3 mm - 1p

Se consideră: viteza luminii în vid c = 3 · 10⁸ m/s, constanta Planck h = 6,6 · 10⁻³⁴ J · s. III. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) Un dispozitiv Young, plasat în aer, este iluminat cu o radiație monocromatică de lungime de undă λ = 650 nm. Radiația este emisă de o sursă S₁, aflată pe axa de simetrie a dispozitivului. Figura de interferență se observă pe un ecran așezat paralel cu planul fantelor, la distanța D = 2 m de acesta. Se observă că valoarea interfranjei este i = 1 mm.

Determinați valoarea distanței dintre a treia franjă întunecată aflată de o parte a franjei centrale și franja luminoasă de ordinul 2 aflată de cealaltă parte a franjei centrale.

Arată baremul

Răspuns: 4,5 mm

D. Subiectul al III-lea c. Pentru: 4p d = |x_{k₁}^{min}| + |x_{k₂}^{max}| - 1p |x_{k₁}^{min}| = 5i/2 - 1p |x_{k₂}^{max}| = 2i - 1p rezultat final: d = 4,5 mm - 1p

Se consideră: viteza luminii în vid c = 3·10⁸ m/s, constanta Planck h = 6,6·10⁻³⁴ J·s. III. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) Un dispozitiv Young, plasat în aer, este iluminat cu o radiație monocromatică de lungime de undă λ = 650 nm. Radiația este emisă de o sursă S₁, aflată pe axa de simetrie a dispozitivului. Figura de interferență se observă pe un ecran așezat paralel cu planul fantelor, la distanța D = 2 m de acesta. Se observă că valoarea interfranjei este i = 1 mm.

Sursa de lumină S₁ se înlocuiește cu o alta, S₂, care emite două radiații monocromatice, având lungimile de undă λ = 650 nm și respectiv λ′. Se constată că franja luminoasă de ordinul 4 a radiației de lungime de undă λ se suprapune cu franja luminoasă de ordinul 5 a radiației de lungime de undă λ′. Determinați lungimea de undă λ′.

Arată baremul

Răspuns: 520 nm

D. Subiectul al III-lea d. Pentru: 4p 4i = 5i′ - 2p i/i′ = λ/λ′ - 1p rezultat final: λ′ = 520 nm - 1p

Se consideră: viteza luminii în vid c = 3 · 10⁸ m/s, constanta Planck h = 6,6 · 10⁻³⁴ J · s. III. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) Un dispozitiv Young, situat în aer, este iluminat cu o radiație monocromatică cu lungimea de undă λ₁ = 550 nm. Interfranja observată pe ecran este i₁ = 1 mm. Același dispozitiv, iluminat cu o altă radiație monocromatică cu lungimea de undă λ₂, prezintă maximul de ordinul doi la distanța x = 2,4 mm față de maximul central. În ambele situații sursa este situată pe axa de simetrie a dispozitivului.

Determinați valoarea interfranjei în cazul iluminării dispozitivului cu lungimea de undă λ₂;

Arată baremul

Răspuns: i₂ = 1,2 mm

D. Subiectul al III-lea III.a. Pentru: 3p x = 2i₂ - 2p rezultat final i₂ = 1,2 mm - 1p

Determinați valoarea lungimii de undă λ₂ a celei de a doua radiații.

Arată baremul

Răspuns: λ₂ = 660 nm

D. Subiectul al III-lea b. Pentru: 4p i₁ = λ₁D/(2ℓ) - 1p i₂ = λ₂D/(2ℓ) - 1p λ₂ = λ₁i₂/i₁ - 1p rezultat final λ₂ = 660 nm - 1p

Calculați valoarea, în modul, a diferenței frecvențelor celor două radiații.

Arată baremul

Răspuns: Δν ≅ 9,1 · 10¹³ Hz

D. Subiectul al III-lea c. Pentru: 4p Δν = |ν₁ − ν₂| - 1p ν = c/λ - 2p rezultat final Δν ≅ 9,1 · 10¹³ Hz - 1p

Se iluminează dispozitivul simultan cu ambele radiații. Aflați distanța minimă, măsurată în raport cu franja centrală, la care are loc prima suprapunere a maximelor produse de cele două radiații.

Arată baremul

Răspuns: xₘᵢₙ = 6 mm

D. Subiectul al III-lea d. Pentru: 4p xₖ₁ = xₖ₂ - 1p k₁λ₁ = k₂λ₂ - 1p k₁ = 6 sau k₂ = 5 - 1p rezultat final xₘᵢₙ = 6 mm - 1p

Se consideră: viteza luminii în vid c = 3·10⁸ m/s, constanta Planck h = 6,6·10⁻³⁴ J·s. Un dispozitiv Young, având distanța dintre planul fantelor și ecran D = 2 m, distanța dintre fante 2ℓ, se poate utiliza pentru determinarea lungimii de undă a unei radiații luminoase. Sursa de lumină se află pe axa de simetrie a dispozitivului. Dacă sursa emite radiații monocromatice cu lungimea de undă λ = 0,5 μm, valoarea interfranjei obținute pe ecran este i = 1 mm, iar dacă sursa emite radiații monocromatice cu lungimea de undă λ′, pe ecran se observă că distanța dintre maximul central și maximul de ordinul 5 este d = 6 mm.

Determinați distanța 2ℓ dintre fantele dispozitivului Young.

Arată baremul

Răspuns: 2ℓ = 1 mm

D. OPTICĂ - Subiectul al III-lea III.a. Pentru: 4p i = λ·D/(2ℓ) - 3p rezultat final 2ℓ = 1 mm - 1p

Determinați valoarea interfranjei corespunzătoare radiației cu lungimea de undă λ′.

Arată baremul

Răspuns: i′ = 1,2 mm

D. OPTICĂ - Subiectul al III-lea b. Pentru: 3p d = 5·i′ - 2p rezultat final i′ = 1,2 mm - 1p

Determinați lungimea de undă λ′ a radiației necunoscute.

Arată baremul

Răspuns: λ′ = 600 nm

D. OPTICĂ - Subiectul al III-lea c. Pentru: 4p i′ = λ′·D/(2ℓ) - 1p λ′ = λ·i′/i - 2p rezultat final λ′ = 600 nm - 1p

Se utilizează lumină albă cu lungimea de undă cuprinsă în intervalul [400 nm; 750 nm]. Calculați lungimile de undă ce corespund radiațiilor care formează minime la distanța x = 3,2 mm față de franja centrală.

Arată baremul

Răspuns: λ₁ = 640 nm și λ₂ ≅ 457 nm

D. OPTICĂ - Subiectul al III-lea d. Pentru: 4p x_min. = ((2k + 1)/2)·(λ·D/(2ℓ)) - 1p k ≥ (2ℓ·x)/(λ_max·D) − 1/2 ≅ 1,63 ⇒ k_min = 2 - 1p k ≤ (2ℓ·x)/(λ_min·D) − 1/2 = 3,5 ⇒ k_max = 3 - 1p rezultat final Formează minime două radiații: k = 2 ⇒ λ₁ = 640 nm și k = 3 ⇒ λ₂ ≅ 457 nm - 1p

Se consideră: viteza luminii în vid c = 3·10⁸ m/s, constanta Planck h = 6,6·10⁻³⁴ J·s. III. Rezolvați următoarea problemă: Într-un dispozitiv Young este utilizată o sursă de lumină care emite radiație cu spectru continuu, plasată pe axa de simetrie a dispozitivului. Lungimile de undă extreme ale spectrului emis sunt egale cu 400 nm, respectiv 700 nm. Interfranja figurii de interferență formate pe ecranul dispozitivului de radiația cu lungimea de undă λᵥ = 400 nm este iᵥ = 0,8 mm.

Calculați interfranja figurii de interferență formate pe ecranul dispozitivului de radiația cu lungimea de undă λᵣ = 700 nm.

Arată baremul

Răspuns: iᵣ = 1,4 mm

D. Subiectul al III-lea III.a. Pentru: - 3p iᵥ = λᵥD/(2l) - 1p iᵣ = λᵣD/(2l) - 1p rezultat final iᵣ = 1,4 mm - 1p

III. Rezolvați următoarea problemă: Într-un dispozitiv Young este utilizată o sursă de lumină care emite radiație cu spectru continuu, plasată pe axa de simetrie a dispozitivului. Lungimile de undă extreme ale spectrului emis sunt egale cu 400 nm, respectiv 700 nm. Interfranja figurii de interferență formate pe ecranul dispozitivului de radiația cu lungimea de undă λᵥ = 400 nm este iᵥ = 0,8 mm.

Determinați distanța care separă maximele de ordinul 3 ale radiațiilor cu lungimile de undă λᵥ = 400 nm și λᵣ = 700 nm, situate de aceeași parte a maximului central.

Arată baremul

Răspuns: 1,8 mm

D. Subiectul al III-lea b. Pentru: 4p Δx = xᵣ − xᵥ - 1p xᵣ = 3iᵣ - 1p xᵥ = 3iᵥ - 1p rezultat final Δx = 1,8 mm - 1p

Se consideră: viteza luminii în vid c = 3·10⁸ m/s, constanta Planck h = 6,6·10⁻³⁴ J·s. III. Rezolvați următoarea problemă: Într-un dispozitiv Young este utilizată o sursă de lumină care emite radiație cu spectru continuu, plasată pe axa de simetrie a dispozitivului. Lungimile de undă extreme ale spectrului emis sunt egale cu 400 nm, respectiv 700 nm. Interfranja figurii de interferență formate pe ecranul dispozitivului de radiația cu lungimea de undă λᵥ = 400 nm este iᵥ = 0,8 mm.

Stabiliți distanța minimă nenulă, față de franja centrală, la care se suprapun maximele radiațiilor cu lungimile de undă λᵥ = 400 nm și λᵣ = 700 nm.

Arată baremul

Răspuns: x = 5,6 mm

D. Subiectul al III-lea c. Pentru: - 4p x = kᵣiᵣ - 1p x = kᵥiᵥ - 1p kᵣ = 4; kᵥ = 7 - 1p rezultat final x = 5,6 mm - 1p

Determinați lungimea de undă a radiației care formează un maxim de interferență la distanța de 2 mm față de franja centrală.

Arată baremul

Răspuns: λ = 500 nm

D. Subiectul al III-lea d. Pentru: - 4p x = ki - 1p i = iᵥ·λ/λᵥ - 1p 400 nm ≤ λ ≤ 700 nm - 1p rezultat final λ = 500 nm - 1p

Se consideră: viteza luminii în vid c = 3·10⁸ m/s, constanta Planck h = 6,6·10⁻³⁴ J·s. III. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) Un dispozitiv Young, situat în aer, are distanța dintre fante 2ℓ = 0,75 mm, iar distanța dintre planul fantelor și ecran este D. Se iluminează dispozitivul cu o sursă coerentă de lumină monocromatică, situată pe axa de simetrie a sistemului. Lungimea de undă a radiației emise de sursă este λ = 700 nm. Pe ecran se observă că pe o lungime L = 14 mm (măsurată perpendicular pe franjele de interferență) se află N = 10 interfranje.

Calculați valoarea i a interfranjei.

Arată baremul

Răspuns: i = 1,4 mm

III.a. Pentru: 3p i = L/N - 2p rezultat final i = 1,4 mm - 1p

Se consideră: viteza luminii în vid c = 3·10⁸ m/s, constanta Planck h = 6,6·10⁻³⁴ J·s. III. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) Un dispozitiv Young, situat în aer, are distanța dintre fante 2ℓ = 0,75 mm, iar distanța dintre planul fantelor și ecran este D. Se iluminează dispozitivul cu o sursă coerentă de lumină monocromatică, situată pe axa de simetrie a sistemului. Lungimea de undă a radiației emise de sursă este λ = 700 nm. Pe ecran se observă că pe o lungime L = 14 mm (măsurată perpendicular pe franjele de interferență) se află N = 10 interfranje. În cerința a, i desemnează interfranja.

În fața uneia dintre fante se plasează o foiță subțire, dintr-un material transparent, cu indicele de refracție n = 1,5. Pe ecran se observă că se produce o deplasare a întregii figuri de interferență cu 2,5i. Calculați grosimea e a foiței utilizate.

Arată baremul

Răspuns: e = 3,5 μm

d. Pentru: 4p Δx = eD(n − 1)/(2ℓ) - 2p Δx = 2,5i - 1p rezultat final e = 3,5 μm - 1p

Simulări, modele de subiect și subiecte de rezervă

Se consideră: viteza luminii în vid c = 3·10⁸ m/s, constanta lui Planck h = 6,6·10⁻³⁴ J·s. III. Rezolvați următoarea problemă: Distanța dintre fantele unui dispozitiv Young este 2ℓ = 1 mm, iar distanța care separă planul fantelor de ecranul pe care se observă figura de interferență este D = 2 m. Sursa de lumină utilizată este plasată pe axa de simetrie a dispozitivului la distanța d = 20 cm de planul fantelor și emite lumină coerentă, monocromatică, cu frecvența ν = 5·10¹⁴ Hz. Dispozitivul Young este plasat în aer.

Calculați valoarea interfranjei figurii de interferență observate pe ecran.

Arată baremul

Răspuns: i = 1,2 mm

D. Subiectul al III-lea III.a. Pentru: 4p i = λD/(2ℓ) - 2p λ = c/ν - 1p rezultat final i = 1,2 mm - 1p

Se consideră: viteza luminii în vid c = 3 · 10⁸ m/s, constanta lui Planck h = 6,6 · 10⁻³⁴ J · s. Distanța dintre fantele unui dispozitiv Young este 2ℓ = 1 mm, iar distanța care separă planul fantelor de ecranul pe care se observă figura de interferență este D = 2 m. Sursa de lumină utilizată este plasată pe axa de simetrie a dispozitivului la distanța d = 20 cm de planul fantelor și emite lumină coerentă, monocromatică, cu frecvența ν = 5 · 10¹⁴ Hz. Dispozitivul Young este plasat în aer.

Determinați diferența de drum optic dintre undele luminoase care, prin interferență, formează pe ecran maximul de ordinul k = 3.

Arată baremul

Răspuns: δ = 1,8 μm

D. Subiectul al III-lea b. Pentru: 3p δ = kλ - 2p rezultat final δ = 1,8 μm - 1p

Calculați distanța care separă primul minim de interferență situat de o parte a maximului central, de maximul de ordinul k = 3 situat de aceeași parte a maximului central.

Arată baremul

Răspuns: Δx = 3 mm

D. Subiectul al III-lea c. Pentru: 4p Δx = x_max 3 − x_min 1 - 1p x_max 3 = 3i - 1p x_min 1 = i/2 - 1p rezultat final Δx = 3 mm - 1p

Se introduce în fața uneia din fante o lamă subțire cu fețele plan-paralele, confecționată dintr-un material transparent, cu indicele de refracție n = 1,5. Pentru a readuce franja centrală în poziția inițială se deplasează sursa de lumină paralel cu planul fantelor pe distanța h = 1 mm. Determinați grosimea lamei.

Arată baremul

Răspuns: e = 10 μm

D. Subiectul al III-lea d. Pentru: 4p δ₁ = e(n − 1) - 1p δ₂ = 2ℓh/d - 1p δ₁ = δ₂ - 1p rezultat final e = 10 μm - 1p

Se consideră: viteza luminii în vid c = 3·10⁸ m/s, constanta lui Planck h = 6,6·10⁻³⁴ J·s. Un dispozitiv Young aflat în aer are distanța dintre fante 2ℓ = 0,4 mm și distanța de la fante la ecran D = 2 m. O sursă punctiformă de radiație monocromatică este plasată pe axa de simetrie a dispozitivului. Maximul de ordin 2 se formează pe ecran la distanța x₂ = 6 mm față de axa de simetrie a dispozitivului.

Determinați: lungimea de undă a radiației incidente;

Arată baremul

Răspuns: λ = 600 nm

D. Subiectul al III-lea III.a. Pentru: 3p x₂ = [D/(2ℓ)]·2λ - 2p rezultat final λ = 600 nm - 1p

Se consideră: viteza luminii în vid c = 3 · 10⁸ m/s, constanta lui Planck h = 6,6 · 10⁻³⁴ J · s. III. Rezolvați următoarea problemă: Un dispozitiv Young aflat în aer are distanța dintre fante 2ℓ = 0,4 mm și distanța de la fante la ecran D = 2 m. O sursă punctiformă de radiație monocromatică este plasată pe axa de simetrie a dispozitivului. Maximul de ordin 2 se formează pe ecran la distanța x₂ = 6 mm față de axa de simetrie a dispozitivului. Determinați:

distanța dintre cel de-al doilea minim aflat de o parte a axei de simetrie a dispozitivului și cel de-al doilea minim aflat de cealaltă parte a axei de simetrie;

Arată baremul

Răspuns: d₂,ₘᵢₙ = 9 mm

D. Subiectul al III-lea b. Pentru: - 4p x₂,ₘᵢₙ = (3/2) · Dλ/(2ℓ) - 2p d₂,ₘᵢₙ = 2 · x₂,ₘᵢₙ - 1p rezultat final d₂,ₘᵢₙ = 9 mm - 1p

Se consideră: viteza luminii în vid c = 3·10⁸ m/s, constanta lui Planck h = 6,6·10⁻³⁴ J·s. Un dispozitiv Young aflat în aer are distanța dintre fante 2ℓ = 0,4 mm și distanța de la fante la ecran D = 2 m. O sursă punctiformă de radiație monocromatică este plasată pe axa de simetrie a dispozitivului. Maximul de ordin 2 se formează pe ecran la distanța x₂ = 6 mm față de axa de simetrie a dispozitivului.

Determinați: deplasarea maximului central dacă sursa, aflată la d = 20 cm de planul fantelor, se deplasează cu h = 2 mm, paralel cu planul fantelor și perpendicular pe fante;

Arată baremul

Răspuns: Δx = 20 mm

D. Subiectul al III-lea c. Pentru: 4p Δx = (D/d)·h - 3p rezultat final Δx = 20 mm - 1p

Se consideră: viteza luminii în vid c = 3·10⁸ m/s, constanta lui Planck h = 6,6·10⁻³⁴ J·s. III. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) Un dispozitiv Young aflat în aer are distanța dintre fante 2ℓ = 0,4 mm și distanța de la fante la ecran D = 2 m. O sursă punctiformă de radiație monocromatică este plasată pe axa de simetrie a dispozitivului. Maximul de ordin 2 se formează pe ecran la distanța x₂ = 6 mm față de axa de simetrie a dispozitivului. Determinați: Cerința precedentă, la care se raportează deplasarea suplimentară: c. deplasarea maximului central dacă sursa, aflată la d = 20 cm de planul fantelor, se deplasează cu h = 2 mm, paralel cu planul fantelor și perpendicular pe fante;

distanța pe care se deplasează suplimentar maximul central al figurii de interferență dacă în calea unuia dintre fasciculele luminoase se introduce o lamă subțire de grosime e = 4 μm și indice de refracție n = 1,5.

Arată baremul

Răspuns: Δx′ = 10 mm

D. Subiectul al III-lea d. Pentru: - 4p Δx′ = (D/(2ℓ))e(n − 1) - 3p rezultat final Δx′ = 10 mm - 1p

Se consideră: viteza luminii în vid c = 3 · 10⁸ m/s, constanta Planck h = 6,6 · 10⁻³⁴ J · s. Un dispozitiv Young este iluminat cu o radiație monocromatică, cu lungimea de undă λ = 420 nm. Distanța dintre fantele dispozitivului este 2ℓ = 1 mm, iar distanța de la planul fantelor la ecranul pe care se observă figura de interferență este D = 2 m.

Calculați valoarea interfranjei.

Arată baremul

Răspuns: i = 0,84 mm

D. Subiectul al III-lea III.a. Pentru: 4p i = (λ · D)/(2ℓ) - 3p rezultat final i = 0,84 mm - 1p

Se înlocuiește sursa de lumină cu o altă sursă care emite simultan radiație roșie cu lungimea de undă λᵣ = 760 nm și radiație violet cu lungimea de undă λᵥ = 400 nm. Calculați distanța dintre maximul de ordin 1 corespunzător radiației roșii și maximul de ordin 1 corespunzător radiației violet, aflate de aceeași parte a maximului central.

Arată baremul

Răspuns: Δx = 7,2 · 10⁻⁴ m

D. Subiectul al III-lea c. Pentru: 4p xᵣ = k · (λᵣ · D)/(2ℓ); k = 1 - 1p xᵥ = k · (λᵥ · D)/(2ℓ); k = 1 - 1p Δx = xᵣ − xᵥ = ((λᵣ − λᵥ) · D)/(2ℓ) - 1p rezultat final Δx = 7,2 · 10⁻⁴ m - 1p

Sursa de lumină coerentă se află la distanța d = 1 m față de planul fantelor, pe mediatoarea segmentului ce unește cele două fante. Determinați distanța pe care se deplasează franja centrală, dacă sursa S se deplasează, cu distanța h = 1 mm, perpendicular pe axa de simetrie a dispozitivului și perpendicular pe fante.

Arată baremul

Răspuns: x = 2 mm

D. Subiectul al III-lea d. Pentru: 4p x = (h · D)/d - 3p rezultat final x = 2 mm - 1p

III. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) Un dispozitiv Young, cu distanța D de la planul fantelor la ecran variabilă, poate fi iluminat cu radiații de lungimi de undă diferite, emise de o sursă aflată pe axa de simetrie a dispozitivului. Distanța dintre fante nu se modifică. În tabelul alăturat sunt înregistrate date experimentale incomplete ale valorilor interfranjei pentru diferite valori ale lungimii de undă λ (nm) și ale distanței D (m).

λ (nm) | 400 | 550 | 600 D (m) | 1,5 | | 1,8 i (mm) | 1,0 | 1,1 |

Calculați distanța dintre cele două fante ale dispozitivului.

Arată baremul

Răspuns: 0,6 mm

D. Subiectul al III-lea III.a. Pentru: 3p i₁ = λ₁D₁/(2ℓ) - 2p rezultat final 2ℓ = 0,6 mm - 1p

Calculați distanța cu care s-a apropiat ecranul față de planul fantelor între măsurătorile din tabel corespunzătoare lungimilor de undă λ₁ = 400 nm, respectiv λ₂ = 550 nm.

Arată baremul

Răspuns: 0,3 m

D. Subiectul al III-lea b. Pentru: 4p i₂ = λ₂D₂/(2ℓ) - 2p ΔD = D₂ − D₁ - 1p rezultat final |ΔD| = 0,3 m - 1p

Determinați, pentru lungimea de undă λ₃ = 600 nm din tabel, distanța dintre maximul de ordinul 2 situat de o parte a maximului central și a treia franjă întunecoasă situată de cealaltă parte a maximului central.

Arată baremul

Răspuns: 8,1 mm

D. Subiectul al III-lea c. Pentru: 4p i₃ = λ₃D₃/(2ℓ) - 2p d = 2i₃ + 2,5i₃ - 1p rezultat final d = 8,1 mm - 1p

Se fixează distanța de la planul fantelor la ecran la valoarea D = 2,0 m. Calculați distanța minimă față de centrul ecranului la care se vor suprapune maximele de ordin nenul ale radiațiilor cu lungimile de undă λ₁ = 400 nm și λ₃ = 600 nm.

Arată baremul

Răspuns: 4 mm

D. Subiectul al III-lea d. Pentru: 4p x₁ = k₁ λ₁D/(2ℓ); k₁ ∈ ℕ - 1p x₃ = k₃ λ₃D/(2ℓ); k₃ ∈ ℕ - 1p x₁ = x₃ = x = min - 1p rezultat final x = 4 mm - 1p

Se consideră: viteza luminii în vid c = 3 · 10⁸ m/s, constanta Planck h = 6,6 · 10⁻³⁴ J · s. III. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) Într-un experiment se utilizează un dispozitiv Young, plasat în aer, având distanța dintre fante 2ℓ = 1 mm și distanța de la planul fantelor la ecran D = 4 m. Sursa este plasată pe axa de simetrie a sistemului și emite lumină monocromatică și coerentă. Se obține o figură de interferență cu interfranja i = 2 mm.

Calculați valoarea lungimii de undă a luminii monocromatice utilizate.

Arată baremul

Răspuns: λ = 5 · 10⁻⁷ m

D. Subiectul al III-lea III.a. Pentru: 4p i = λD/(2ℓ) - 3p rezultat final λ = 5 · 10⁻⁷ m - 1p

Una dintre fante se acoperă cu o lamă de sticlă având grosimea e = 0,02 mm și indicele de refracție n = 1,5. Calculați diferența de drum optic introdusă de lamă.

Arată baremul

Răspuns: δ₁ = 0,01 mm

D. Subiectul al III-lea c. Pentru: 4p δ₁ = e(n − 1) - 3p rezultat final δ₁ = 0,01 mm - 1p

Se consideră: viteza luminii în vid c = 3 · 10⁸ m/s, constanta Planck h = 6,6 · 10⁻³⁴ J · s. III. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) Într-un experiment se utilizează un dispozitiv Young, plasat în aer, având distanța dintre fante 2ℓ = 1 mm și distanța de la planul fantelor la ecran D = 4 m. Sursa este plasată pe axa de simetrie a sistemului și emite lumină monocromatică și coerentă. Se obține o figură de interferență cu interfranja i = 2 mm. Una dintre fante se acoperă cu o lamă de sticlă având grosimea e = 0,02 mm și indicele de refracție n = 1,5.

Determinați deplasarea maximului central al figurii de interferență datorată introducerii lamei.

Arată baremul

Răspuns: Δx = 4 cm

D. Subiectul al III-lea d. Pentru: 4p Δx = (n − 1)eD/(2ℓ) - 3p rezultat final Δx = 4 cm - 1p

Se consideră: viteza luminii în vid c = 3 · 10⁸ m/s, constanta Planck h = 6,6 · 10⁻³⁴ J · s. III. Rezolvați următoarea problemă: Un dispozitiv Young este iluminat cu o radiație cu lungimea de undă λ, emisă de o sursă de lumină monocromatică și coerentă, situată pe axa de simetrie a sistemului. Distanța dintre fantele dispozitivului este 2ℓ = 1,0 mm, distanța dintre planul fantelor și ecran este D = 2,0 m, iar valoarea interfranjei este i = 1,1 mm.

Determinați lungimea de undă λ a radiației utilizate.

Arată baremul

Răspuns: λ = 5,5 · 10⁻⁷ m

D. Subiectul al III-lea III.a. Pentru: 3p i = Dλ/(2ℓ) - 2p rezultat final λ = 5,5 · 10⁻⁷ m - 1p

Se înlocuiește sursa cu o altă sursă care emite radiație de lungime de undă λ′. Se constată că poziția celui de-al treilea minim coincide cu poziția maximului de ordin k = 2 obținut prin iluminarea dispozitivului cu radiația de lungime de undă λ. Determinați lungimea de undă λ′.

Arată baremul

Răspuns: λ′ = 4,4 · 10⁻⁷ m

D. Subiectul al III-lea c. Pentru: 4p xₖᵐᵃˣ = kDλ/(2ℓ) - 1p xₖᵐⁱⁿ = (2k + 1)Dλ′/(4ℓ) - 1p xₖᵐᵃˣ = xₖᵐⁱⁿ - 1p rezultat final λ′ = 4,4 · 10⁻⁷ m - 1p

În calea fasciculului provenit de la una dintre fante se plasează, perpendicular pe acesta, o lamă de sticlă (n = 1,5), cu fețe plane și paralele, astfel încât maximul central se deplasează pe distanța Δx = 5,5 mm Calculați grosimea lamei.

Arată baremul

Răspuns: e = 5,5 μm

D. Subiectul al III-lea d. Pentru: 4p Δx = (n − 1)eD/(2ℓ) - 3p rezultat final e = 5,5 μm - 1p

Se consideră: viteza luminii în vid c = 3 · 10⁸ m/s, constanta Planck h = 6,6 · 10⁻³⁴ J · s.

III. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) Un dispozitiv Young, aflat în aer, este iluminat utilizând o sursă de lumină monocromatică și coerentă, aflată pe axa de simetrie a sistemului. Sursa emite o radiație cu lungimea de undă λ = 500 nm. Distanța dintre fantele dispozitivului este 2ℓ = 1 mm, iar distanța dintre planul fantelor și ecran este D = 2 m. Determinați:

valoarea interfranjei;

Arată baremul

Răspuns: 1 mm

D. Subiectul al III-lea III.a. Pentru: 3p i = λD/(2ℓ) - 2p rezultat final i = 1 mm - 1p

Se consideră: viteza luminii în vid c = 3 · 10⁸ m/s, constanta Planck h = 6,6 · 10⁻³⁴ J · s. III. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) Un dispozitiv Young, aflat în aer, este iluminat utilizând o sursă de lumină monocromatică și coerentă, aflată pe axa de simetrie a sistemului. Sursa emite o radiație cu lungimea de undă λ = 500 nm. Distanța dintre fantele dispozitivului este 2ℓ = 1 mm, iar distanța dintre planul fantelor și ecran este D = 2 m. Determinați:

diferența de drum optic dintre cele două unde luminoase coerente care determină pe ecran maximul de ordin k = 4;

Arată baremul

Răspuns: δ = 2 μm

D. Subiectul al III-lea b. Pentru: 4p δ = kλ - 3p rezultat final δ = 2 μm - 1p

Se consideră: viteza luminii în vid c = 3 · 10⁸ m/s, constanta Planck h = 6,6 · 10⁻³⁴ J · s.

III. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) Un dispozitiv Young, aflat în aer, este iluminat utilizând o sursă de lumină monocromatică și coerentă, aflată pe axa de simetrie a sistemului. Sursa emite o radiație cu lungimea de undă λ = 500 nm. Distanța dintre fantele dispozitivului este 2ℓ = 1 mm, iar distanța dintre planul fantelor și ecran este D = 2 m. Determinați:

distanța dintre maximul de ordinul 3 situat de o parte a maximului central și a patra franjă întunecoasă situată de cealaltă parte a maximului central;

Arată baremul

Răspuns: 6,5 mm

D. Subiectul al III-lea c. Pentru: 4p xₖᵐᵃˣ = 3 · i - 1p xₖᵐⁱⁿ = (7/2)i - 1p d = xₖᵐᵃˣ + xₖᵐⁱⁿ - 1p rezultat final d = 6,5 mm - 1p

Se consideră: viteza luminii în vid c = 3 · 10⁸ m/s, constanta Planck h = 6,6 · 10⁻³⁴ J · s. III. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) Un dispozitiv Young, aflat în aer, este iluminat utilizând o sursă de lumină monocromatică și coerentă, aflată pe axa de simetrie a sistemului. Sursa emite o radiație cu lungimea de undă λ = 500 nm. Distanța dintre fantele dispozitivului este 2ℓ = 1 mm, iar distanța dintre planul fantelor și ecran este D = 2 m. Determinați:

valoarea deplasării sistemului de franje de interferență, dacă una dintre fantele dispozitivului se acoperă cu o lamelă cu fețele plane și paralele, de grosime e = 0,02 mm, confecționată dintr-un material cu indicele de refracție n = 1,5.

Arată baremul

Răspuns: Δx = 2 cm

D. Subiectul al III-lea d. Pentru: 4p Δx = e(n − 1)D/(2ℓ) - 3p rezultat final Δx = 2 cm - 1p

III. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) Sursa de lumină coerentă a unui dispozitiv Young emite radiații monocromatice cu lungimea de undă λ₁ = 550 nm. Inițial sursa se află pe axa de simetrie a dispozitivului, la distanța d = 15 cm de paravanul cu fante, iar distanța dintre paravan și ecran este D = 1,0 m. Se măsoară pe ecran distanța dintre maximele de interferență de ordinul 1, găsindu-se Δx = 0,55 mm.

Calculați distanța dintre fantele dispozitivului.

Arată baremul

Răspuns: 2ℓ = 2 mm

D. Subiectul al III-lea III.a. Pentru: 4p Δx = 2i - 1p i = λD/(2ℓ) - 2p rezultat final 2ℓ = 2 mm - 1p

Dacă în fața unei fante a dispozitivului Young se așază o lamă cu fețe plane și paralele cu n = 1,55 în punctul central se formează franja luminoasă de ordinul 7. Calculați grosimea lamei.

Arată baremul

Răspuns: e = 7 μm

D. Subiectul al III-lea b. Pentru: 4p x₇ = −(D/(2ℓ))7λ₁ + (D/(2ℓ))e(n − 1) - 1p x₇ = 0 - 1p e = 7λ₁/(n − 1) - 1p rezultat final e = 7 μm - 1p

Se deplasează sursa de lumină pe distanța h = 1,5 mm, perpendicular pe fante, într-un plan paralel cu planul fantelor. Determinați distanța pe care se deplasează maximul central.

Arată baremul

Răspuns: Δx = 10 mm

D. Subiectul al III-lea c. Pentru: 3p Δx = hD/d - 2p rezultat final Δx = 10 mm - 1p

Se înlocuiește sursa cu alta, poziționată pe axa de simetrie, care emite simultan radiații cu lungimile de undă λ₁ = 550 nm și λ₂ = 500 nm. Calculați distanța față de maximul central la care are loc prima suprapunere a maximelor de interferență.

Arată baremul

Răspuns: x = 2,75 mm

D. Subiectul al III-lea d. Pentru: 4p x = (D/(2ℓ))kλ - 1p k₁λ₁ = k₂λ₂ - 1p x = (D/(2ℓ))10λ₁ - 1p rezultat final x = 2,75 mm - 1p

Se consideră: viteza luminii în vid c = 3 · 10⁸ m/s, constanta Planck h = 6,6 · 10⁻³⁴ J · s. III. Rezolvați următoarea problemă: Un dispozitiv Young plasat în aer are distanța dintre fante 2ℓ = 1 mm și este iluminat cu radiație monocromatică cu lungimea de undă λ = 0,5 μm. Sursa de lumină monocromatică este situată pe axa de simetrie a dispozitivului, iar distanța de la paravanul cu fante la ecranul pe care se formează figura de interferență este D = 2 m.

Calculați frecvența radiației utilizate.

Arată baremul

Răspuns: 6 · 10¹⁴ Hz

D. Subiectul al III-lea III.a. Pentru: 3p ν = c/λ - 2p rezultat final ν = 6 · 10¹⁴ Hz - 1p

Se consideră: viteza luminii în vid c = 3 · 10⁸ m/s, constanta Planck h = 6,6 · 10⁻³⁴ J · s.

Un dispozitiv Young plasat în aer are distanța dintre fante 2ℓ = 1 mm și este iluminat cu radiație monocromatică cu lungimea de undă λ = 0,5 μm. Sursa de lumină monocromatică este situată pe axa de simetrie a dispozitivului, iar distanța de la paravanul cu fante la ecranul pe care se formează figura de interferență este D = 2 m.

c. Se depărtează ecranul, față de paravanul cu fante, cu distanța d = 0,5 m. Calculați noua valoare a interfranjei.

În condițiile de la punctul c., în calea fasciculului provenit de la o fantă se introduce o foiță subțire, transparentă, cu indicele de refracție n = 1,2. Maximul central se formează în poziția în care se observa, anterior deplasării ecranului și introducerii lamei, maximul de ordinul k = 5. Calculați grosimea foiței.

Arată baremul

Răspuns: e = 10 μm

D. Subiectul al III-lea d. Pentru: 4p Δx = 5i - 1p Δx/D′ = δ/(2ℓ) - 1p δ = e(n − 1) - 1p rezultat final e = 10 μm - 1p

III. Rezolvați următoarea problemă: Un dispozitiv Young situat în aer, având distanța dintre planul fantelor și ecran D = 2 m, este iluminat pe rând cu radiații monocromatice care au lungimile de undă cuprinse în intervalul 400 nm ≤ λ ≤ 700 nm. Interfranja obținută pe ecranul de observație variază cu lungimea de undă conform graficului din figura alăturată. Determinați:

distanța dintre fantele dispozitivului Young;

Figura din subiect
Arată baremul

Răspuns: 2ℓ = 1 mm

D. Subiectul al III-lea III.a. Pentru: 4p i = (λ · D)/(2ℓ) - 1p o pereche de valori λ și i citită din grafic, spre exemplu: λ = 700 nm și i = 1,4 mm - 2p rezultat final: 2ℓ = 1 mm - 1p

distanța, față de maximul central, la care se formează maximul de ordinul 3 pentru radiația cu lungimea de undă λ = 700 nm;

Figura din subiect
Arată baremul

Răspuns: x₃ₘₐₓ = 4,2 mm

D. Subiectul al III-lea b. Pentru: 3p x₃ₘₐₓ = 3i - 2p rezultat final: x₃ₘₐₓ = 4,2 mm - 1p

distanța față de maximul central la care are loc prima suprapunere a maximelor de interferență pentru radiațiile cu lungimile de undă λ₁ = 400 nm și respectiv λ₂ = 600 nm;

Figura din subiect
Arată baremul

Răspuns: x = 2,4 mm

D. Subiectul al III-lea c. Pentru: 4p xₖₘₐₓ = k · (λ · D)/(2ℓ) - 1p k₁/k₂ = λ₂/λ₁ = 3/2 - 2p rezultat final: x = 2,4 mm - 1p

variația relativă a interfranjei la introducerea dispozitivului din aer într-un mediu cu indicele de refracție n = 4/3, dacă se folosește o sursă de lumină monocromatică.

Figura din subiect
Arată baremul

Răspuns: Δi/i = −25%

D. Subiectul al III-lea d. Pentru: 4p Δi/i = (i′ − i)/i - 1p i′ = (λ · D)/(2ℓ · n) - 2p rezultat final: Δi/i = −25% - 1p

Se consideră: viteza luminii în vid c = 3·10⁸ m/s, constanta Planck h = 6,6·10⁻³⁴ J·s. III. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) Un dispozitiv Young, plasat în aer, este iluminat cu o radiație monocromatică de lungime de undă λ = 625 nm. Radiația este emisă de o sursă S₁, aflată pe axa de simetrie a dispozitivului. Figura de interferență se observă pe un ecran așezat paralel cu planul fantelor, la distanța D = 0,8 m de acesta. Distanța dintre cele două fante este 2ℓ = 1 mm.

Determinați frecvența radiației luminoase utilizate.

Arată baremul

Răspuns: 4,8·10¹⁴ Hz

D. Subiectul al III-lea III.a. Pentru: - 3p ν = c/λ - 2p rezultat final: ν = 4,8·10¹⁴ Hz - 1p

Se consideră: viteza luminii în vid c = 3·10⁸ m/s, constanta Planck h = 6,6·10⁻³⁴ J·s.

III. Rezolvați următoarea problemă: Un dispozitiv Young, plasat în aer, este iluminat cu o radiație monocromatică de lungime de undă λ = 625 nm. Radiația este emisă de o sursă S₁, aflată pe axa de simetrie a dispozitivului. Figura de interferență se observă pe un ecran așezat paralel cu planul fantelor, la distanța D = 0,8 m de acesta. Distanța dintre cele două fante este 2ℓ = 1 mm.

Determinați valoarea distanței dintre a patra franjă întunecoasă aflată de o parte a franjei centrale și a treia franjă luminoasă aflată de cealaltă parte a franjei centrale.

Arată baremul

Răspuns: 3,25 mm

D. Subiectul al III-lea c. Pentru: 4p Δx = x_min + x_max - 1p x_min = 7·i/2 - 1p x_max = 3·i - 1p rezultat final: Δx = 3,25 mm - 1p

În fața fiecăreia dintre cele două fante se plasează câte o lamă cu fețe plan paralele, transparentă. Prima lamă, de grosime e₁ = 0,05 mm, este confecționată dintr-un material de indice de refracție n₁ = 1,4. Grosimea celei de-a doua lame este e₂ = 0,04 mm. Se observă că figura de interferență rămâne nemodificată. Determinați indicele de refacție al materialului din care este confecționată a doua lamă.

Arată baremul

Răspuns: 1.5

D. Subiectul al III-lea d. Pentru: 4p Δx₁ = e₁(n₁ − 1)D/(2ℓ) - 1p Δx₁ = e₂(n₂ − 1)D/(2ℓ) - 1p Δx₁ = Δx₂ - 1p rezultat final: n₂ = 1,5 - 1p

Se consideră: viteza luminii în vid c = 3·10⁸ m/s, constanta Planck h = 6,6·10⁻³⁴ J·s. III. Rezolvați următoarea problemă: Un dispozitiv Young plasat în aer este iluminat cu o radiație cu lungimea de undă λ emisă de o sursă de lumină monocromatică și coerentă. Acesta este situată pe axa de simetrie a sistemului, la distanța d = 10 cm în fața paravanului în care sunt practicate cele două fante. Distanța dintre fante este 2ℓ = 1 mm, iar ecranul de observație se află la D = 4 m de paravan. Studiind figura de interferență se constată că interfranja are valoarea i = 2 mm.

Calculați distanța dintre maximul de ordinul 2 situat de o parte a maximului central și primul minim aflat de cealaltă parte a maximului central.

Arată baremul

Răspuns: Δx = 5 mm

D. Subiectul al III-lea III.a. Pentru: - 4p x₂ₘₐₓ = 2i - 1p x₁ₘᵢₙ = i/2 - 1p Δx = x₂ₘₐₓ + x₁ₘᵢₙ - 1p rezultat final Δx = 5 mm - 1p

Un dispozitiv Young plasat în aer este iluminat cu o radiație cu lungimea de undă λ emisă de o sursă de lumină monocromatică și coerentă. Acesta este situată pe axa de simetrie a sistemului, la distanța d = 10 cm în fața paravanului în care sunt practicate cele două fante. Distanța dintre fante este 2ℓ = 1 mm, iar ecranul de observație se află la D = 4 m de paravan. Studiind figura de interferență se constată că interfranja are valoarea i = 2 mm.

Determinați lungimea de undă a radiației utilizate.

Arată baremul

Răspuns: λ = 5·10⁻⁷ m

Reguli generale:

D. Subiectul al III-lea, b. Pentru: 3p i = λD/(2ℓ) - 2p rezultat final λ = 5·10⁻⁷ m - 1p

Se consideră: viteza luminii în vid c = 3·10⁸ m/s, constanta Planck h = 6,6·10⁻³⁴ J·s. III. Rezolvați următoarea problemă: Un dispozitiv Young plasat în aer este iluminat cu o radiație cu lungimea de undă λ emisă de o sursă de lumină monocromatică și coerentă. Acesta este situată pe axa de simetrie a sistemului, la distanța d = 10 cm în fața paravanului în care sunt practicate cele două fante. Distanța dintre fante este 2ℓ = 1 mm, iar ecranul de observație se află la D = 4 m de paravan. Studiind figura de interferență se constată că interfranja are valoarea i = 2 mm.

În calea fasciculului provenit de la una dintre fante se interpune, perpendicular pe acesta, o lamă de sticlă (n = 1,5) având grosimea e = 60 μm. Calculați deplasarea maximului central.

Arată baremul

Răspuns: Δ = 12 cm

D. Subiectul al III-lea c. Pentru: - 4p Δ = [e(n − 1)/λ]i - 3p rezultat final Δ = 12 cm - 1p

Un dispozitiv Young plasat în aer este iluminat cu o radiație cu lungimea de undă λ emisă de o sursă de lumină monocromatică și coerentă. Acesta este situată pe axa de simetrie a sistemului, la distanța d = 10 cm în fața paravanului în care sunt practicate cele două fante. Distanța dintre fante este 2ℓ = 1 mm, iar ecranul de observație se află la D = 4 m de paravan. Studiind figura de interferență se constată că interfranja are valoarea i = 2 mm.

Datele lamei introduse la punctul c: În calea fasciculului provenit de la una dintre fante se interpune, perpendicular pe acesta, o lamă de sticlă (n = 1,5) având grosimea e = 60 μm.

Calculați distanța a pe care trebuie deplasată sursa, pe o direcție perpendiculară pe axa de simetrie a sistemului, pentru a înlătura deplasarea produsă de prezența lamei.

Arată baremul

Răspuns: a = 3 mm

Reguli generale:

D. Subiectul al III-lea, d. Pentru: 4p δ suplimentar lamă = δ′ deplasare sursă - 1p δ = e(n − 1) - 1p δ′ = 2ℓa/d - 1p rezultat final a = 3 mm - 1p

Se consideră: viteza luminii în vid c = 3·10⁸ m/s, constanta Planck h = 6,6·10⁻³⁴ J·s.

III. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) Un dispozitiv interferențial Young are distanța dintre fante 2ℓ = 0,2 mm și distanța de la planul fantelor la ecran D = 0,5 m. Sursa de lumină monocromatică și punctiformă este situată pe axa de simetrie a dispozitivului. Distanța dintre două franje luminoase succesive observate pe ecran are valoarea i = 1,5 mm.

Calculați distanța măsurată pe ecran dintre maximul central și maximul de ordinul k = 2.

Arată baremul

Răspuns: d = 3 mm

Se punctează oricare alte modalități de rezolvare corectă a cerințelor.

D. Subiectul al III-lea III.a. Pentru: 3p d = 2i - 2p rezultat final d = 3 mm - 1p

Calculați lungimea de undă a radiației monocromatice utilizate.

Arată baremul

Răspuns: λ = 600 nm

Se punctează oricare alte modalități de rezolvare corectă a cerințelor.

D. Subiectul al III-lea b. Pentru: 4p i = λD/(2ℓ) - 3p rezultat final λ = 600 nm - 1p

Calculați diferența de drum optic dintre radiațiile monocromatice care formează prin interferență pe ecran franja luminoasă de ordinul k = 3.

Arată baremul

Răspuns: δ = 1,8 μm

Se punctează oricare alte modalități de rezolvare corectă a cerințelor.

D. Subiectul al III-lea c. Pentru: 4p δ = kλ - 3p rezultat final δ = 1,8 μm - 1p

Se înlocuiește sursa de lumină cu o altă sursă care emite simultan radiație cu lungimile de undă λ₁ = 550 nm și λ₂ = 440 nm. Calculați distanța, față de maximul central, la care are loc prima suprapunere între un maxim format de radiația cu λ₁ și un minim format de radiația cu λ₂.

Arată baremul

Răspuns: x = 2,75 mm

Se punctează oricare alte modalități de rezolvare corectă a cerințelor.

D. Subiectul al III-lea d. Pentru: 4p x = k₁λ₁D/(2ℓ) - 1p x = (2k₂ + 1)λ₂D/(4ℓ) - 1p (2k₂ + 1)/(2k₁) = 5/4 - 1p rezultat final x = 2,75 mm - 1p

Exersează zilnic cu Academos

Aplicația pentru Evaluarea Națională și Bac. În curând pe:

  • App Store
  • Google Play