دی ۱۴۰۴

امتحان نهایی فیزیک ۳ تجربی

سوالات و پاسخ‌های تشریحی امتحان نهایی فیزیک ۳ تجربی
همراه با بارم‌بندی و نکات کلیدی

۲۰ بارم کل۲۱ تعداد سوال۱۱۰ دقیقه زماندانلود PDF

سوال ۱۶ — سؤال ۱۶ امتحان نهایی فیزیک ۳ تجربی — دی ۱۴۰۴

۰.۷۵ بارم

پرتو نوری از هوا وارد محیط شفافی می‌شود. اگر زاویهٔ پرتو تابش با سطح جداکنندهٔ دو محیط 30∘30^\circ و زاویهٔ شکست در محیط دوم 45∘45^\circ باشد، ضریب شکست محیط شفاف را به دست آورید. (ضریب شکست هوا n=1n = 1 است.)

θ\thetasin⁡θ\sin\theta
30∘30^\circ0.50.5
45∘45^\circ0.70.7
60∘60^\circ0.850.85
دیدن پاسخپاسخ این سوال همراه با حل تشریحی و نکات آموزشی
در یک قدمی شماست!پاسخ تشریحیبستن پاسخ

n2sin⁡θ2=n1sin⁡θ1⇒n2×0.7=1×0.85⇒n2=1.21n_2\sin\theta_2 = n_1\sin\theta_1 \Rightarrow n_2\times 0.7 = 1\times 0.85 \Rightarrow n_2 = 1.21

راه‌حل قدم‌به‌قدم

زاویهٔ تابش و زاویهٔ شکست همیشه از خط عمود بر سطح جداکننده اندازه گرفته می‌شوند، نه از خود سطح. پرتو تابش با سطح زاویهٔ 30∘30^\circ می‌سازد، پس زاویهٔ تابش:

θ1=90∘−30∘=60∘\theta_1 = 90^\circ - 30^\circ = 60^\circ

زاویهٔ شکست داده شده است: θ2=45∘\theta_2 = 45^\circ. قانون شکست اسنل:

n1sin⁡θ1=n2sin⁡θ2n_1\sin\theta_1 = n_2\sin\theta_2

با n1=1n_1 = 1 (هوا) و مقدارهای جدول:

1×0.85=n2×0.7⇒n2=0.850.7≈1.211 \times 0.85 = n_2 \times 0.7 \Rightarrow n_2 = \frac{0.85}{0.7} \approx 1.21

اگر زاویهٔ 30∘30^\circ را (که با سطح ساخته شده) مستقیم در قانون اسنل بگذارید، پاسخ غلط n2=0.50.7n_2 = \frac{0.5}{0.7} به دست می‌آید که از ۱ هم کمتر است؛ در حالی که نور هنگام ورود به این محیط به خط عمود نزدیک شده است (45∘<60∘45^\circ < 60^\circ)، پس ضریب شکست محیط باید از هوا بیشتر باشد.

این پاسخ مفید بود؟