سوال ۱۱ — سؤال ۱۱ امتحان نهایی فیزیک ۳ تجربی — شهریور ۱۴۰۵، نوبت عصر

الف) افزایش می‌یابد. — ب) عقب — پ) افزایش می‌یابد. — ت) آینه‌ای (منظم) — ث) کاهش می‌یابد.

الف) افزایش می‌یابد. انرژی پتانسیل نوسانگر (مثلاً جسمی که به فنر بسته شده) به جابه‌جایی از نقطهٔ تعادل بستگی دارد:

هرچه $x$ بزرگ‌تر شود، $U$ هم بزرگ‌تر می‌شود؛ در نقطهٔ تعادل انرژی پتانسیل کمترین و در دو انتهای مسیر بیشترین است.

ب) عقب. با گرم شدن هوا، رشته یا میلهٔ آونگ کمی منبسط می‌شود و طول آونگ ($L$) بیشتر می‌شود. دورهٔ آونگ ساده از این رابطه به دست می‌آید:

با بلندتر شدن $L$، دورهٔ هر نوسان بیشتر می‌شود؛ یعنی آونگ آهسته‌تر نوسان می‌کند و ساعت در هر ساعتِ واقعی تیک‌های کمتری می‌شمارد؛ پس ساعت عقب می‌افتد.

پ) افزایش می‌یابد. طبق اثر دوپلر، وقتی ناظر به طرف چشمه می‌رود، در هر ثانیه به جبهه‌های موج بیشتری برخورد می‌کند؛ پس بسامدی که می‌شنود از بسامدی که ناظر ساکن می‌شنود بیشتر است (صدا زیرتر شنیده می‌شود).

ت) آینه‌ای (منظم). وقتی پرتوهای موازی به سطحی صیقلی و هموار می‌تابند، همه با یک زاویه بازمی‌تابند و پس از بازتاب هم موازی می‌مانند؛ این بازتاب آینه‌ای یا منظم است. (بازتاب از سطح ناهموار، پخشنده است.)

ث) کاهش می‌یابد. وقتی نور از یک محیط وارد محیط دیگر می‌شود، بسامد آن تغییر نمی‌کند؛ اما تندی نور در شیشه از هوا کمتر است. از رابطهٔ

با ثابت ماندن $f$ و کم شدن $v$، طول موج در شیشه کاهش می‌یابد.