Дисперсия света: почему радуга цветная — тренажёр

Пример 1. Свет идёт сквозь стекло со скоростью 200 000 км/с (показатель преломления 1,5). За сколько пикосекунд (1 пс = 10⁻¹² с) он пересечёт пластину толщиной 4 мм?

Подсказка. В секундах время равно 4·0,005 — переведи в пикосекунды.

Как решать. Путь 4·10⁻³ м, скорость 2·10⁸ м/с: время = 4·5·10⁻¹² с — это 4·5 пс.

Ответ: 20

Пример 2. Фиолетовый свет имеет частоту 8·10¹⁴ Гц. Сколько полных колебаний совершает его волна за 2 наносекунд?

Подсказка. Время в наносекундах — это 2·10⁻⁹ секунды.

Как решать. N = ν·t = 8·10¹⁴ · 2·10⁻⁹ = 800000·2 колебаний.

Ответ: 1600000

Пример 3. Вторая радуга имеет обратный порядок цветов.

Как решать. Свет внутри капли отражается дважды, поэтому цвета второй (слабой) радуги идут в обратном порядке.

Ответ: Верно

Пример 4. Свет идёт сквозь стекло со скоростью 200 000 км/с (показатель преломления 1,5). За сколько пикосекунд (1 пс = 10⁻¹² с) он пересечёт пластину толщиной 2 мм?

Подсказка. В секундах время равно 2·0,005 — переведи в пикосекунды.

Как решать. Путь 2·10⁻³ м, скорость 2·10⁸ м/с: время = 2·5·10⁻¹² с — это 2·5 пс.

Ответ: 10

Пример 5. Фиолетовый свет имеет частоту 8·10¹⁴ Гц. Сколько полных колебаний совершает его волна за 5 наносекунд?

Подсказка. Время в наносекундах — это 5·10⁻⁹ секунды.

Как решать. N = ν·t = 8·10¹⁴ · 5·10⁻⁹ = 800000·5 колебаний.

Ответ: 4000000

Пример 6. Свет идёт сквозь стекло со скоростью 200 000 км/с (показатель преломления 1,5). За сколько пикосекунд (1 пс = 10⁻¹² с) он пересечёт пластину толщиной 3 мм?

Подсказка. В секундах время равно 3·0,005 — переведи в пикосекунды.

Как решать. Путь 3·10⁻³ м, скорость 2·10⁸ м/с: время = 3·5·10⁻¹² с — это 3·5 пс.

Ответ: 15

Пример 7. Фиолетовый свет имеет частоту 8·10¹⁴ Гц. Сколько полных колебаний совершает его волна за 4 наносекунд?

Подсказка. Время в наносекундах — это 4·10⁻⁹ секунды.

Как решать. N = ν·t = 8·10¹⁴ · 4·10⁻⁹ = 800000·4 колебаний.

Ответ: 3200000

Пример 8. Свет идёт сквозь стекло со скоростью 200 000 км/с (показатель преломления 1,5). За сколько пикосекунд (1 пс = 10⁻¹² с) он пересечёт пластину толщиной 5 мм?

Подсказка. В секундах время равно 5·0,005 — переведи в пикосекунды.

Как решать. Путь 5·10⁻³ м, скорость 2·10⁸ м/с: время = 5·5·10⁻¹² с — это 5·5 пс.

Ответ: 25

Пример 9. Фиолетовый свет имеет частоту 8·10¹⁴ Гц. Сколько полных колебаний совершает его волна за 6 наносекунд?

Подсказка. Время в наносекундах — это 6·10⁻⁹ секунды.

Как решать. N = ν·t = 8·10¹⁴ · 6·10⁻⁹ = 800000·6 колебаний.

Ответ: 4800000

Вопрос 1. Дисперсия света — это…

Ответ: зависимость преломления от длины волны

Пояснение. Лучи разного цвета преломляются по-разному, поэтому призма раскладывает белый свет в спектр.

Вопрос 2. Какой цвет преломляется сильнее всех?

Ответ: Фиолетовый

Пояснение. У фиолетового самая короткая волна — он сильнее всех замедляется в стекле и сильнее преломляется.

Вопрос 3. Сколько основных цветов выделяют в спектре?

Ответ: 7

Пояснение. Семь: красный, оранжевый, жёлтый, зелёный, голубой, синий, фиолетовый (условно — спектр непрерывный).

Вопрос 4. Белый свет — это смесь всех цветов спектра.

Ответ: Верно

Пояснение. Ньютон собрал спектр обратно призмой и получил белый луч — белый цвет является смесью всех.

Вопрос 5. Какие утверждения верны?

Ответ: Радуга образуется в каплях воды; Фиолетовый свет имеет самую короткую волну

Пояснение. Капли работают как призма, фиолетовый — край с минимальной длиной волны. Дисперсию открыл Ньютон, а порядок цветов в радуге всегда одинаковый.

Вопрос 6. Сопоставь цвет и длину волны.

Пояснение. Спектр идёт от 750 нм (красный) до 380 нм (фиолетовый), а белый — сумма.

Вопрос 7. Вставь пропущенное.

Ответ: ν → меньше

Пояснение. c = λν, и коротковолновый фиолетовый преломляется сильнее — в этом суть дисперсии.