แบบฝึกหัดแสงเชิงกายภาพ - 4

1 ชือ่ ........................................................ นามสกลุ .............................................................. เลขที่ ..... ม.6/ ...... แบบฝึกหัดท่ี 4 – แสงเชิงกายภาพ 1. เมื่อแสงสีเดียวผ่านอย่างตั้งฉากกับเกรตติ้งอันหนึ่ง แถบสว่างอันดับที่หนึ่งเบนจากแนวกลางเป็นมุม 30° ถ้านำเกรตติ้งที่มีระยะห่างระหว่างเส้นเป็น 2 เท่าของเกรตติ้งอันเดิมมาแทน ถามว่าความเข้ม สงู สดุ อนั ดับท่ี 2 จะเบนจากแนวกลางเปน็ มมุ เท่าไร …………………………………………………………………………………………………………………………………..... …………………………………………………………………………………………………………………………………..... …………………………………………………………………………………………………………………………………..... 2. แสงที่ผ่านโพลาไรเซอร์มีแอมพลิจูด A เมื่อวางอนาไลเซอร์ในลักษณะที่แกนโพลาไรเซชันเอียงทำมุม 30° กับแนวโพลาไรเซอร์ แสงท่ีผ่านอนาไลเซอร์ไปจะมแี อมพลจิ ดู เทา่ ใด …………………………………………………………………………………………………………………………………..... …………………………………………………………………………………………………………………………………..... …………………………………………………………………………………………………………………………………..... 3. ถ้าต้องการจะใช้แผ่นแก้วซึ่งมีค่าดัชนีหักเหเป็น 1.5 เป็นตัวโพลาไรเซอร์ มุมโพลาไรซ์จะเป็นเท่าใด และมุมหักเหจะเป็นเทา่ ใด (tan 56.3° = 1.5) …………………………………………………………………………………………………………………………………..... …………………………………………………………………………………………………………………………………..... …………………………………………………………………………………………………………………………………..... 4. แสงที่มีความยาวคลื่น 5 x 10-7 เมตร ส่องกระทบสลิตคู่แคบๆ ซึ่งมีระยะห่างระหว่างสลิต 1 มม. ระยะห่างระหว่างแถบสว่างจากการแทรกสอดที่เกิดขึ้นบนฉากซึ่งอยู่ห่างจากสลิตเป็นระยะ 2 เมตร จะเปน็ เท่าใด …………………………………………………………………………………………………………………………………..... …………………………………………………………………………………………………………………………………..... …………………………………………………………………………………………………………………………………..... แสงเชงิ กายภาพ ฉตั รชยั สมั ฤทธิ์ศภุ ผล

2 5. สนามบนิ แหง่ หนึง่ ตดิ ตัง้ สายอากาศ 2 อนั S1 และ S2 ห่างกัน 30 เมตร ติดตัง้ ไว้ทางปลายดา้ นหน่ึง ของทางวิ่งขึ้นลงของเครือ่ งบิน ส่งสัญญาณวิทยุออกไปด้วยความถี่ 3 x 107 เฮิรตซ์ เครื่องบินซึ่งอยู่ ในแนวกลางของทางวง่ิ ขึ้นลงจะได้รับสญั ญาณวทิ ยุไดแ้ รงทส่ี ุด อยากทราบว่าแนวอื่นซึ่งทำมุมเล็กที่สุดที่เป็นไปได้กับแนว AB สำหรับเครื่องบินซึ่งอยู่ห่างจะยัง สามารถรับสญั ญาณวิทยไุ ด้แรงเชน่ กัน แนวนนั้ จะทำมุมประมาณก่อี งศา กำหนดความเรว็ คลืน่ วิทยุ 3 x 108 เมตรต่อวินาที …………………………………………………………………………………………………………………………………..... …………………………………………………………………………………………………………………………………..... …………………………………………………………………………………………………………………………………..... 6. S1 และ S2 เป็นแหล่งกำเนิดคลื่นความถี่เดียวกัน และเฟสตรงกัน อยู่ห่างกัน d Q เป็นจุดที่คล่ืน เสรมิ กนั ตรงกลาง P เป็นจดุ ที่คลน่ื เสรมิ กนั คร้ังแรกจากแนวกลาง ระยะ S1P และ S2P ยาวกว่า d มาก ถา้ ตอ้ งการให้ P เขา้ ไปใกล้ Q มากขึ้น จะตอ้ งทำอย่างไร …………………………………………………………………………………………………………………………………..... …………………………………………………………………………………………………………………………………..... …………………………………………………………………………………………………………………………………..... 7. เมื่อให้ลำแสงขนานของแสงสีเดียว ความยาวคลื่น  ตกตั้งฉากกับสลิตคู่ซึ่งมีระยะระหว่างช่องสลิต เป็น d แล้วเกิดภาพการแทรกสอดขึ้นบนฉากที่อยู่ห่างจากสลิตเป็นระยะ D จงหาระยะระหว่าง แถบสว่างแถบแรกกับแถบมดื ทส่ี าม …………………………………………………………………………………………………………………………………..... …………………………………………………………………………………………………………………………………..... แสงเชงิ กายภาพ ฉตั รชยั สมั ฤทธิ์ศภุ ผล

3 8. เมื่อให้แสงความยาวคลื่น 1 และความยาวคลื่น 2 ผ่านสลิตคู่ห่างกัน d พบว่าแถบมืดแถบที่ 4 ของแสงที่มีความยาวคลื่น 1 นับจากศูนย์กลางเกิดขึ้นที่เดียวกับแถบมืดแถบที่ 5 ของแสงที่มีความ ยาวคล่นื 2 อตั ราส่วนของ 1 / 2 มีค่าเท่าใด …………………………………………………………………………………………………………………………………..... …………………………………………………………………………………………………………………………………..... …………………………………………………………………………………………………………………………………..... 9. นำ้ มันที่ลอยอย่บู นผิวนำ้ จะมองเหน็ มสี ตี า่ งๆ เพราะเหตุใด …………………………………………………………………………………………………………………………………..... …………………………………………………………………………………………………………………………………..... …………………………………………………………………………………………………………………………………..... 10. แสงเลเซอร์ความยาวคลื่น 630 นาโนเมตร ฉายผ่านสลิตเดี่ยว แล้วปรากฏภาพของสลิตที่ระยะ 3 เมตร เป็นแถบสว่างหลายแถบ ระยะระหว่างจุดที่มืดที่สุดของข้างของแถบสว่างที่กว้างที่สุดเป็น 1.5 เซนติเมตร สลติ นนั้ กว้างเท่าใด …………………………………………………………………………………………………………………………………..... …………………………………………………………………………………………………………………………………..... …………………………………………………………………………………………………………………………………..... 11. เมื่อแสงสีเดียวผ่านอย่างตั้งฉากกับเกรตติ้งอันหนึ่ง แถบสว่างแถบที่หนึ่งเบนจากแนวกลางเป็นมุม 30° ถ้านำเกรตติ้งที่มีระยะห่างระหว่างเส้นเป็นสองเท่าของเกรตติ้งอันเดิมมาแทน ถามว่าแถบสว่าง แถบทสี่ องจะเบนจากแนวกลางเป็นมุมเท่าไร …………………………………………………………………………………………………………………………………..... …………………………………………………………………………………………………………………………………..... …………………………………………………………………………………………………………………………………..... 12. เมื่อให้แสงที่เปล่งจากหลอดบรรจุไฮโดรเจน ผ่านตั้งฉากแผ่นเกรตติ้งเลี้ยวเบนอันหนึ่ง ปรากฏว่าเส้น สเปกตรัมที่เป็นลำดับที่ 2 (second-order) เนื่องจากแสงสีแดงซึ่งมีความยาวคลื่น 656 นาโนเมตร ซ้อนอยู่ที่เดียวกับสเปกตรัมอีกเส้นหนึ่งซึ่งเป็นลำดับที่ 3 (third-order) เนื่องจากแสงสีอื่นอีกสีหน่ึง แสงสนี ้จี ะมคี วามยาวคลืน่ เท่าใด …………………………………………………………………………………………………………………………………..... …………………………………………………………………………………………………………………………………..... …………………………………………………………………………………………………………………………………..... แสงเชงิ กายภาพ ฉตั รชยั สมั ฤทธิ์ศภุ ผล

4 13. จากการทดลองหาความยาวคลื่นของแสงโดยใช้เกรตติ้ง และสมมติว่า x เป็นระยะห่างของแถบแสง จากแถบสว่างกลาง x มีค่าน้อยกว่าระยะห่างของหลอดไฟกับเกรตติ้ง (D) มาก จากข้อมูลในตาราง คา่ ของ n = 1 ความยาวคลืน่ ของแสงสีแดง (y) เป็นเท่าใด แสงสี X (cm) ความยาวคลืน่ (nm) นำ้ เงนิ 24 480 เหลอื ง 28 560 แดง 32.5 y …………………………………………………………………………………………………………………………………..... …………………………………………………………………………………………………………………………………..... …………………………………………………………………………………………………………………………………..... 14. ในการทดลองเกี่ยวกับสเปกตรัมของไฮโดรเจนโดยมองผ่านเกรตต้ิง เส้นสเปกตรัม 3 เส้นที่มองเห็นได้ มีความยาวคลน่ื 434, 486 และ 656 นาโนเมตร สเปกตรมั A, B, C มคี วามยาวคลนื่ เท่าใด 15. ใหแ้ สงสเี ดยี วความยาวคลื่น  = 600 นาโนเมตร ผ่านเกรตต้ิงท่มี จี ำนวนเส้น 5,000 เสน้ /ซ.ม. จงหา จำนวนแถบสว่างทงั้ หมดที่เป็นไปไดท้ ี่จะเกิดข้นึ ในกรณนี ี้ …………………………………………………………………………………………………………………………………..... …………………………………………………………………………………………………………………………………..... …………………………………………………………………………………………………………………………………..... 16. ในการวัดความยาวคลื่นของสเปกตรัมของไฮโดรเจนโดยใช้เกรตติ้งขนาด 5,000 เส้น/ซ.ม. ปรากฏว่า มมุ ทีส่ เปกตรัมเส้นหน่งึ ทำกบั แนวเสน้ ตัง้ ฉากจากเกรตตงิ้ ไปยงั หลอดสเปกตรัมได้ 19° ความยาวคล่ืน ของสเปกตรมั เสน้ นี้เทา่ กับกีน่ าโนเมตร (กำหนดให้ sin 19° = 0.326) …………………………………………………………………………………………………………………………………..... …………………………………………………………………………………………………………………………………..... …………………………………………………………………………………………………………………………………..... แสงเชงิ กายภาพ ฉตั รชยั สมั ฤทธิ์ศภุ ผล