Fazekas Gimn. gyakorlók (Főv. Ped. Int.) E 2006. 4. feladatsor III. rész 4.

Keskeny hullámnyaláb vízből üvegbe lép. A beesési szög $18^\circ$. A hullám terjedési sebessége vízben $1500\ \mathrm{\displaystyle \frac{m}{s}}$, üvegben $4200\ \mathrm{\displaystyle \frac{m}{s}}$.

a)  Mekkora szögben tér el a hullámnyaláb hossza az eredeti iránytól?

Az eltérülés szöge: $41,9^\circ$

a) $$n_{\mathrm{ü, v}}=\frac{c_{\mathrm{v}}}{c_{\mathrm{ü}}}=\frac{\sin{\alpha}}{\sin{\beta}}$$

2 pont

$$\sin{\beta}=\frac{\sin{\alpha}\cdot c_{\mathrm{ü}}}{c_{\mathrm{v}}}$$

1 pont

$$\sin{\beta}=0,865247584\approx 0,8653$$

1 pont

$$\beta=59,9^\circ$$

1 pont

Az eltérülés szöge: $41,9^\circ$

1 pont

b)  Mennyivel változik meg a hullámhossz, ha a frekvencia $1,35\ \mathrm{kHz}$?

$\Delta \lambda=2\ \mathrm{m}$

b)  $$\Delta \lambda=\lambda_2-\lambda_1$$

1 pont

$$\lambda=\frac{c}{f}$$

1 pont

$$\Delta \lambda=2\ \mathrm{m}$$

2 pont

c)  Mekkra szögben ér a hullámnyaláb a közeghatárra, ha nem képes a közegbe behatolni?

$20,92^\circ$-nál nagyobb szögben.

c) Akkor nem tud a hullám a közegbe behatolni, ha a határszögnél nagyobb szögben ér a közeghatárra

1 pont

Ebben az esetben a törési szög éppen $90^\circ$

1 pont

$$\sin{\alpha_{\mathrm{h}}}=\frac{c_{\mathrm{v}}}{c_{\mathrm{ü}}}$$

$$\sin{\alpha_{\mathrm{h}}}=0,3571$$

1 pont

$$\alpha_{\mathrm{h}}=20,92^\circ\approx 21^\circ$$

1 pont

d)  Mekkora a víz üvegre vonatkozó törésmutatója?

$n_{\mathrm{v,ü}}=2,8$

d) A víz üvegre vonatkozó törésmutatója éppen reciproka az üveg vízre vonatkozó törésmutatójának

1 pont

$$n_{\mathrm{v,ü}}=\frac{c_{\mathrm{ü}}}{c_{\mathrm{v}}}$$

1 pont

A törésmutató: $2,8$

1 pont

Összesen: 17 pont