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