Három esszétéma közül kell választania egyet (az alábbi az egyik). Fejtse ki másfél‑két oldal terjedelemben, összefüggő ismertetés formájában! Ügyeljen a szabatos, világos fogalmazásra, a logikus gondolatmenetre, a helyesírásra, mivel az értékelésbe ez is beleszámít! Mondanivalóját nem kell feltétlenül a megadott szempontok sorrendjében kifejtenie.
A fényhullámok és a hanghullámok összehasonlítása
„Ha az éter részecskéi megrázkódtatnak, úgy hintáznak, mint a légrészecskék, s képeznek a hanghullámokéhoz hasonló hullámokat, melyek tovább terjeszkednek, a szemünk idegeire hatnak, mely hatást fénynek mondunk. A részecskék pályái függőlegesen vannak a terjeszkedési irányon, s vagy egyenes, vagy magukba visszatérő görbe vonalak, mint a kötélnek hullámainál.”
(Fuchs Albert: A természettan elemei, Kassa, 1845.)
a) Ismertesse a mechanikai hullám fogalmát!
b) Adja meg a hullámok legfontosabb jellemzőit és azok kapcsolatát!
c) Elsődlegesen melyik mennyiség és hogyan határozza meg a hang magasságát és a fény színét?
d) Hasonlítsa össze a szemmel érzékelhető fény és a füllel észlelhető hang hullámhosszát, valamint frekvenciájukat levegőben való terjedés esetén!
e) Mutassa be a hullámok két fő típusát a terjedési irány és a hullámtér pontjainak mozgása szempontjából! Ismertesse, hogy a fény-, illetve a hanghullám melyik típusba tartozik!
f) Vázlatosan ismertesse az elhajlás, polarizáció és interferencia jelenségét! Melyik az a jelenség ezek közül, amely csak a fényre jellemző?
g) Adjon meg egy‑egy gyakorlati példát a fény és a hang elhajlására!
h) Mutassa be, milyen fizikai háttere van a fény- és hanghullámok létrejöttének!
a) A mechanikai hullám fogalmának ismertetése:
1 pont
Egy deformáció (rezgésállapot) térbeli továbbterjedése.
b) A hullámok legfontosabb jellemzőinek és azok kapcsolatának bemutatása:
2 pont
Hullámhossz, frekvencia, terjedési sebesség, $c=\lambda \cdot f$
(A három jellemző és az összefüggés 0,5‑0,5 pontot ér, s az összeget egészre kell kerekíteni, lefelé.)
c) A hang magasságát és a fény színét meghatározó elsődleges jellemző bemutatása:
1 + 1 pont
A magasabb frekvencia a hangmagasság emelkedését (1 pont), illetve a fényhullám színének ibolya felé tolódását eredményezi. (1 pont)
(A hullámhosszal történő leírás nem pontos, mert a hullámhossz közegfüggő. A hullámhosszal történő leírásra 0,5‑0,5 pont adható, s kerekíteni tört összeg esetén lefelé kell.)
d) A szabad szemmel és füllel észlelhető fény és hang frekvenciájának és hullámhosszának összehasonlítása:
1 + 1 pont
e) A longitudinális és tranzverzális hullám bemutatása, a fény és a hang besorolása:
1 + 1 + 1 pont
(A 3. pont csak akkor adható, ha a fényre és a hangra egyaránt helyes válasz érkezik.)
f) Az elhajlás, polarizáció és interferencia jelenségének bemutatása általában, csak a fényre jellemző jelenség kiválasztása:
1 + 1 + 1 + 1 pont
g) A fény és hang elhajlására vonatkozó gyakorlati példa bemutatása:
1 + 1 pont
h) A hang- és fényhullám keltésének bemutatása gyakorlati példán:
1 + 1 pont
A hang keltéséhez a közeg részecskéit meg kell rezegtetnünk, például periodikusan lökéshullámokat kell keltenünk egy rezgő testtel.
A fény nagyfrekvenciás elektromágneses sugárzás, például alapállapotba visszaugró, gerjesztett elektronok bocsáthatják ki, de más példa is elfogadható.
Összesen: 18 pont