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 mérhető fény 
„A világ sebesség bár szerfölött nagy, mindazáltal nem pillanatnyi, mint a régiek hitték, hanem időben történő. Ez igazságot föltalálta 1675-ben Römer Olaus dán csillagász, ki midőn észrevenné, hogy mindazon térek melyek földünkön vannak, sokkal kisebbek, sem mint a világsebesség megmérésére szolgálhatnának, azt igyekezvén megtudni, vajon kívántatik-e arra idő és mennyi, míg a világ a Napból Földünkre érkezik, mit Jupiter őrnökének Jupiter árnyékába bemenetéből szerencsésen ki is tudott.”
(Schirkhuber Móricz: Elméleti és tapasztalati természettan alaprajza, 1851.)
Ismertesse Römer vagy Fizeau a fény sebességének mérésére szolgáló eljárását.
Mutassa meg, hogyan mérhető meg a fény hullámhossza rács segítségével.
Hogyan határozható meg a fény frekvenciája a sebességének és hullámhosszának ismeretében?
A fény milyen tulajdonságait határozza meg a frekvenciája?
a) A fény sebességének mérése Römer vagy Fizeau módszerével:
7 pont
Römer módszere:
- Jupiter holdjait figyelte meg (1 pont)
- a Jupiter Földtől távoli helyzetében (1 pont)
- A megfigyelt hold az elméletileg számítottnál látszólag később kelt fel (1 pont)
- mert a fénynek több időre volt szüksége, hogy elérje a Földet, mint amikor a Jupiter közelebb esik a Földhöz (2 pont)
- A Föld nap körüli pályájának közelítő átmérőjét ismerve (1 pont)
- jó nagyságrendi becslést kapott Römer a fény sebességére (1 pont)
Fizeau módszere:
- Egy fogaskerék fogai között átvilágítva (1 pont)
- felvillanás-sorozatot állítunk elő (1 pont)
- mely egy távoli tükörről visszaverődik (1 pont)
- majd a fogaskerék megfelelő fordulatszámának beállításával (1 pont)
- elérjük, hogy a visszaverődő fénysugarak elnyelődjenek a fogaskeréken, s ne jussanak a szemünkbe (2 pont)
- A fogaskerék fordulatszámából, s a tükör helyzetéből következtethetünk a fény sebességére (1 pont)
b) A fény hullámhosszának mérése ráccsal:
7 pont
- Az ernyőn elhajlási kép keletkezik (2 pont)
- A főmaximum és az első mellékmaximum távolságából, valamint a rács és az ernyő távolságából meg lehet határozni az első mellékmaximum irányát (\(\alpha\)) (3 pont)
- Az \(\alpha\) és a rácsállandó (\(d\)) ismeretében a hullámhossz kiszámítható. \(\lambda =d\cdot \sin{\alpha }\) (2 pont)
c) A fény frekvenciájának meghatározása a sebességből és a hullámhosszból:
2 pont
\[f=\frac{c}{\lambda}\]
d) A frekvencia által meghatározott tulajdonságok megadása:
1 + 1 pont
a fény színe, a fény fotonjainak energiája
Összesen: 18 pont