Test on Fényfelbontás és diszperzió

Question 1: Az emberi szem számára látható fény spektruma körülbelül 380 nanométer (ibolya) és 780 nanométer (vörös) közötti hullámhosszakat ölel fel.

A. Yes

B. No

Explanation: A tanulmányi anyagok expliciten kimondják: 'Az emberi szem számára látható fény spektruma körülbelül 380 nanométer (nm) (ibolya) és 780 nm (vörös) közötti hullámhosszakat ölel fel.' Ez megerősíti a kérdésben szereplő tartományt.

Question 2: A vörös fény törésmutatója nagyobb egy adott anyagon belül, mint a kék fényé.

A. Yes

B. No

Explanation: A tanulmányi anyagok szerint „a rövidebb hullámhosszú fények (pl. ibolya, kék) lassabban haladnak, és jobban törnek meg, mint a hosszabb hullámhosszú fények (pl. vörös, narancs)”. Ez azt jelenti, hogy a rövidebb hullámhosszú kék fény törésmutatója nagyobb, mint a hosszabb hullámhosszú vörös fényé, ahogyan az példában szereplő számítások is alátámasztják (kék fény n ≈ 1,5247, vörös fény n ≈ 1,5102).

Question 3: Melyik állítás írja le helyesen a Cauchy-képlet (n(λ) = A + B/λ²) alapján a törésmutató (n) és a hullámhossz (λ) közötti összefüggést egy adott anyagra vonatkozóan?

A. Minél nagyobb a hullámhossz, annál nagyobb a törésmutató.

B. A törésmutató egyenesen arányos a hullámhosszal.

C. A rövidebb hullámhosszú fényekhez nagyobb törésmutató tartozik.

D. A törésmutató nem függ a hullámhossztól, csak az anyagra jellemző állandóktól.

Explanation: A Cauchy-képlet (n(λ) = A + B/λ²) azt mutatja, hogy a törésmutató (n) a hullámhossz (λ) négyzetének reciprokával arányos tagot (B/λ²) is tartalmaz, a konstans (A) mellett. Mivel a λ a nevezőben van, ha a hullámhossz (λ) növekszik, akkor a B/λ² tag értéke csökken, ami azt jelenti, hogy a törésmutató (n) is csökken. Fordítva, ha a hullámhossz (λ) csökken, akkor a B/λ² tag értéke növekszik, ami a törésmutató (n) növekedését eredményezi. Tehát a rövidebb hullámhosszú fényekhez (pl. kék) nagyobb törésmutató tartozik, mint a hosszabb hullámhosszúakhoz (pl. vörös), ahogy az a példában is látható. Az első opció téves, mert a törésmutató fordítottan függ a hullámhossztól. A második opció szintén téves, mivel nem egyenes, hanem fordított arányosság van (a hullámhossz négyzetével). A negyedik opció is téves, hiszen éppen a hullámhosszfüggést írja le a képlet.

Question 4: Melyik állítás igaz a fehér fény prizmán való áthaladásakor keletkező spektrumra vonatkozóan a rendelkezésre álló tananyag alapján?

A. A vörös fény törik meg a legkevésbé, az ibolya pedig a legjobban, ezért a vörös van a spektrum egyik szélén, az ibolya pedig a másikon.

B. A spektrum színeinek sorrendje fordított, mint a szivárványban, azaz az ibolya fény törik meg a legkevésbé.

C. A különböző hullámhosszú komponensek egyformán törnek meg, de a prizma anyaga elnyeli bizonyos színeket.

D. A fehér fény prizmán áthaladva kék, zöld és vörös alapszínekre bomlik, más színek nem keletkeznek.

Explanation: A tananyag szerint: „A vörös fény törik meg a legkevésbé, az ibolya pedig a legjobban, így a vörös van a spektrum egyik szélén, az ibolya pedig a másikon.” Ez megerősíti az első opció helyességét. A többi opció ellentmond a leírtaknak, például a színek sorrendje, vagy az, hogy melyik szín törik meg jobban/kevésbé, illetve a spektrum folytonos színsor. A tanulmányi anyag azt is kijelenti, hogy a spektrum a vöröstől az ibolyáig terjedő színek folytonos sora.

Question 5: A prizma hoz létre új színeket, amikor a fehér fény áthalad rajta?

A. Yes

B. No

Explanation: A tanulmányi anyag szerint a prizma nem hoz létre új színeket, hanem csupán szétválasztja a fehér fényben már meglévő komponenseket. A fehér fény valójában az összes látható szín keveréke.