1

„

FIZYKA DLA GEOGRAFÓW”

/Pytania i problemy,

seria IV

/

1. Co to są fale mechaniczne?

2. Opisz różnice między falą poprzeczną a falą podłużną.

3. Podaj przykłady fal podłużnych i poprzecznych.

4. Dokonujesz detonacji materiału wybuchowego na Księżycu. Czy można

tam zobaczyć ten wybuch ? Czy można go usłyszeć ? Odpowiedzi uzasadnij.

5. Na przykładzie fal mechanicznych wyjaśnij czy z ruchem falowym wiąże się

przenoszenie cząstek ośrodka na duże odległości w kierunku ruchu fali ?
Jak jest w przypadku fal na wodzie ?

6. Podaj wzór łączący: długość λ, prędkość υ i częstotliwość f fali.

7. Fale dźwiękowe mają w powietrzu prędkość υ = 330 m/s. Oblicz jaką długość

ma fala o częstotliwości f = 660 Hz.

8. Obserwując fale na jeziorze policzyliśmy przychodzące do brzegu grzbiety fal.

Okazało się, że nadeszło n = 10 grzbietów w ciągu t = 5 s. Jaka była częstotliwość
tych fal ?

9. Co to jest równanie fali ?

10. Narysuj i opisz wykres funkcji y = sin (x).

11. Co to są fale harmoniczne ? Podaj równanie fali harmonicznej.

12. Na przykładzie fali harmonicznej wyjaśnij następujące pojęcia związane

z ruchem falowym: wychylenie cząstki, amplituda fali, długość fali.

13. Wyjaśnij co to jest częstotliwość fali i prędkość jej rozchodzenia się w ośrodku.

14. Podaj i objaśnij pojęcia niezbędne do opisu fal na wodzie: płytkowodnych i

głębokowodnych. Opisz różnice pomiędzy tymi falami. Opisz ruch cząsteczek
wody na różnych głębokościach falującego akwenu wodnego.

15. Wyjaśnij powstawanie „grzywaczy” (spiętrzenia) w ruchu fal przy brzegu morza.

16. Co to są i jak powstają fale tsunami ? Wyjaśnij dlaczego fale tsunami, które

na otwartym oceanie mają wysokości 0,1 – 5 m, w pobliżu lądu osiągają
10 – 30 m ?

17. Co to są, z punktu widzenia fizyki, fale sejsmiczne ? Jakie znasz rodzaje fal

sejsmicznych ? Podaj krótki opis fizyczny tych fal.

2

18. Czy do rozchodzenia się fali elektromagnetycznej niezbędny jest

ośrodek materialny ?

19. Czy fale elektromagnetyczne mogą przechodzić przez ośrodki materialne ?

Podaj przykłady.

20. Podaj nazwy poszczególnych zakresów fal elektromagnetycznych w kolejności

od największych do najmniejszych długości fali, wraz z przykładami technologii,
w których mają one zastosowanie lub zjawisk, w których występują.

21. W czasie rozmowy zaczynamy w pewnej chwili rozmawiać głośniej. Okazuje się,

że energia fal wzrosła ok. 100 razy. Ile razy wzrosła amplituda drgań cząsteczek
powietrza ?

22. Fale elektromagnetyczne rozchodzą się w powietrzu z prędkością ok.

c = 3⋅10

8

m/s. Oblicz długość takiej fali, która ma częstotliwość f = 10

6

Hz.

23. Jaką długość miałaby hipotetyczna fala elektromagnetyczna o częstotliwości

f = 1 Hz ? Porównaj tę długość z jakąś znaną ci odległością.

24. Jakie fale elektromagnetyczne jesteśmy w stanie wykryć receptorami naszego

ciała ?

25. Co to jest, z punktu widzenia fizyki, kolor światła ? Czym jest światło białe ?

26. Obserwujesz zielony liść. Opisz, jakie procesy fizyczne muszą zajść na drodze

promienia światła wychodzącego ze Słońca, aby twój mózg mógł zarejestrować
obraz liścia.

27. Opisz swoimi słowami prawo Kirchhoffa. Czego ono dotyczy ? Podaj przykłady.

28. Podaj określenie ciała doskonale czarnego. Podaj przykłady ciał, które można

uznać za bardzo dobre przybliżenia ciała doskonale czarnego.

29. Czym jest promieniowanie cieplne ? Porównaj je w wybrany przez siebie sposób

z innym rodzajem promieniowania elektromagnetycznego.

30. Podaj i omów prawo Wiena.

31. Wiedząc, że stała Wiena jest równa W = 2896 µm⋅K, oblicz przy jakiej długości

fali występuje maksimum intensywności promieniowania paleniska o temperaturze
T = 1 000 K w lokomotywie parowej? Wytłumacz dlaczego nasze oczy widzą
płomień paleniska ?

32. Opisz, jaki jest mechanizm fizyczny efektu polegającego na rozgrzewaniu się

wnętrza samochodu na parkingu w słoneczny dzień do temperatur wyższych niż
temperatura powietrza ? Dlaczego temperatura we wnętrzu bagażnika nie osiąga
tak wysokich wartości ?

3

33. Podaj założenia i główne pojęcia

optyki geometrycznej

. Jaki aspekt

natury światła jest głównym przedmiotem badań

optyki fizycznej

?

34. Co to jest obraz pozorny przedmiotu i jaka jest jego główna cecha ?

Podaj przykłady przyrządów optycznych, w których powstają takie obrazy.

35. Czym są i jak powstają cień i półcień ?

36. Wyjaśnij zjawisko zaćmienia Słońca posługując się pojęciami cienia i półcienia.

37. Wyjaśnij stwierdzenie: „cień i półcień zawsze występują razem”.

38. Na jakim zjawisku i opisującym je prawie oparte jest „działanie”

zwierciadła płaskiego (lustra) ?

39. Podaj prawo odbicia światła, posługując się m.in. rysunkiem;

zilustruj je wybranym przykładem.

40. Co jest

przyczyną

zjawiska załamania światła ?

41. Podaj i objaśnij prawo załamania światła.

42. Na wykładzie podano wzór na współczynnik załamania światła

n

21

szkła

względem powietrza, przy przechodzeniu światła z powietrza (1) do
szkła (2). Znając ten współczynnik podaj wzór na współczynnik załamania

powietrza względem szkła

n

12

,

dla promieni biegnących w przeciwnym

kierunku („ze szkła do powietrza”).

43. Narysuj dalszy bieg promieni świetlnych padających na poniższą szklaną

płytkę (pomijamy odbicie światła):

44. Narysuj schemat biegu

równoległych

promieni świetlnych padających na soczewkę:

a) – skupiającą, b) – rozpraszającą, definiując pojęcia ogniska i ogniskowej.

45. Podaj i omów równanie soczewki

46. Omów działanie lupy jako soczewki skupiającej

szkło

4

47. Omów działanie aparatu fotograficznego

48. Czy podczas rozpraszania światła na powierzchniach chropowatych

jest zachowane prawo odbicia ? Dlaczego w wyniku odbicia równoległej wiązki światła
od takiej powierzchni nie otrzymujemy znowu wiązki równoległej ?

Piotr Jaracz

Krzysztof Karpierz

Warszawa, 19 stycznia 2006

geo seria 4j-05.doc