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. Dokonujemy 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. Czy do rozchodzenia się fali elektromagnetycznej

niezbędny

jest

ośrodek materialny ?

7. Czy fale elektromagnetyczne mogą przechodzić przez ośrodki materialne ?

Podaj przykłady.

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. Podaj wzór łączący: długość

λ

, prędkość

υ

i częstotliwość

f

fali.

10. Fale dźwiękowe mają w powietrzu prędkość

υ

= 330 m/s. Oblicz jaką długość

ma fala o częstotliwości

f

= 660 Hz.

11. W czasie rozmowy zaczęliśmy w pewnej chwili rozmawiać głośniej. Okazało się, że

energia fal wzrosła 100 razy. Czy

amplituda

drgań cząsteczek powietrza podczas

głośnej rozmowy była większa czy mniejsza niż poprzednio ? Ile razy ?

12. Wyjaśnij powstawanie grzywiastych fal (spiętrzenie wody) przy brzegu morza.

13. Wyjaśnij dlaczego fale tsunami na otwartym oceanie mają wysokość 0,1 – 5 m,

a w pobliżu lądu aż 10 – 30 m ?

14. Fale elektromagnetyczne rozchodzą się w powietrzu z prędkością

c

= 3⋅10

8

m/s.

Oblicz długość takiej fali dla częstotliwości

f

= 10

6

Hz.

15. Jaką długość miałaby hipotetyczna fala elektromagnetyczna o częstotliwości

f

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

16. Jakie fale elektromagnetyczne jesteśmy w stanie wykryć receptorami naszego

ciała ?

2

17. Podaj określenie ciała doskonale czarnego.

18. Czym jest promieniowanie termiczne ?

19. Czego dotyczy prawo Stefana –Boltzmanna ? (Można podać wielkości fizyczne

występujące w tym prawie).

20. Mamy dwa ciała doskonale czarne o temperaturach, które różnią się o czynnik 2

(jedna z temperatur jest dwa razy większa niż druga). Które z ciał wypromienio-
wuje więcej promieniowania termicznego niż drugie i ile razy więcej ?

21. Podaj prawo Wiena.

22. Wiedząc, że stała Wiena jest równa

W =

2896

µm⋅K, oblicz jakiej długości fali

odpowiada maksimum promieniowania paleniska lokomotywy parowej o temperaturze

t

= 800

0

C ? Wytłumacz dlaczego nasze oczy widzą

jednak

płomień paleniska ?

23. Na pewien obiekt fizyczny pada promieniowanie (fala elektromagnetyczna).

Jakie procesy fizyczne zachodzą lub mogą zachodzić w oddziaływaniu tego
promieniowania z materią obiektu ?

24. Które z powyższych procesów wspomnianych w pyt. 23 mogą prowadzić do zmian

temperatury obiektu ?

25. W pobliżu siebie umieszczono dwa ciała o różnej temperaturze. Opisz jak zachodzi

wymiana energii promieniowania cieplnego pomiędzy tymi ciałami prowadząca do
wyrównania się ich temperatur ? Czy po wyrównaniu się temperatur ustaje emisja
i absorpcja promieniowania przez te ciała ?

26. Czy umieszczając ciało doskonale czarne w pobliżu Słońca można byłoby rozgrzać je

do temperatury 7000 K ? Odpowiedź uzasadnij. (Porównaj temperatury powierzchni
Słońca omawiane na wykładzie).

27. 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 ?

28. Podaj prawo odbicia i zilustruj je wybranym przykładem.

29. Co to jest w optyce geometrycznej obraz pozorny ? Podaj przykład sytuacji

spotykanej w optyce, gdy uzyskujemy taki obraz ?

30. Czy podczas rozpraszania światła na powierzchniach chropowatych jest zachowane

prawo odbicia ? Dlaczego nie otrzymujemy w wyniku odbicia od takiej powierzchni
zwartej wiązki światła ?

31. Podaj i objaśnij prawo załamania światła.

3

32. Narysuj dalszy bieg promieni padających na poniższą szklaną płytkę :

33. Narysuj dalszy bieg promieni padających powietrzny „bąbel” w szkle, pokazany

poniżej:

34. Masz soczewkę skupiającą o ogniskowej f = 10 cm. Umieszczasz przedmiot na osi

optycznej soczewki w odległości

x

= 20 cm od środka soczewki. Narysuj bieg kilku

promieni wychodzących z wybranego punktu przedmiotu i przechodzących przez
soczewkę. Oblicz w jakiej odległości powstanie obraz tego przedmiotu.
Czy będzie to obraz pozorny czy rzeczywisty?

35. Wykonaj procedurę analogiczną do opisanej w pyt. 34 dla tej samej soczewki,

ale dla przedmiotu umieszczonego w odległości: a)

x

= 40 cm, b)

x

= 5 cm,

c)

x

= 10 cm.

36. Opisz działanie lupy jako soczewki skupiającej.

37. Opisz działanie obiektywu aparatu fotograficznego.

38. Opisz budowę i działanie lunety.

Piotr Jaracz

Krzysztof Karpierz

Warszawa, 12 maja 2005

geo seria 4-05.doc

powietrze

szkło

szkło