ตัวอย่างโจทย์

1.ถ้ามุมวิกฤตของตัวกลางชนิดหนึ่งเป็น 30 องศาจงหาอัตราของแสงในตัวกลางนั้น

ก. 1.0 ´ 10^8 m/s  

ข. 1.5 ´ 10^8 m/s    

ค. 2.0 ´ 10^8 m/s      

ง. 3.0 ´ 10^8 m/s

เฉลยข้อ ข

 แนวคิดสูตร      nวัตถุ sin qC       =  1

                         nวัตถุ sin 30°      =  1

                         nวัตถุ (1/2)          =  1 

                         nวัตถุ                   = 2

สูตร            nวัตถุ Vวัตถุ      =       nอากาศ  Vอากาศ

                  2Vวัตถุ              = 1(3´10^8  )

\ อัตราเร็วแสงในวัตถุ            = 1.5 ´ 10^8 m

2. โคมไฟสนามสองดวงมีกำลัง 100 และ 200 วัตต์และมีอัตราการให้พลังงานต่อวัตต์เท่ากัน  ถ้าท่าน ยืน ห่างจากโคมไฟ 200 วัตต์ เป็นระยะ 2.0 เมตร พบว่า ได้รับความสว่างจากหลอดไฟทั้งสองเท่ากัน ท่านยืน ห่างจากโคมไฟ 100 วัตต์เป็นระยะเท่าใด

ก. 1.0 m 

ข. 1.4 m

ค. 2.0 m 

ง. 4.0 m

เฉลยข้อ ข

แนวคิด       สูตร         E = F/A = F/4pR^2

จากโจทย์                                       E1 = E2

                                      F1/4pR1^2     =     F2/4pR2^2

แทนค่าจากโจทย์              100/R1^2   =    200 /2^2

                                                       R1 =    1.4 เมตร

\ ระยะห่าง = 1.4 เมตร

3. เมื่อใช้แสงที่มีความยาวคลื่น 5.0 ´ 10^-7 เมตร ตกตั้งฉากกับสลิตคู่ เกิดภาพการแทรกสอดบนฉากที่ อยู่ห่างออกไป 1.2 เมตร ถ้าระยะห่างระหว่างสลิตคู่เท่ากับ 0.1 มิลลิเมตรแถบสว่าง 2 แถบที่ติดกันอยู่ห่างกันกี่มิลลิเมตร

เฉลย 6.0 มิลลิเมตร

แนวคิด   คิดแถบสว่าง A1 ห่างจากแนวกลาง (ซึ่งเท่ากับระยะห่างของแถบสว่าง 2 แถบที่ติดกัน)

     สูตร               A1 (ช่องคู่) D(X/L) = 1l

                     (0.1 ´ 10^-3 ) X/1.2 = 1 (5.0 ´ 10^-7 )

                                                   X = 6.00 x10^-3 เมตร

\ แถบสว่างอยู่ห่างกัน (X) = 6.00 มิลลิเมตร

4. ถ้านำกระดาษทึบแสงมาปิดช่วงครึ่งซ้ายของเลนส์ที่ทำ ให้เกิดภาพของวัตถุบนฉาก ข้อความใดต่อไปนี้ถูกต้อง

ก. ภาพของวัตถุจะหายไป

ข. ภาพซีกซ้ายของวัตถุจะหายไป

ค. ภาพซีกขวาของวัตถุจะหายไป
ง. ภาพของวัตถุจะครบทุกส่วน

เฉลยข้อ ง

แนวคิด จะเห็นภาพของวัตถุครบทุกส่วน การถ่ายรูปให้เกิดภาพบนฉากเราใช้ช่องเล็กขนาดเท่ารู เข็มเท่านั้นก็พอ (ถ้าปิดเลนส์ครึ่งหนึ่ง ภาพของวัตถุจะจางลงแต่จะครบทุกส่วน)

5. ใช้แสงมีความยาวคลื่น 400 nm ตกตั้งฉากผ่านสลิตเดี่ยว ที่มีความกว้างของช่องเท่ากับ 50 mm จาก การสังเกตภาพเลี้ยวเบนบนฉากพบว่า แถบมืดแถบแรกอยู่ห่างจากกึ่งกลางแถบสว่างกลาง 6.0 mm ระยะห่างระหว่างสลิตเดี่ยวกับ ฉากเป็นเท่าใดในหน่วยเซนติเมตร

เฉลย 75.00 เซนติเมตร

แนวคิด     N1 ของช่องเดี่ยว

                                        D(x/L) = 1l

            50 ´ 10^-6 (6 ´ 10^-3/L) = 1 (400 ´ 10-9 )

 \ L = 0.75 เมตร = 75.00 เซนติเมตร 

6. ให้แสงที่มีความยาวคลื่น 500 นาโนเมตรผ่านสลิตคู่ในแนวตั้งฉากเกิดลวดลายการแทรกสอดบน ฉากที่อยู่ห่างจากสลิต 1.5 เมตร วัดระยะห่างกึ่งกลางของแถบสว่าง 2 แถบที่ถัดกันได้ 5 มิลลิเมตร สลิตคู่นั้มีระยะห่างระหว่างช่องสลิตเท่าใดในหน่วยมิลลิเมตร

เฉลย 0.15 มิลลิเมตร

แนวคิด   คิด A1 ห่างจากแนวกลาง

               สูตร     d (x/L) = 1l

        d (5 ´ 10^-3/1.5) = 1 (500 ´ 10^-9 )

\ d = 1.5 ´ 10^-4 เมตร

       = 0.15 มิลลิเมตร

7. นำวัตถุมาวางด้านหน้าของกระจกที่มีรัศมีความโค้ง 35.0 เซนติเมตร โดยวางห่างจากกระจกเป็น ระยะที่ทำให้เกิดภาพจริงขนาดใหญ่เป็น 2.5 เท่าของวัตถุอยากทราบว่าวัตถุห่างจากกระจกเป็น ระยะเท่าไร

ก. 10.5 cm

ข. 12.25 cm

ค. 21.0 cm

ง. 24.5 cm

เฉลยข้อ ง

แนวคิด           สูตร กำลังขยาย  m = f/S-f

                                               2.5 = 35/2/S-35/2

จะได้  S = 24.5 เซนติเมตร

8. ถ้าชายคนหนึ่งสูง 170 เซนติเมตรและตาของเขาอยู่ต่ำจากส่วนที่สูงที่สุดในร่างกายเป็นระยะ 10 เซนติเมตร มีกระจกราบตั้งอยู่บนพื้นในแนวดิ่งขอบบนของกระจกต้องอยู่สูงจากพื้นเท่าใดจึงจะให้ เขามองเห็นเอวซึ่งอยู่สูงจากพื้น 100 เซนติเมตร

ก. 100 cm

ข. 130 cm

ค. 160 cm

ง. 170 cm

เฉลยข้อ ข

แนวคิด

          AB เป็นความสูงคน  , A¢B¢ เป็นภาพ

          E เป็นตำแหน่งตา (สูงจากพื้น 160 ซม.)

           จะหาความสูงกระจก XY ในรูป

        DC¢XY คล้าย DC¢EC

         XY/160-100 =1 หน่วย/2 หน่วย    , XY = 30 ซม.

\ จุด X (ขอบบนของกระจก) สูงจากพื้นดิน = 30 + 100 ซม. = 130 ซม.

9. จากการทดลองหาความยาวคลื่นของแสงสีหนึ่งโดยวางฉากรับริ้วการแทรกสอดไว้ห่างจาก แผ่นสลิตคู่เป็นระยะทาง 120 เซนติเมตร และระยะห่างระหว่างสลิตทั้งสองเป็น  0.03 มิลลิเมตร พบว่ามีแถบสว่าง – มืดเกิดขึ้นบนฉากหลายแถบ ถ้าวัดจากแถบสว่างที่หนึ่งไปยังแถบสว่างที่ห้า พบว่ามีระยะห่างกัน  9.0 เซนติเมตร แสงสีนี้มีความยาวคลื่นเท่าไรในหน่วยนาโนเมตร

เฉลย 562.50 นาโมเมตร

แนวคิด    จากโจทย์ แถบสว่างที่ 5 ห่างแถบสว่างที่1 9 เซนติเมตร

              A5 ของสลิตคู่ d (x5/L) = 5l ………(1)

              A1 ของสลิตคู่ d (x1/L) = 1l ………(2)

          (1) – (2) ; d(x5- x1 )/L = 4l

0.03 ´ 10^-3(9 ´ 10^-2)/1.20 = 4l

                                      l = 562.50 ´ 10^-9 เมตร

                                          = 562.50 นาโมเมตร

10. เด็กคนหนึ่งกำลังตัดผลอยู่ เขาได้พยายามมองภาพต่างๆ ที่ติดบนผนังด้านหลังโดยมองผ่านกระจก เงาราบที่อยู่ข้างหน้า จงหาว่า ส่วนของผนังที่เด็กเห็นในกระจกกว้างเท่าใด ถ้ากระจกมีความกว้าง 1 เมตรผนังด้านหลังขนาดกับระนาบกระจกและห่างจากกระจกเงาเป็นระยะ 5 เมตร ตำแหน่งตรงที่นั่งห่างจากกระจกเป็นระยะ 2 เมตรและเขามองเห็นตัวเขาอยู่กลางกระจกพอดี(ให้ตอบในหน่วย เมตร)

เฉลย 3.50 เมตร

           ระยะวัตถุ = ระยะภาพ = 5 เมตร

          D ABC คล้ายกับ D APQ

          1/L  =  2/7

             L  = 3.5 เมตร