Úlohy 16
Svetlo
Úlohy
16.1. (16-1) Predstavme si, že pri meraní rýchlosti svetla Galilei nameral (ako dôsledok ľudskej reakčnej doby) pol sekundy medzi odkrytím svojej lampy a tým, že uvidel svetlo z odkrytej lampy svojho študenta. Ak experimentátori boli od seba vo vzdialenosti , prečo Galilei nedospel k názorum, že rýchlosť svetla je ? Akým ďalším experimentom je možné vylúčiť takýto nesprávny záver (čo Galilei pravdepodobne aj urobil)?
16.3. Polomer obežnej dráhy Zeme je . Pozorujeme zatmenie jedného z mesiacov Saturnu. Raz, keď sa nachádza (z pohľadu Zeme) v smere Slnka, a raz, keď je presne v smere od Slnka. Aký bude približne časový rozdiel pozorovania zatmenia oproti predpovediam založených na presných výpočtoch?
16.4. Ole Rømer zistil, dosť nepresným pozorovaním, že keď Zem je najbližšie k Jupiteru, tak zatmenie Jupiterovho mesiaca sa udeje o 11 minút skôr, než keď je vzdialenosť medzi Jupiterom a Zemou najväčšia. V jeho dobe si mysleli, že polomer obežnej dráhy Zeme je . Aká bude rýchlosť svetla vypočítaná z týchto údajov?
16.5. V experimente znázornenom na obr. 16.2 počítajme s tým, že ozubené koleso má 360 zubov a za minútu urobí 1530 otočiek. Akú rýchlosť svetla dostaneme z týchto údajov?
16.6. V experimente na obr. 16.2 je vzdialenosť a počet zubov ozubeného kolesa je 300. Koľkokrát musíme otočiť ozubené koleso otočiť za minútu?
16.7. (16-2) Vo výške nad doskou písacieho stolu svieti lampa, ktorá má svietivosť . Koľko lumenov má svetelný tok lampy, a koľko luxov je osvetlenie plochy stola presne pod lampu?
16.8. Vo výške nad doskou písacieho stolu svieti lampa, ktorá má svietivosť . Koľko lumenov má svetelný tok lampy, a koľko luxov je osvetlenie plochy stola presne pod lampou?
16.9. Poludnajšie denné svetlo umožňuje osvetlenie . Stredná vzdialenosť Slnka je . Aká je, približne, svietivosť Slnka?
16.10. Lampa verejného osvetlenia, ktorá je nad vozovkou, osvetľuje vozovku pod sebou . Aká je svietivosť lampy?
16.11. Lampu neznámej svietovosti a lampu so svietivosťou umiestnia vo vzájomnej vzdialenosti . Mastný fľak na papieri umiestnenom medzi nimi sa zdá, že fľak zmizne, keď sa nachádza vo vzdialenosti od lampy so svietivosťou . Urči svietivosť neznámej lampy.
16.12. Fotometer s mastným fľakom je vo vzdialenosti od štandardnej lampy, ktorej svietivosť je , kým lampa neznámej svietivosti vo vzdialenosti . Mastný fľak na fotometri nie je vidieť. Aká je svietivosť neznámej lampy?
16.13. Žiarovky s príkonom a sú od seba vo vzdialenosti . Mastný papier je vo vzdialenosti od 10 wattovej lampy, keď jeho osvetlenie z oboch strán je rovnaké. V akom pomere sú svietivosti pripadajúce na 1 W príkonu?
16.14. Lampa L a 40 wattová žiarovka sú od seba vo vzdialenosti , a mastný fľak na papieri zmizne, keď je vo vzdialenosti od lampy L. 40 wattovú žiarovku vymeníme na 100 wattovú a papier s mastným fľakom musíme umiestniť do vzdialenosti od Lampy L, aby osvetlenie papiera bol z oboch strán rovnaký. V akom pomere sú na príkonu pripadajúce svietivosti 100 wattovej a 40 wattovej žiarovky?
16.17. Akú farbu bude mať modrý kvet, na ktoré necháme dopadať biele svetlo prechádzajúce červeným sklom?
16.18. Francúzsky maliar, predstaviteľ pointilizmu, George-Pierre Seurat [žoržpiér súra] vytváral farebné odtiene nie miešaním farieb, ale nanášaním malých rôznofarebých bodov na plátno. Preskúmajte, čím sa líšia tieto farby od farieb, ktoré by získal zmiešaním tých istých farieb.
16.19. (16-4) Astronaut obiehajúci okolo Zeme sa pozerá na trávnaté plochy. Ich farba sa mu zdá viac modrá, alebo viac červená, než priamo na Zemi?
16.20. Astronaut obiehajúci okolo Zeme pozoruje jednu modrú a jednu červenú hviezdu, ktoré sa mu zdajú byť rovnako jasné. Budú rovnako jasné aj pri pozorované zo Zeme? Ak nie, ktorá bude jasnejšia?
16.21. (16-5) Často vidieť malú dúhu na kvapkách rozprašovaných zo záhradného zavlažovača. Pokiaľ by sme zo zavlažovača rozprašovali namiesto vody olej (), potom primárna dúha (teda vytvorená jedným odrazom) by bola väčšia alebo menšia než v prípade vodných kvapiek?
16.22. Pozorujete sekundárnu dúhu (vzniká dvojitým odrazom v kvapke) na rozprašovanom oleji z úlohy 16.21. Je väčšia alebo menšia ako sekundárna dúha vzniklá na vodných kvapkách?