حلول اتقان حل المسائل

إتقان حل المسائل:

1-1 الاستضاءة:

48. أوجد الاستضاءة على مسافة 4 m أسفل مصباح تدفقه الضوئي 405 lm.

$\mathrm{E}=\frac{P}{4\pi d2}=2 \mathrm{lx}$

49. يحتاج الضوء إلى زمن مقداره 1.28 s لينتقل من القمر إلى الأرض، فما مقدار المسافة بينهما؟

d = vt = 3.84 x 10⁸ m

50. يستهلك مصباح كهربائي ثلاثي الضبط قدرة كهربائية 150W ،100W ،50W لإنتاج تدفق ضوئي 2285lm ،1620lm ،665lm في أزرار ضبطه الثلاثة إذا وضع المصباح على بعد 80 cm فوق ورقة وكانت أقل استضاءة لازمة لإضاءة الورقة هي 175lX، فما أقل زر ضبط ينبغي أن يستخدم.

يجب ضبطه على:

.(1620Im) 100W

51. سرعة الأرض. وجد العالم أولي رومر أن متوسط زيادة التأخير في اختفاء القمر lO أثناء دورانه حول المشتري من دورة إلى التي تليها يساوي 13 s، فأجب عما يأتي:

a. ما المسافة التي يقطعها الضوء خلال 13S؟

3.9 x 10⁹ m

b. تحتاج كل دورة للقمر lo الى 42.5h، وتتحرك الأرض المسافة المحسوبة في الفرع a خلال 42.5h، أوجد سرعة الأرض بوحدة km/h.

25 $\frac{km}{h}$

c. تحقق أن إجابتك للفرع b منطقية، واحسب سرعة الأرض في المدار مستخدماً نصف قطر المدار 1.5x10⁸km والفترة 1yr.

$\mathrm{v}=\frac{d}{t}=30 \frac{km}{s}$

52. يريد أحد الطلاب مقارنة التدفق الضوئي لمصباح ضوئي يدوي بمصباح آخر تدفقه الضوئي 1750lm، وكان كل منهما يضيء ورقة بالتساوي فإذا كان المصباح 1750lm يقع على بعد 1.25m من الورقة، في حين كان المصباح الضوئي اليدوي يقع على بعد 1.08m، فاحسب التدفق الضوئي للمصباح اليدوي.

${\mathrm{P}}_2=\frac{P1d22}{d12}=1.31\times {10}^3 \mathrm{lm}$

53. افترض أنك أردت قياس سرعة الضوء، وذلك بوضع مرآة على قمة جبل بعيد، ثم قمت بضغط زر وميض آلة تصوير وقياس الزمن الذي احتاج إليه الوميض لينعكس عن المرآة ويعود إليك، كما موضح في الشكل 24-1، وتمكن شخص من تحديد فترة زمنية مقدارها 0.1s تقريباً دون استخدام أجهزة، ما بعد المرآة عنك؟ قارن بين هذه المسافة وبعض المسافات المعروفة.

تكون المرآة عند منتصف المسافة التي ينقلها الضوء خلال $s$0.1 اي $km$1500 مبتعداً وهذه المسافة تمثل $\frac{3}{8}$ محيط الأرض حيث أن محيط الأرض يساوي $km$4000.

1-2 الطبيعة الموجية للضوء

54. حول الطول الموجي للضوء الأحمر 700 nm إلى وحدة الأمتار.

7 × 10^-7 m

55. حركة المجرة. ما السرعة التي تتحرك بها مجرة بالنسبة للأرض، إذا كان خط طيف الهيدروجين 486 nm قد أزيح نحو الأحمر 491nm؟

$\mathrm{v}=\mathrm{c}\left(\frac{\mathrm{\Lambda }o-\mathrm{\Lambda }}{\mathrm{\Lambda }}\right)=3.09\times {10}^6 \frac{m}{s}$

56. النظارات الشمسية المستقطبة. في أي اتجاه يجب توجيه محور النفاذ للنظارات الشمسية المستقطبة ّ للتخلص من الوهج الصادر عن سطح الطريق: في الاتجاه الرأسي أم الأفقي؟ فسرّ إجابتك.

يجب أن يتحرك محور النفاذ رأسياً لأن الضوء المنعكس عن الطريق يكون مستقطب جزئياً في الاتجاه الأفقي فلا يمرر محور النفاذ الرأسي الوهجات الأفقية.