EKSAMENVRAE

245Doc Scientia - Fisika Hand- en Werkboek - Graad 11

EENHEID 2: 2D- en 3D-golffronte

Meervoudige keusevrae

Vier moontlike antwoorde word vir die volgende vrae verstrek. Elke vraag het slegs EEN korrekteantwoord. Kies die korrekte antwoord en merk die toepaslike LETTER met ’n kruisie (X).

1. Watter een van die volgende stellings is waar in verband met die diffraksiepatroon by ’n enkelspleet? A. Blou lig het ’n smaller sentrale strook as wanneer ’n rooi lig gebruik sou word. B. ’n Groot spleetwydte sal ’n groot sentrale kleurband veroorsaak. C. Die helderheid van die gekleurde stroke is ewe helder. D. Die donker stroke wat die helder stroke afwissel is maksimums.2. Die eienskap van ’n watergolf wat met die diffraksie van golwe verband hou, is die: A. golflengte. B. frekwensie. C. amplitude. D. wydte van die spleet.3. Watter een van die volgende kombinasies sal die grootste diffraksie van lig deur ’n nou spleet, met wydte w, veroorsaak? A. Groter λ en kleiner w B. Kleiner λ en kleiner w C. Groter λ en groter w D. Kleiner λ en groter w4. Watter een van die volgende kombinasies sal die grootste sentrale maksimum vir diffraksie van lig deur ’n nou spleet, met wydte w, veroorsaak? A. Groter λ en kleiner w B. Kleiner λ en kleiner w C. Groter λ en groter w D. Kleiner λ en groter w5. Watter stelling oor golffronte is nie waar nie? A. Dit bestaan uit baie oorvleuelende, sirkelvormige kruine. B. Elke punt op die golffront sal ’n klein golfie veroorsaak. C. Waar kruine oorvleuel vind destruktiewe interferensie plaas. D. Die “som” van al die golfies is die nuwe golffront.6. Watter van die volgende kombinasies is korrek vir die eienskappe van watergolwe?

A. Longitudinaal Ondergaan diffraksie. Bestaan uit gekwantifiseerde fotone.

B. Transversaal Ondergaan refraksie. Dra energie oor.

C. Transversaal Ondergaan weerkaatsing. Dra energie as gekwantifiseerde fotone oor.

D. Longitudinaal Ondergaan diffraksie en refraksie.

Dra energie oor.

246 Doc Scientia - Fisika Hand- en Werkboek - Graad 11

GOLWE, KLANK EN LIG

7. Sandelo staan om die hoek van ’n gebou en kruip vir sy vriend weg. Sonder om te loer kan hy die voetstappe van sy aankomende vriend van agter die skuiling van die muur hoor. Die verskynsel kan verklaar word deur: A. diffraksie van klankgolwe. B. refraksie van klankgolwe. C. weerkaatsing van klankgolwe. D. superposisie van klankgolwe.8. Twee watergolwe plant in teenoorgestelde rigtings in dieselfde medium voort. Die amplitude van die golwe is 4 cm en 1,5 cm onderskeidelik. Watter een van die volgende moontlike kombinasies is korrek as die twee golwe mekaar ontmoet?

Net voor ontmoeting Tipe interferensie Amplitude tydens ontmoeting

A. Konstruktief +2,5 cm

B. Destruktief -5,5 cm

C. Konstruktief +5,5 cm

D. Destruktief -2,5 cm

9. Rooi lig ondergaan meer diffraksie as blou lig vir dieselfde spleet omdat: A. rooi lig ’n langer golflengte as blou lig het. B. rooi lig vinniger as blou lig beweeg. C. rooi lig ’n breër sentrale band in die diffraksiepatroon as blou lig het. D. rooi lig ’n groter frekwensie as blou lig het.10. ’n Fotograaf merk dat die foto’s wat hy neem nie heeltemal in fokus is nie. Die kante van voorwerpe vertoon dof. Watter een van die volgende verstellings sal veroorsaak dat die foto’s duideliker is? A. Maak die lensopening groter. B. Maak die lensopening kleiner. C. Skerm die hoeveelheid lig wat deur die lensopening ingaan, af. D. Gebruik ’n meer sensitiewe kamera wat meer beeldelemente of “pixels” het.11. Die volgende verskynsels I tot IV, word deur een of meer golfverskynsels gedefinieer: I. Die vorming van eggo’s II. Golwe wat agter die rand van ’n versperring inbeweeg. III. Die rigting, spoed en golflengte verander as die medium verander. IV. Die kleur verander as die lig deur ’n filter beweeg. Watter van hierdie verskynsels word deur diffraksie veroorsaak? A. Slegs II B. II en III C. II en IV D. Slegs III

247Doc Scientia - Fisika Hand- en Werkboek - Graad 11

2D- EN 3D-GOLFFRONTE Eksamenvrae 1

12. Die diagram dui watergolwe aan wat uitsprei nadat dit deur ’n enkelspleet beweeg het. Die golfverskynsel wat waargeneem word nadat die watergolf deur die spleet beweeg is: A. weerkaatsing. B. diffraksie. C. dispersie. D. totale interne weerkaatsing. (Gr. 11: November, 2015 Oos-Kaap)13. Die vermoë van ’n golf om in golffronte uit te sprei soos dit om ’n skerp rand beweeg, staan as ... bekend. A. Snell se wet B. totale interne weerkaatsing C. diffraksie D. Huygens se beginsel

(Gr. 11: November 2016, Gauteng)14. ’n Leerder wat agter ’n oop deur van ’n vertrek wegkruip, kan mense buite die vertrek hoor praat al kan hy hulle nie sien nie. Die rede hiervoor is dat: A. klank ’n korter golflengte as ’n liggolf het. B. klank ’n langer golflengte as ’n liggolf het. C. lig minder diffraksie ondergaan as klankgolwe. D. lig meer refraksie ondergaan as klankgolwe.

(Aangepas uit Gr 11. November 2015, Gauteng)15. ’n Sentrale helder band word waargeneem wanneer lig met ’n golflente λ deur ’n enkelspleet met ’n wydte a beweeg. Lig met ’n golflengte van 3λ word nou gebruik. Watter een van die volgende spleetwydtes sal ’n sentrale helder band met dieselfde breedte produseer? A. 1/6a B. 1/3a C. a D. 3a

Kontekstuele vrae

1. Gee die definisie van diffraksie van golwe.

2. Teken ’n diagram wat toon hoe die golffronte van watergolwe verander as gevolg van diffraksie deur ’n nou, sowel as ’n breër enkelspleet.

3 Die volgende diffraksiepatroon vorm wanneer monochromatiese rooi lig deur ’n enkelspleet met wydte w skyn.

3.1 Wat word deur die donker areas in die diagram voorgestel? Verduidelik jou antwoord.3.2 Hoe sal die breedte van die sentrale rooi gebied, gemerk 0, verander indien die wydte van die spleet w afneem? Skryf TOENEEM, AFNEEM of BLY DIESELFDE neer. Motiveer jou antwoord.

4 Beantwoord die volgende vrae t.o.v. die gegewe sketsgrafiek:

rooi

-2 ro

oi

-1 rooi

0 rooi

1

rooi

2

swar

t

swar

t

ampl

itud

e (m

)

λ (nm)

320A

248 Doc Scientia - Fisika Hand- en Werkboek - Graad 11

GOLWE, KLANK EN LIG

4.1 Bepaal die golflengte.4.2 Hoeveel golflengtes word op die grafiek aangetoon?4.3 Bepaal die frekwensie indien die grafiek vir ’n sekere tipe elektromagnetiese straling geteken is.4.4 Teken die grafiek oor en dui daarop ’n tweede grafieklyn aan wat straling met 1,5 × die oorspronklike golflengte met dieselfde intensiteit voorstel. Benoem hierdie lyn as B.4.5 Watter een van die stralings, A of B, sal die grootste diffraksie ondergaan? Motiveer jou antwoord.4.6 Watter een van die stralings, A of B, sal die grootste refraksie ondergaan? Motiveer jou antwoord.

5 Klankgolwe met ’n frekwensie van 12 500 Hz word deur middel van ’n luidspreker opgewek. Die spoed van klank in lug is 335 m⋅s-1. 5.1 Bereken die golflengte van die klankgolf.5.2 Is die klankgolwe transversaal of longitudinaal?

’n Tweede identiese luidspreker word nou aan dieselfde seingenerator gekoppel. Die twee luidsprekers word na mekaar toe gedraai. Terwyl jy tussen die luidsprekers rondloop, hoor jy dat daar areas is waar die klank harder is en ander areas waar die klank baie sagter is.

5.3 Verduidelik watter eienskap van golwe is verantwoordelik vir die: 5.3.1 harder klanke; en5.3.2 sagter klanke.5.4 Later die aand kom jy agter dat die klank agter die soliede muur van ’n huis gehoor kan word. Verduidelik hoe dit moontlik is dat klank agter die versperring kon inbeweeg.

6 ’n Seintoring stuur radiogolwe met ’n langer golflengte, sowel as TV-golwe met ’n korter golflengte uit. Die plaasbewoners wat agter die berg by posisie A bly, merk dat die sein wat hulle ontvang vir die radio baie sterker is as die sein wat hulle vir die TV ontvang.6.1 Verduidelik waarom dit so is.6.2 Die bure wat heelwat verder vanaf die toring by posisie B woon, het egter geen probleem om beide seine ewe sterk op te vang nie. Verduidelik waarom dit so is.6.3 Die inwoners van woning A merk verder dat die TV-sein in die nag sterker is as in die dag. Verduidelik waarom dit so is.

7 ’n Vibrerende reguit plankie in ’n golftenk veroorsaak golffronte wat parallel aan mekaar is. Die plankie vibreer sodat die volgende kruin elke 0,04 s vorm. Die spoed van die watergolwe is 0,6 m⋅s-1. 7.1 Bereken die golflengte van die watergolwe.7.2 Teken ’n eenvoudige skets wat aantoon hoe die golfpatroon verander indien die golf deur ’n spleet met wydte w beweeg.7.3 Teken ’n tweede skets wat aantoon hoe die patroon verander as w groter word.

8 ’n Student neem die volgende waar: Wanneer sy haar oë op skrefies trek en deur haar oogwimpers na ’n ligbron wat monochromatiese rooi lig voortbring loer, sien sy verskeie rooi en donker lyne.

A B