سوال ۴۴ · فیزیک
کنکور ریاضی ۱۴۰۴ نوبت دوم · سوال ۴۴ · کلید رسمی سازمان سنجش
فیزیک · فیزیک ۳ (ریاضی) · فصل ۳: نوسان و موج
کدام ویژگی مربوط به تمام موج‌های الکترومغناطیسی است؟
الف ـ سرعت آن‌ها در خلأ یکسان است.
ب ـ منشأ تولید همه، تغییر تراز انرژی الکترون‌های اتم است.
ج ـ همه موج عرضی هستند.
د ـ تشخیص و آشکارسازی همه، به یک روش است.
نمایش پاسخ و پاسخ تشریحی
پاسخ درست: گزینهٔ ۲ (کلید رسمی سازمان سنجش)
پاسخ تشریحی
برای پاسخ، باید هر گزاره را برای سراسر طیف الکترومغناطیسی بررسی کنیم؛ یک ویژگیِ مربوط به بخشی از طیف را نمی‌توان به همهٔ آن تعمیم داد. فعالیت کتاب دربارهٔ نواحی طیف نیز بر بررسی چگونگی تولید و کاربردهای آن‌ها تأکید دارد (فیزیک ۳ (ریاضی)، صفحهٔ ۷۷).
الف ـ درست است. همهٔ موج‌های الکترومغناطیسی در خلأ با تندی یکسانِ نور منتشر می‌شوند:
تفاوت بسامد و طول موج آن‌ها باعث تفاوت تندی در خلأ نمی‌شود. قید «در خلأ» مهم است؛ نباید این نتیجه را به همهٔ محیط‌های مادی تعمیم داد.
ب ـ نادرست است. تغییر تراز انرژی الکترون‌های اتم می‌تواند منشأ تولید برخی موج‌های الکترومغناطیسی باشد، اما منشأ همهٔ آن‌ها نیست. برای نمونه، موج‌های رادیویی را می‌توان با نوسان بارهای الکتریکی در آنتن تولید کرد؛ بنابراین واژهٔ «همه» این گزاره را نادرست می‌کند.
ج ـ درست است. موج‌های الکترومغناطیسی عرضی‌اند؛ یعنی میدان‌های الکتریکی و مغناطیسیِ نوسان‌کننده بر جهت انتشار موج عمودند. در اینجا، عرضی بودن به جهت نوسان میدان‌ها مربوط است، نه نوسان ذرات یک محیط مادی مانند ریسمان.
د ـ نادرست است. روش آشکارسازی به ناحیهٔ طیف و برهم‌کنش موج با آشکارساز بستگی دارد. برای مثال، موج رادیویی با آنتن و مدار گیرنده دریافت می‌شود، درحالی‌که نور مرئی را می‌توان با چشم یا آشکارساز نوری تشخیص داد؛ پس روش آشکارسازی همه یکسان نیست.
بنابراین فقط گزاره‌های «الف» و «ج» درست‌اند.
پاسخ: گزینهٔ ۲
چرا گزینه‌های دیگر نادرست‌اند
- گزینهٔ ۱: این گزینه با درست دانستن «الف»، ممکن است پذیرفتنی به نظر برسد؛ اما یکسان بودن ماهیت موج‌ها به معنای یکسان بودن روش آشکارسازی آن‌ها نیست. مثلاً برای دریافت موج رادیویی از آنتن و برای آشکارسازی نور مرئی از آشکارسازهای نوری استفاده می‌شود؛ پس «د» نادرست است.
- گزینهٔ ۳: ممکن است دانش‌آموز سازوکار تولید بعضی نورهای اتمی را به همهٔ طیف تعمیم دهد و روش آشکارسازی همه را نیز یکسان بداند. درحالی‌که نه تغییر تراز انرژی الکترون‌های اتم منشأ همهٔ این موج‌هاست و نه همه با یک روش آشکار می‌شوند؛ بنابراین هر دو گزارهٔ «ب» و «د» نادرست‌اند.
- گزینهٔ ۴: این گزینه ویژگی عرضی بودن را درست بیان می‌کند، اما منشأ تولید همهٔ موج‌های الکترومغناطیسی را به گذارهای الکترونی اتم محدود می‌کند. تولید موج رادیویی با بارهای نوسان‌کننده در آنتن، نمونه‌ای برای رد این تعمیم است.
راهنمایی قدم‌به‌قدم (پیش از دیدن پاسخ)
- ویژگی‌های مشترک موج‌های الکترومغناطیسی را از ویژگی‌های مربوط به تولید و آشکارسازی آن‌ها جدا کن. فعالیت مربوط به نواحی طیف در فیزیک ۳ (ریاضی)، صفحهٔ ۷۷، برای این مرور مناسب است.
- برای بررسی نوع موج، جهت نوسان میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی را با جهت انتشار مقایسه کن. همچنین دقت کن که در گزارهٔ مربوط به تندی، محیط انتشار «خلأ» است.
- دو تعمیم مربوط به تولید و آشکارسازی را با مثال موج رادیویی بررسی کن: آیا تولید آن در آنتن نیازمند تغییر تراز انرژی الکترون‌های اتم است؟ آیا گیرندهٔ آن همان وسیلهٔ آشکارسازی نور مرئی است؟