نمونه سوال فصل ۱۵ علوم هشتم با جواب

در مرز نخست، باریکه بر سطح عمود است؛ بنابراین با وجود ورود از هوا به شیشه، جهت حرکتش تغییر نمی‌کند (صفحهٔ ۱۳۷). در مرز دوم، طبق صورت سؤال، باریکه به‌طور مایل از شیشه وارد هوا می‌شود. در عبور مایل از محیط غلیظ به محیط رقیق، پرتو از خط عمود بر سطح فاصله می‌گیرد (صفحهٔ ۱۳۷–۱۳۸). این همان رفتار نور هنگام خروج از منشور به هواست (صفحهٔ ۱۳۹). پاسخ: گزینهٔ ۱

مشکل فرد در دیدن اجسام نزدیک، نشانهٔ دوربینی است و طبق کتاب با عدسی همگرا اصلاح می‌شود (صفحهٔ ۱۴۲–۱۴۳). در عدسی همگرا، بخش میانی از لبه‌ها ضخیم‌تر است و پرتوهای موازی پس از عبور از آن به یکدیگر نزدیک می‌شوند (صفحهٔ ۱۴۱–۱۴۲). بنابراین باید گزینه‌ای را انتخاب کرد که هر سه ویژگیِ شکل عدسی، نام آن و رفتار پرتوها را درست بیان کند. پاسخ: گزینهٔ ۳

توانایی جمع‌آوری نور تلسکوپ با توان دوم قطر آینهٔ اصلی آن متناسب است (صفحهٔ ۱۴۴–۱۴۵). قطر اولیهٔ آینهٔ تلسکوپ دوم را $d$ می‌گیریم؛ پس قطر آینهٔ تلسکوپ اول $2d$ است. پس از تعویض، قطر آینهٔ تلسکوپ دوم به $3d$ می‌رسد. بنابراین نسبت توانایی جمع‌آوری نور تلسکوپ دوم به اول برابر است با: $\dfrac{L_2}{L_1}=\left(\dfrac{3d}{2d}\right)^2=\dfrac{9}{4}$. پاسخ: گزینهٔ ۴

در این فعالیت، جای سکه و موقعیت چشم ثابت می‌ماند؛ بنابراین دیده‌شدن دوبارهٔ سکه را نباید به بالا آمدن آن نسبت داد. با افزودن آب، نورِ سکه برای رسیدن به چشم از مرز آب و هوا عبور می‌کند. پرتو در عبور مایل از محیط غلیظ‌تر به محیط رقیق‌تر، از خط عمود بر سطح دور می‌شود. این تغییر مسیر امکان رسیدن نور سکه به چشم را فراهم می‌کند؛ در نتیجه، علت مشاهدهٔ دوبارهٔ سکه شکست نور است، نه افزایش صرفِ شدت نور یا حرکت سکه. (صفحهٔ ۱۳۷–۱۳۸) پاسخ: گزینهٔ ۲

زاویه‌های داده‌شده نسبت به سطح‌اند، درحالی‌که برای بررسی نزدیک‌شدن یا دورشدن از خط عمود، باید زاویه‌ها را نسبت به خط عمود بسنجیم. زاویهٔ پرتو فرودی با خط عمود برابر است با $90^\circ-40^\circ=50^\circ$ و زاویهٔ پرتو شکسته با خط عمود برابر است با $90^\circ-60^\circ=30^\circ$. پس پرتو به خط عمود نزدیک شده و زاویهٔ آن با امتداد مسیر اولیه برابر است با $50^\circ-30^\circ=20^\circ$. این نتیجه با قاعدهٔ شکست نور هنگام ورود مایل از هوا به شیشه سازگار است. (صفحهٔ ۱۳۷–۱۳۸) پاسخ: گزینهٔ ۴

نور سفید از نورهایی با رنگ‌های مختلف تشکیل شده است و منشور با پاشندگی، این رنگ‌ها را از یکدیگر جدا می‌کند؛ پس منشور رنگ‌ها را ایجاد نمی‌کند، بلکه اجزای نور سفید را آشکار می‌سازد. (صفحهٔ ۱۴۰) عدسی‌ای که بخش میانی آن ضخیم‌تر از لبه‌هایش باشد، همگراست. در آزمایش با نور مستقیم خورشید، محل کوچک‌ترین لکهٔ روشن روی مقوا، کانون عدسی است و فاصلهٔ وسط عدسی تا آن محل، فاصلهٔ کانونی نام دارد. (صفحهٔ ۱۴۱–۱۴۲) پاسخ: گزینهٔ ۱

در مرز نخست، نزدیک‌شدن پرتو به خط عمود نشان می‌دهد که محیط مقصد، یعنی ب، از محیط الف غلیظ‌تر است. در مرز دوم، دورشدن پرتو از خط عمود نشان می‌دهد که محیط مقصد، یعنی پ، از ب رقیق‌تر است. بنابراین ب از هر دو محیط دیگر غلیظ‌تر است. بااین‌حال، دانستن این دو رابطه برای تعیین ترتیب غلظت الف و پ کافی نیست؛ هر دو از ب رقیق‌ترند، ولی مقایسهٔ آن‌ها با یکدیگر معلوم نیست. (صفحهٔ ۱۳۷–۱۳۸) پاسخ: گزینهٔ ۱

در ساختار تلسکوپ بازتابیِ نشان‌داده‌شده در کتاب، علاوه بر آینهٔ اصلی و آینهٔ دوم، عدسی چشمی نیز وجود دارد؛ پس وجود عدسی چشمی به‌تنهایی نشانهٔ شکستی‌بودن تلسکوپ نیست. تلسکوپ گالیله شکستی بود و عدسی شیئی آن فاصلهٔ کانونی بیشتری نسبت به عدسی چشمی داشت. نخستین تلسکوپ بازتابی نیز به نیوتون نسبت داده شده است. بنابراین تنها عبارت چهارم درست است. (صفحهٔ ۱۴۴–۱۴۵) پاسخ: گزینهٔ ۴

هنگامی که نور خورشید پس از گذشتن از عدسی همگرا کوچک‌ترین لکهٔ روشن را روی مقوا ایجاد می‌کند، مقوا در محل کانون قرار دارد. فاصلهٔ کانونی از مرکز عدسی تا این محل اندازه‌گیری می‌شود، نه از صفر خط‌کش. بنابراین با کم‌کردن موقعیت مرکز عدسی از موقعیت مقوا داریم: $f=23-8=15\,\mathrm{cm}$. (صفحهٔ ۱۴۱–۱۴۲) پاسخ: گزینهٔ ۳

در تابش عمودی، پرتو بدون تغییر جهت از مرز دو محیط شفاف عبور می‌کند؛ بنابراین مشاهدهٔ آزمایش نخست، یکسان‌بودن غلظت دو محیط را ثابت نمی‌کند. در تابش مایل، اگر پرتو هنگام ورود به محیط دوم به خط عمود نزدیک شود، محیط دوم نسبت به محیط اول غلیظ‌تر است. پس محیط ب غلیظ‌تر است، اما جنس آن را نمی‌توان از این مشاهده تعیین کرد. (صفحهٔ ۱۳۷–۱۳۸) پاسخ: گزینهٔ ۲

نور سفید آمیزه‌ای از نورهای رنگی است؛ بنابراین منشور رنگ‌های تازه‌ای نمی‌سازد، بلکه رنگ‌های تشکیل‌دهندهٔ نور سفید را از یکدیگر جدا می‌کند. نام این پدیده «پاشندگی» و نام مجموعهٔ رنگ‌های تشکیل‌دهندهٔ نور سفید «طیف نور سفید» است. همچنین صرف تغییر مسیر یک باریکه، برای نامیدن آن به‌عنوان پاشندگی کافی نیست. (صفحهٔ ۱۴۰–۱۴۱) پاسخ: گزینهٔ ۴

توان جمع‌آوری نور با مربع قطر عدسی شیئی متناسب است. اگر قطر عدسی شیئی را $D$ بنامیم، داریم: $144=(D/(6\,\mathrm{mm}))^2$. بنابراین $D/(6\,\mathrm{mm})=\sqrt{144}=12$ و در نتیجه $D=72\,\mathrm{mm}$. در تلسکوپ شکستی گالیله نیز فاصلهٔ کانونی عدسی شیئی از فاصلهٔ کانونی عدسی چشمی بیشتر بود. پس هر دو بخش گزینهٔ نخست درست‌اند. (صفحهٔ ۱۴۴–۱۴۵) پاسخ: گزینهٔ ۱