โจทย์ฟิสิกส์ ชุดที่ 4

  1. สถานีวิทยุกระจายเสียงแห่งหนึ่งออกอากาศด้วยคลื่น 100 เมกะเฮิร์ต ถ้าต้องการสร้างเสาอากาศสำหรับรับคลื่นของสถานีวิทยุกระจายเสียงแห่งนี้ อยากทราบความยาวที่เหมาะสมของเสาอากาศที่จะสร้าง  
  2. เมื่อให้แสงที่มีค่าความถี่ค่าหนึ่งตกกระทบบนผิวของทองซึ่งมีค่าพลังงานยึดเหนี่ยวเท่ากับ 4.8 eV แล้วทำให้เกิด โฟโตอิเลคตรอน ถ้าความต่างศักดิ์หยุดยั้งเท่ากับ 8.4 V จะไม่มีกระแสอิเลคตรอนไหล จงหาความถี่ของแสงที่ใช้  
  3. สารกัมมันตรังสีจำนวนหนึ่งเมื่อทิ้งไว้ 2 ชั่วโมง ปรากฏว่าสลายตัวไปจำนวน $\frac{15}{16}$ เท่าของเดิม จงหาเวลาครึ่งชีวิตของสารนี้  
  4. อนุภาคตัวหนึ่งมีมวล m ขณะที่กำลังวิ่งด้วยความเร็ว v ดังนั้นอนุภาคนี้จึงมีพลังงานทั้งหมดเท่ากับ mc$^2$ สมมติว่าพลังงานนี้มีค่าเป็น 5 เท่าของพลังงานโฟตอนตัวหนึ่งที่มีโมเมนตัมเท่ากับโมเมนตัมของอนุภาคนี้พอดี อยากทราบอัตราส่วน $\frac{v}{c}$ มีค่าเท่าใด  
  5. ปล่อยให้ธาตุกัมมันตรังสี A จำนวน 1 หน่วยสลายอยู่เป็นเวลานาน 2 เท่าของเวลาครึ่งชีวิตไปเป็นธาตุ B ซึ่งเสถียร อยากทราบว่าจะมีธาตุ B เกิดมาเป็นจำนวนเท่าใดจากการสลายของธาตุ A ในช่วงเวลานั้น  
  6. จุดกำเนิดคลื่น S ในถาดคลื่น ให้กำเนิดคลื่นอย่างต่อเนื่องด้วยความถี่ค่าหนึ่ง มีวัตถุขอบตรงกั้นสะท้อนคลื่น R ที่ระยะห่างจาก S เป็น 3 เท่าของความยาวคลื่น อยากทราบว่าจะเกิดแนวของบัพ (node) กี่แนวระหว่าง S กับ R  
  7. S เป็นจุดกำเนิดคลื่นที่ผิวน้ำซึ่งไหลอย่างสม่ำเสมอ จากทาง A ไป B ถ้าอัตราเร็วที่น้ำไหลเป็น $\frac{1}{3}$ ของอัตราเร็วที่คลื่นกระจายออกไปในน้ำนิ่ง ความยาวคลื่นของคลื่นที่ผ่าน B จะเป็นกี่เท่าของความยาวคลื่นที่ผ่าน A  
  8. ผู้ขับรถยนต์คันหนึ่งกำลังเปิดวิทยุฟังรายการจากสถานีหนึ่งอยู่ ในขณะที่รถกำลังวิ่งเข้าหาตึกใหญ่ข้างหน้าด้วยความเร็ว 1 เมตรต่อวินาที เขาสังเกตว่าสัญญาณวิทยุเงียบหายไป 2 ครั้งใน 3 วินาที ถ้าสถานีส่งวิทยุอยู่ในทิศที่ตรงไปทางข้างหลังรถ คลื่นวิทยุนั้นจะมีความยาวคลื่นกี่เมตร  
  9. เครื่องบินลำหนึ่งบินด้วยความเร็ว $\frac{5}{3}$ เท่าของความเร็วเสียงในอากาศ ถ้าความเร็วของเสียงในบรรยากาศสม่ำเสมอ ผู้ที่อยู่ใต้ทางบินของเครื่องบินนั้นจะเริ่มได้ยินเสียงเมื่อเครื่องบินผ่านแนวดิ่งไปแล้วทำมุมเท่าใด  
  10. แสงเลเซอร์ความยาวคลื่น 630 นาโนเมตรฉายผ่านสลิตเดี่ยว แล้วปรากฏภาพของสลิตที่ระยะ 3 เมตร เป็นแถบสว่างหลายแถบ ระยะระหว่างจุดที่มืดที่สุดสองข้างของแถบสว่างที่กว้างที่สุดเป็น 1.5 เซนติเมตร อยากทราบว่าสลิตนั้นกว้างเท่าใด