Физика ИжГТУ 9 разделов (раздел7)

Разделы:

Физика. Оптика. Волновая оптика.

1. При фотографировании спектра звезды в Андромеды было найдено, что линия титана (λ = 495,4 нм) смещена к фиолетовому концу спектра на Δλ = 0,17 нм. Как движется звезда относительно Земли?

2. В опыте Юнга отверстия освещались монохроматическим светом (λ  = 600 нм). Расстояние между отверстиями d = 1 мм, расстояние от отверстий до экрана L = 3 м. Найти положение трех первых светлых полос.

3. В опыте с зеркалами Френеля расстояние между мнимыми изображениями источника света d = 0,5 мм, расстояние до экрана L = 5 м. В зеленом свете получились интерференционные полосы, расположенные на расстоянии 1 = 5 мм друг от друга. Найти длину волны К зеленого света.

4. В опыте Юнга стеклянная пластинка толщиной h = 12 см помещается на пути одного из интерферирующих лучей перпендикулярно к лучу. На сколько могут отличаться друг от друга показатели преломления в различных местах пластинки, чтобы изменение разности хода от этой неоднородности не превышало Δ = 1 мкм?

5. На мыльную пленку падает белый свет под углом i = 45° к поверхности планки. При какой наименьшей толщине h пленки отраженные лучи будут окрашены в желтый цвет (λ = 600 нм)? Показатель преломления мыльной воды n = 1,33.

6. Мыльная пленка, расположенная вертикально, образует клин вследствие стекания жидкости. При наблюдении интерференционных полос в отраженном свете ртутной дуги (λ = 546,1 нм) оказалось, что расстояние между пятью полосами l = 2 см. Найти угол у клина. Свет падает перпендикулярно к поверхности пленки. Показатель преломления мыльной воды n = 1,33\

7. Пучок света (λ = 582 нм) падает перпендикулярно к поверхности стеклянного клина. Угол клина γ = 20". Какое число k0 темных интерференционных полос приходится на единицу длины клина? Показатель преломления стекла n = 1,5.

8. Установка для получения колец Ньютона освещается монохроматическим светом, падающим по нормали к поверхности пластинки. Наблюдение ведется в отраженном свете. Радиусы двух соседних темных колец равны rn = 4,0 мм и rn+1 = 4,38 мм. Радиус кривизны линзы R = 6,4 м. Найти порядковые номера колец и длину волны λ падающего света.

9. Установка для получения колец Ньютона освещается монохроматическим светом, падающим по нормали к поверхности пластинки. Радиус кривизны линзы R = 8,6 м. Наблюдение ведется в отраженном свете. Измерениями установлено, что радиус четвертого темного кольца (считая центральное темное-пятно за нулевое) r4 = 4,5 мм. Найти длину волны λ падающего света.

10. Установка для получения колец Ньютона освещается монохроматическим светом, падающим по нормали к поверхности пластинки. Наблюдение ведется в отраженном свете. Расстояние между вторым и двадцатым темными кольцами l1 = 4,8 мм. Найти расстояние l2 между третьим и шестнадцатым темными кольцами Ньютона.

11. В опыте с интерферометром Майкельсона для смещения интерференционной картины на k = 500 полос потребовалось переместить зеркало на расстояние L = 0,161 мм. Найти длину волны λ падающего света.

12. На поверхность стекленного объектива (n = 1,5) нанесена тонкая пленка, показатель преломления которой n2 = 1,2 («просветляющая» пленка). При какой наименьшей толщине d этой пленки произойдет максимальное ослабление отраженного света в средней части видимого спектра?

13. Свет от монохроматического источника (λ = 600 нм) падает нормально на диафрагму с диаметром отверстия d = 6 мм. За диафрагмой на расстоянии L = 3 м от нее находится экран. Какое число k зон Френеля укладывается в отверстии диафрагмы? Каким будет центр дифракционной картины на экране: темным или светлым?

14. Найти радиусы rk первых пяти зон Френеля для плоской волны, если расстояние от волновой поверхности до точки наблюдения b = 1 м. Длина волны света λ = 500 нм.

15. Дифракционная картина наблюдается на расстоянии L = 4 м от точечного источника монохроматического света (λ = 500 нм). Посередине между экраном и источником света помещена диафрагма с круглым отверстием. При каком радиусе R отверстия центр дифракционных колец, Наблюдаемых на экране, будет наиболее темным?

16. На щель шириной а = 2 мкм падает нормально параллельный пучок монохроматического света (λ = 589 нм). Под какими углами φ будут наблюдаться дифракционные минимумы света?

17. Какое число штрихов N0 на единицу длины имеет дифракционная решетка, если зеленая линия ртути (λ = 546,1 нм) в спектре первого порядка наблюдается под углом φ =  19°8'?

18. На дифракционную решетку нормально падает пучок света от разрядной трубки. Какова должна быть постоянная d дифракционной решетки, чтобы в направлении φ = 41° совпадали максимумы линий λ1 = 656,3 нм и λ1 = 410,2 нм?

19. На дифракционную решетку нормально падает пучок света от разрядной трубки, наполненной гелием. На какую линию λ2 в спектре третьего порядка накладывается красная линия гелия (λ1 = 670 нм) спектра второго порядка?

20. Найти наибольший порядок k спектра для желтой линии натрия (λ = 589 нм), если постоянная дифракционной решетки d = 2 мкм.

21. Какова должна быть постоянная d дифракционной решетки, чтобы в первом порядке были разрешены линии спектра калия λ1 = 404,4 нм и λ2 = 404,7'нм? Ширина решетки a = 3 см.

22. Какова должна быть постоянная d дифракционной решетки, чтобы в первом порядке был разрешен дублет натрия λ1 = 589 нм и λ2 = 589,6 нм? Ширина решетки а = 2,5 см.

23. Постоянная дифракционной решетки d = 2 мкм. Какую разность длин волн Δλ может разрешить эта решетка в области желтых лучей (λ = 600 нм) в спектре второго порядка? Ширина решетки а = 2,5 см.

24. Постоянная дифракционной решетки d = 2,5 мкм. Найти угловую дисперсию dφ/dλ решетки для λ = 589 нм в спектре первого порядка.

25. На каком расстоянии l друг от друга будут находиться на экране две линии ртутной дуги (λ1 = 577 нм и λ2 = 579,1 нм) в спектре первого порядка, полученном при помощи дифракционной решетки? Фокусное расстояние линзы, проектирующей спектр на экран, F = 0,6 м. Постоянная решетки d = 2 мкм.

26. Для какой длины волны λ дифракционная решетка имеет угловую дисперсию dφ/dλ  = 6,3*105 рад/м в спектре – третьего порядка? Постоянная решетки d = 5 мкм.

27. Под каким углом iБ к горизонту должно находиться Солнце, чтобы его лучи, отраженные от поверхности озера, были наиболее полно поляризованы?

28. Найти угол φ между главными плоскостями поляризатора и анализатора, если интенсивность естественного света, проходящего через поляризатор и анализатор, уменьшается в 4 раза.

29. Найти коэффициент отражения р естественного света, падающего на стекло (n = 1,54) под углом iБ полной поляризации. Найти степень поляризации Р лучей, прошедших в стекло.

30. Найти коэффициент отражения р и степень поляризации Р1 отраженных лучей при падении естественного света на стекло (n = 1,5) под углом i = 45°. Какова степень поляризации Р2 преломленных лучей?
 

Автор страницы: admin