оптика 17 задач УРГУПС
подробные и правильные решения, все решения в электронном виде.
если вам нужна любая одна задача ее цена будет 50 рублей пишите мне в личку.
УРГУПС 17 задач по физике (оптика) ниже текст задач
Интерференция
1. На толстую стеклянную (n =1,5) пластинку, покрытую очень тонкой
пленкой, показатель преломления вещества которой равен n1 =1,4, падает
нормально параллельный пучок монохроматического света (? = 0,6 мкм).
Отраженный свет максимально ослаблен вследствие интерференции.
Определить минимальную толщину d (мкм) пленки.
2. На стеклянный (n =1,5) клин нормально к его грани падает
монохроматический свет с дли-ной волны ? = 0,6 мкм. В возникшей при этом
интерференционной картине на отрезке длиной l = 1 см наблюдается 10
полос. Определить преломляющий угол ? (град) клина.
3. На толстую стеклянную (n =1,5) пластинку, покрытую тонкой пленкой с
показателем преломления n1 = 1.4, падает параллельный пучок
монохроматического света (? = 5 мкм) под углом ? = 30°. Отраженный свет
максимально ослаблен вследствие интерференции. Определить
минимальную толщину d (мкм) пленки
4. Расстояние между двумя когерентными источниками d = 0,9 мм.
Источники, испускающие монохроматический свет с длиной волны ? = 640
нм, расположены на расстоянии L = 3,5 м от экрана. Определить число
светлых полос N, располагающихся на 1 см длины экрана.
5. Разности фаз двух интерферирующих волн равны: а) 0; б) ?/3; в) ?/2; г) ?;
д) 2?; е)3?. Скольким длинам волн N в вакууме будут соответствовать
оптические разности хода этих волн?
Дифракция
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? а б в г д е 0, 3, 2, , 2 , 3 ? ? ? ? ? ? N N N N N N а б в г д е ? ? ? ? ? ?
1. На диафрагму с круглым отверстием радиусом r =1 мм падает нормально
параллельный пучок света длиной волны ? = 0,05 мкм. На пути лучей,
прошедших через отверстие, помещают экран. Определить максимальное
расстояние bmax (мм) от центра отверстия до экрана, при котором в центре
дифракционной картины еще будет наблюдаться темное пятно.
2. На щель шириной а = 0,1 мм, нормально падает параллельный пучок света
от монохроматического источника (? = 0,6 мкм). Определить ширину l (мм)
центрального максимума в дифракционной картине, проецируемой с
помощью линзы, находящейся непосредственно за щелью, на экран,
отстоящий от линзы на расстоянии L = l м.
3. На дифракционную решетку нормально к ее поверхности падает
параллельный пучок света с длиной волны ? = 0,5 мкм. Помещенная вблизи
решетки линза проецирует дифракционную картину на плоский экран,
удаленный от линзы на L = l м. Расстояние l между двумя максимумами
интенсивности первого порядка, наблюдаемыми на экране, равно 20,2 см.
Определить: 1) постоянную d (мкм) дифракционной решетки; 2) число n
штрихов на 1 см; 3) число максимумов N, которое при этом дает
дифракционная решетка; 4) максимальный угол ?mах (град) отклонения лучей,
соответствующих последнему дифракционному максимуму.
4. Постоянная дифракционной решетки в m раз (m = 4) больше длины
световой волны монохроматического света, нормально падающего на ее
поверхность. Определить угол ? (град) между первыми симметричными
главными максимумами.
5. На дифракционную решетку нормально падает монохроматический свет с
длиной волны ? = 0,65 мкм. На экране, расположенном параллельно решетке
и отстоящем от нее на расстояние L = 0,5 м, наблюдается дифракционная
картина. Расстояние между дифракционными максимумами первого порядка
l равно 10 см. Определить постоянную дифракционной решетки d (мкм) и
общее число главных максимумов N, получаемых с помощью этой решетки.
6. Определить расстояние между атомными плоскостями d (мкм) в кристалле
каменной соли, если дифракционный максимум первого порядка
наблюдается при падении рентгеновских лучей с длиной волны ? = 0,147 нм
под углом ? = 15° 12? к поверхности кристалла.
7. На дифракционную решётку с периодом d = 0,004 мм падает нормально
монохроматический свет. При этом главному максимуму четвёртого порядка
соответствует отклонение от первоначального направления на угол ? = 300
.
Определите длину ? (нм) волны света.
Поляризация
1. Пучок естественного света падает на полированную поверхность
стеклянной (n =1,5) пластины, погруженной в жидкость. Отраженный от
пластины пучок света составляет угол ? = 97° с падающим пучком.
Определить показатель преломления n1 жидкости, если отраженный свет
полностью поляризован.
2. Два николя 1 и 2 расположены друг за другом так, что угол a между их
плоскостями пропускания равен ? = 60°. Определить: 1) во сколько раз (I0 /I1)
уменьшится интенсивность света при прохождении через один николь; 2) во
сколько раз (I0 /I2) уменьшится интенсивность света при прохождении через
оба николя? При прохождении каждого из николей потери на отражение и
поглощение света составляют k = 5 %. Здесь I0 – интенсивность света,
падающего на 1 николь, I1 – интенсивность света, выходящего из 1 николя и
падающего на второй, I2 – интенсивность света, выходящего из 2 николя.
3. Пучок частично-поляризованного света проходит через николь.
Первоначально николь установлен так, что его плоскость пропускания
параллельна плоскости колебаний линейно-поляризованного света. При
повороте николя на угол ? = 60° интенсивность пропускаемого им света
уменьшилась в k = 2 раза. Определить отношение Ie/Iп интенсивностей
естественного и линейно-поляризованного света, составляющих данный
частично-поляризованный свет, а также степень поляризации Р пучка света.
4. Пластинка кварца толщиной d1= 1 мм, вырезанная перпендикулярно
оптической оси кристалла (т.е. свет распространяется вдоль оптической оси),
поворачивает плоскость поляризации монохроматического света
определенной длины волны на угол ?1=20°. Определить: 1) какова должна
быть толщина d2 (мм) кварцевой пластинки, помещенной между двумя
«параллельными» николями (николи с одинаково расположенными
плоскостями пропускания) , чтобы свет был полностью погашен (по выходу
из второго николя); 2) какой длины l (м) трубку с раствором сахара массовой
концентрацией С = 0,4 кг/л надо поместить между николями для получения
того же эффекта? Удельное вращение [?] раствора сахара равно 0,665
град/(м•кг•м-3
).
5. Луч света последовательно проходит через три николя, плоскости
пропускания которых об-разуют между собой утлы ?12 = 45° и ?23 = 30°.
Полагая, что коэффициент поглощения каждого николя k = 0,15, найти, во
сколько раз (I0 /I3 ) луч, выходящий из третьего николя, ослаблен по
сравнению с лучом, падающим на первый николь. Потери на отражение не
учитывать.
Интерференция
1. На толстую стеклянную (n =1,5) пластинку, покрытую очень тонкой
пленкой, показатель преломления вещества которой равен n1 =1,4, падает
нормально параллельный пучок монохроматического света (? = 0,6 мкм).
Отраженный свет максимально ослаблен вследствие интерференции.
Определить минимальную толщину d (мкм) пленки.
2. На стеклянный (n =1,5) клин нормально к его грани падает
монохроматический свет с дли-ной волны ? = 0,6 мкм. В возникшей при этом
интерференционной картине на отрезке длиной l = 1 см наблюдается 10
полос. Определить преломляющий угол ? (град) клина.
3. На толстую стеклянную (n =1,5) пластинку, покрытую тонкой пленкой с
показателем преломления n1 = 1.4, падает параллельный пучок
монохроматического света (? = 5 мкм) под углом ? = 30°. Отраженный свет
максимально ослаблен вследствие интерференции. Определить
минимальную толщину d (мкм) пленки
4. Расстояние между двумя когерентными источниками d = 0,9 мм.
Источники, испускающие монохроматический свет с длиной волны ? = 640
нм, расположены на расстоянии L = 3,5 м от экрана. Определить число
светлых полос N, располагающихся на 1 см длины экрана.
5. Разности фаз двух интерферирующих волн равны: а) 0; б) ?/3; в) ?/2; г) ?;
д) 2?; е)3?. Скольким длинам волн N в вакууме будут соответствовать
оптические разности хода этих волн?
Дифракция
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? а б в г д е 0, 3, 2, , 2 , 3 ? ? ? ? ? ? N N N N N N а б в г д е ? ? ? ? ? ?
1. На диафрагму с круглым отверстием радиусом r =1 мм падает нормально
параллельный пучок света длиной волны ? = 0,05 мкм. На пути лучей,
прошедших через отверстие, помещают экран. Определить максимальное
расстояние bmax (мм) от центра отверстия до экрана, при котором в центре
дифракционной картины еще будет наблюдаться темное пятно.
2. На щель шириной а = 0,1 мм, нормально падает параллельный пучок света
от монохроматического источника (? = 0,6 мкм). Определить ширину l (мм)
центрального максимума в дифракционной картине, проецируемой с
помощью линзы, находящейся непосредственно за щелью, на экран,
отстоящий от линзы на расстоянии L = l м.
3. На дифракционную решетку нормально к ее поверхности падает
параллельный пучок света с длиной волны ? = 0,5 мкм. Помещенная вблизи
решетки линза проецирует дифракционную картину на плоский экран,
удаленный от линзы на L = l м. Расстояние l между двумя максимумами
интенсивности первого порядка, наблюдаемыми на экране, равно 20,2 см.
Определить: 1) постоянную d (мкм) дифракционной решетки; 2) число n
штрихов на 1 см; 3) число максимумов N, которое при этом дает
дифракционная решетка; 4) максимальный угол ?mах (град) отклонения лучей,
соответствующих последнему дифракционному максимуму.
4. Постоянная дифракционной решетки в m раз (m = 4) больше длины
световой волны монохроматического света, нормально падающего на ее
поверхность. Определить угол ? (град) между первыми симметричными
главными максимумами.
5. На дифракционную решетку нормально падает монохроматический свет с
длиной волны ? = 0,65 мкм. На экране, расположенном параллельно решетке
и отстоящем от нее на расстояние L = 0,5 м, наблюдается дифракционная
картина. Расстояние между дифракционными максимумами первого порядка
l равно 10 см. Определить постоянную дифракционной решетки d (мкм) и
общее число главных максимумов N, получаемых с помощью этой решетки.
6. Определить расстояние между атомными плоскостями d (мкм) в кристалле
каменной соли, если дифракционный максимум первого порядка
наблюдается при падении рентгеновских лучей с длиной волны ? = 0,147 нм
под углом ? = 15° 12? к поверхности кристалла.
7. На дифракционную решётку с периодом d = 0,004 мм падает нормально
монохроматический свет. При этом главному максимуму четвёртого порядка
соответствует отклонение от первоначального направления на угол ? = 300
.
Определите длину ? (нм) волны света.
Поляризация
1. Пучок естественного света падает на полированную поверхность
стеклянной (n =1,5) пластины, погруженной в жидкость. Отраженный от
пластины пучок света составляет угол ? = 97° с падающим пучком.
Определить показатель преломления n1 жидкости, если отраженный свет
полностью поляризован.
2. Два николя 1 и 2 расположены друг за другом так, что угол a между их
плоскостями пропускания равен ? = 60°. Определить: 1) во сколько раз (I0 /I1)
уменьшится интенсивность света при прохождении через один николь; 2) во
сколько раз (I0 /I2) уменьшится интенсивность света при прохождении через
оба николя? При прохождении каждого из николей потери на отражение и
поглощение света составляют k = 5 %. Здесь I0 – интенсивность света,
падающего на 1 николь, I1 – интенсивность света, выходящего из 1 николя и
падающего на второй, I2 – интенсивность света, выходящего из 2 николя.
3. Пучок частично-поляризованного света проходит через николь.
Первоначально николь установлен так, что его плоскость пропускания
параллельна плоскости колебаний линейно-поляризованного света. При
повороте николя на угол ? = 60° интенсивность пропускаемого им света
уменьшилась в k = 2 раза. Определить отношение Ie/Iп интенсивностей
естественного и линейно-поляризованного света, составляющих данный
частично-поляризованный свет, а также степень поляризации Р пучка света.
4. Пластинка кварца толщиной d1= 1 мм, вырезанная перпендикулярно
оптической оси кристалла (т.е. свет распространяется вдоль оптической оси),
поворачивает плоскость поляризации монохроматического света
определенной длины волны на угол ?1=20°. Определить: 1) какова должна
быть толщина d2 (мм) кварцевой пластинки, помещенной между двумя
«параллельными» николями (николи с одинаково расположенными
плоскостями пропускания) , чтобы свет был полностью погашен (по выходу
из второго николя); 2) какой длины l (м) трубку с раствором сахара массовой
концентрацией С = 0,4 кг/л надо поместить между николями для получения
того же эффекта? Удельное вращение [?] раствора сахара равно 0,665
град/(м•кг•м-3
).
5. Луч света последовательно проходит через три николя, плоскости
пропускания которых об-разуют между собой утлы ?12 = 45° и ?23 = 30°.
Полагая, что коэффициент поглощения каждого николя k = 0,15, найти, во
сколько раз (I0 /I3 ) луч, выходящий из третьего николя, ослаблен по
сравнению с лучом, падающим на первый николь. Потери на отражение не
учитывать.
