Тема №5302 Ответы к задачам по физике волновая оптика
Поиск задачи:

Рассмотрим тему Ответы к задачам по физике волновая оптика из предмета Физика и все вопросы которые связанны с ней. Из представленного текста вы познакомитесь с Ответы к задачам по физике волновая оптика, узнаете ключевые особенности и основные понятия.

Уважаемые посетители сайта, если вы не согласны с той информацией которая представлена на данной странице или считаете ее не правильной, не стоит попросту тратить свое время на написание негативных высказываний, вы можете помочь друг другу, для этого присылайте в комментарии свое "правильное" решение и мы его скорее всего опубликуем.

Ответы в самом низу встроенного документа

16.1. Сорость света и поазатель преломления
16.1.1. От ближайшей звезды (α Центавра) свет доходит до
Земли за t = 4,3 года. Чему равно расстояние s до звезды?
16.1.2. Зная сорость света в ваууме, вычислите сорость све-
та в варце и алмазе.
16.1.3. Поазатель преломления стела (тяжелый флинт) для
расного света n1 = 1,6444, а для фиолетового n2 = 1,6г52. Найдите
сорость распространения расного и фиолетового света в стеле.
369
16.1.4. На сольо сорость света в ваууме больше сорости
света в воде?
16.1.5. Луч света переходит из воздуха в варц. На сольо
процентов изменяется сорость света?
16.1.6. При переходе светового луча из воздуха в неоторое ве-
щество сорость света изменяется на η = 40%. Определите поаза-
тель преломления этого вещества.
16.1.7. За аое время свет пройдет в воде расстояние s = 1 м?
16.1.г. Два пуча света падают нормально на пластини из
варца и стела. Найдите отношение толщин пластино, если вре-
мя прохождения света в них одинаово.
16.1.9. В сосуд налиты вода и масло. Высота слоев жидостей
одинаова. Во сольо раз и в аом веществе время прохождения
световых лучей меньше?
16.1.10. Луч света падает нормально на поверхность стелян-
ной пластини толщиной h = 2 см. На сольо время прохождения
светом пластины больше времени прохождения им таого же рас-
стояния в ваууме?
16.1.11. Поазатель преломления воды для расного света n1 =
= 1,331, а для фиолетового n2 = 1,343. Найдите разность углов пре-
ломления, если угол падения луча света α = г0°.
16.1.12. Угол падения луча света на поверхность раздела двух
сред α = 40°. Сорость распространения света в первой среде v1 =
= 2,25 м/с, а абсолютный поазатель преломления второй среды
n2 = 1,6. Определите угол преломления.
16.1.13. Точечный источни света находится на дне водоема
глубиной h = 30 м. Определите масимальное и минимальное вре-
мя, за оторое свет, идущий от источниа, пройдет в воде.
16.1.14. Для полного внутреннего отражения, необходимо что-
бы световой луч падал на границу раздела среда — вауум под уг-
лом не менее α0 = 44°. Определите абсолютный поазатель прелом-
ления среды и сорость света в данной среде.
16.1.15. Найдите угол падения луча на поверхность стела, ес-
ли отраженный и преломленный лучи образуют прямой угол. Со-
рость распространения света в стеле v = 2 · 10г м/с, сорость света
в воздухе c = 3 · 10г м/с.
16.1.16. Для света с длиной волны в ваууме λ1 = 0,76 мм по-
азатель преломления стела n1 = 1,6444, а для света с длиной вол-
ны λ2 = 0,4 мм n2 = 1,6г52. Для аих лучей сорость света в сте-
ле больше и на сольо?
16.1.17. Вода освещена желтым светом, для оторого длина
волны в воздухе λ0 = 5г9 нм. Чему равна длина волны этого света
в воде? Каого цвета свет видит челове, отрывший глаза под водой?
370
16.1.1г. Определите поазатель преломления среды, если из-
вестно, что свет с частотой ν = 7,5 · 1015 Гц имеет длину волны в ней
λ = 0,3 мм.
16.1.19. Поазатель преломления воды для фиолетового света
n = 1,343. На сольо процентов отличается длина волны этих лу-
чей в ваууме от их длины волны в воде?
16.1.20. Сольо длин волн монохроматичесого излучения
уложится на отрезе длиной l = 3 мм в: а) ваууме; б) варце;
в) сипидаре? Частота излучения ν = 5 · 1014 Гц.
16.1.21. Определите длину отреза l1, на отором уладывает-
ся стольо же длин волн в ваууме, сольо их уладывается на от-
резе l2 = 1,5 мм в воде.
 16.1.22. При фотографировании спетра звезды Андромеды
было найдено, что линия титана (λ = 495,4 нм) смещена  фиолето-
вому онцу спетра на ∆λ = 0,17 нм. Ка движется звезда относи-
тельно Земли?
16.2. Интерференция света
16.2.1. Для п олучения на эране MN
(рис. 16.2.1) интерференционной артины ис-
точни света S поместили над поверхностью
плосого зерала A на малом расстоянии от не-
го. Объясните причину возниновения системы
огерентных световых волн.
16.2.2. Найдите разность фаз ∆ϕ в двух точ-
ах светового луча, если расстояние между ними:
а) ; б) λ; в) 2n , где n — целое число.
16.2.3. На пути одного из двух параллельных лучей поместили
варцевую пластину толщиной h = 0,5 мм. Луч света падает на
пластину нормально. Каую оптичесую разность хода вносит
пластина?
16.2.4. Два параллельных монохроматичесих луча падают на
стелянную призму и выходят из нее (рис. 16.2.2). Расстояние меж-
ду падающими лучами a = 1 см. Определите
разность хода лучей после преломления их
призмой. Преломляющий угол призмы α = 30°.
16.2.5. Оптичесая разность хода двух ин-
терферирующих волн монохроматичесого све-
та ∆d = 0,2λ. Определите разность фаз.
16.2.6. Найдите все длины волн видимого
света (от λ1 = 0,76 мм до λ2 = 0,3г мм), ото-
рые при оптичесой разности хода интерфери-
Рис. 16.2.1 λ
2
--- λ
2
---
Рис. 16.2.2
371
рующих волн ∆d = 1,г мм будут: а) масимально усилены; б) ма-
симально ослаблены.
16.2.7. От огерентных источниов зеленого света получили
интерференционную артину. Ка изменится артина интерферен-
ционных полос, если воспользоваться источниами: а) фиолетового
цвета; б) расного цвета?
16.2.г. Две огерентные световые волны приходят в неоторую
точу пространства с разностью хода ∆d = 2,25 мм. Каов резуль-
тат интерференции в этой точе, если свет: а) расный (λ = 750 нм);
б) зеленый (λ = 500 нм)?
16.2.9. Эран AB освещен огерентными монохроматичесими
источниами света S1 и S2 (рис. 16.2.3). Усиление или ослабление
будет на эране в точе O, если: а) от источниа S2 свет приходит
позже на 2,5 периода; б) от источниа S2 свет приходит с запозда-
нием по фазе на 3π; в) расстояние S2O больше расстояния S1O на
1,5 длины волны?
16.2.10. Расстояние S2O (см. задачу 16.2.9) больше расстояния
S1O на ∆l = 900 нм. Что будем наблюдать в точе O, если источнии
света имеют одинаовую интенсивность и излучают свет с частотой
ν = 5 · 1014 Гц?
16.2.11. Два огерентных источниа света S1 и S2 (см. рис.
16.2.3) испусают монохроматичесий свет с длиной волны λ =
= 600 нм. Определите, на аом расстоянии от точи O на эране
будет наблюдаться первый масимум освещенности, если OC = 4 м
и S1S2 = 1 мм.
16.2.12. Эран освещается монохроматичесим светом с дли-
ной волны λ = 590 нм, распространяющимся от двух огерентных
источниов S1 и S2, расстояние между оторыми d = 200 мм. При
интерференции волн на расстоянии x = 15 мм от центра O эрана
(рис. 16.2.4) через точу C проходит центр второй темной интерфе-
ренционной полосы. Определите расстояние l от источниов света
до эрана.
Рис. 16.2.3 Рис. 16.2.4
372
16.2.13. Два огерентных источниа света, расстояние между
оторыми d = 0,24 мм, удалены от эрана на расстояние l = 2,5 м.
При интерференции света на эране наблюдаются чередующиеся тем-
ные и светлые полосы, причем на расстоянии в ∆x = 5 см умещаются
N = 10,5 полос. Чему равна длина волны падающего на эран света?
 16.2.14. Во сольо раз увеличится расстояние между соседни-
ми интерференционными полосами на эране в опыте Юнга, если
зеленый светофильтр (λ1 = 500 нм) заменить расным (λ2 = 650 нм)?
16.2.15. В опыте Юнга отверстия освещали монохроматиче-
сим светом (λ = 600 нм). Расстояние между отверстиями d = 1 мм,
расстояние от отверстий до эрана L = 3 м. Найдите положения
трех первых светлых полос.
16.2.16. При наблюдении интерференции света от двух мни-
мых источниов монохроматичесого света с длиной волны λ =
= 520 нм оазалось, что на эране длиной ∆x = 4 см умещается N =
= г,5 полосы. Определите расстояние между источниами света, ес-
ли расстояние от них до эрана l = 2,75 м.
16.2.17. В опыте с зералами Френеля расстояние между мни-
мыми изображениями источниа света d = 0,5 мм, расстояние до
эрана L = 5 м. В зеленом свете получились интерференционные
полосы, расположенные на расстоянии l = 5 мм друг от друга. Най-
дите длину волны λ зеленого света.
16.2.1г. Два п лосих зерала образуют между собой малый
угол α. На биссетрисе угла на равных расстояниях от зерал располо-
жен точечный монохроматичесий источни света S (рис. 16.2.5). Оп-
ределите расстояние между соседними интерференционными поло-
сами на эране, расположенном на расстоянии а от точи пересече-
ния зерал (ширма препятствует непосредственному падению света
на эран). Длина световой волны λ. Расстояние от точи пересече-
ния зерал до источниа b.
16.2.19. На равнобедренную стелянную призму с малыми уг-
лами преломления θ = 2 · 10–3 рад падает свет от точечного моно-
хроматичесого источниа S, расположенного на расстоянии a =
= 1 м от призмы (рис. 16.2.6). Световые лучи, преломленные приз-
мой, дают на эране интерференционную артину. Найдите шири-
ну интерференционных полос, если расстояние от призмы до эра-
на равно b = 4 м. Поазатель преломления стела n = 1,5. Длина
волны света λ = 600 нм.
 16.2.20. Опыт Ллойда состоит в получении на эране интерфе-
ренционной артины от точечного монохроматичесого источниа
света S и его мнимого изображения в зерале (рис. 16.2.7). Опреде-
лите ширину ∆x интерференционной полосы на эране, если длина
волны света λ = 0,7 мм, расстояние от источниа света до зерала
h = 1 мм, до эрана l = 4 м.
16.2.21. Собирающая линза с фоусным расстоянием F = 10 см
разрезана пополам, и половини раздвинуты на расстояние d =
373
= 0,5 мм (рис. 16.2.г). Оцените число интерференционных полос на
эране, расположенном за линзой на расстоянии b = 60 см, если пе-
ред линзой находится точечный источни монохроматичесого све-
та (λ = 500 нм), удаленный от нее на расстояние a = 0,15 м.
16.2.22. Белый свет, падающий нормально на мыльную плен-
у (n = 1,33) и отраженный от нее, дает в видимом спетре интерфе-
ренционный масимум на волне длиной λ1 = 630 нм и ближайший
 нему минимум на волне λ2 = 450 нм. Каова толщина d плени,
если считать ее постоянной?
16.2.23. Каую наименьшую толщину d должна иметь плас-
тина, изготовленная из материала с поазателем преломления n =
= 1,54, чтобы при ее освещении расным светом с длиной волны λ =
= 750 нм она в отраженном свете азалась: а) расной; б) черной?
Свет падает перпендиулярно поверхности пластини.
16.2.24. Тоная плена толщиной d = 0,5 мм освещается
желтым светом с длиной волны λ = 590 нм. Каого цвета будет а-
заться эта плена в проходящем свете, если поазатель преломле-
ния вещества плени n = 1,4г, а свет падает перпендиулярно  по-
верхности плени? Что будет происходить с орасой плени, если
ее налонять относительно лучей?
Ý Ç
Ø
Ý
Ï
Рис. 16.2.5 Рис. 16.2.6
Ç
Ý
Ë
Ý
Рис. 16.2.7 Рис. 16.2.г
374
16.2.25. Белый свет падает на стелянную пластину, толщи-
на оторой d = 0,4 мм. Поазатель преломления стела n = 1,5.
Каие длины волн, лежащие в пределах видимого спетра (от λ1 =
= 350 нм до λ2 = 750 нм), усиливаются в отраженном пуче? Свет
падает перпендиулярно поверхности пластини.

16.3. Дифрационная решета
16.3.1. Если смотреть свозь дифрационную решету на отда-
ленную лампочу, то видна дифрационная артина. Объясните
явления, оторые будут наблюдаться, если, оставляя решету пе-
ред глазами: а) двигать решету вдоль прямой, соединяющей лам-
почу с глазом; б) вращать решету воруг оси, проходящей свозь
ее середину и перпендиулярной плосости решети?
 16.3.2. Каое число штрихов N0 на единицу длины имеет диф-
рационная решета, если зеленая линия ртути (λ = 546,1 нм) в спет-
ре первого поряда наблюдается под углом ϕ = 19°г'?
16.3.3. Свет падает нормально на дифрационную решету
с п ериодом d = 6,62 · 10–7 м. Масимум первого поряда в спетре
наблюдается под углом ϕ = 30°. Чему равна частота света?
16.3.4. Определите угол, под оторым наблюдается масимум
третьего поряда в спетре, даваемом при облучении дифрацион-
ной решети светом с длиной волны λ = 5г9 нм. На l = 1 мм дифра-
ционной решети приходится N = 5 штрихов. Свет п адает на ре-
шету нормально.
 16.3.5. На дифрационную решету нормально падает пучо
света. Для того чтобы увидеть расную линию (λ = 700 нм) в спет-
ре второго поряда, зрительную трубу пришлось установить под уг-
лом ϕ = 30°  оси оллиматора. Найдите постоянную d дифраци-
онной решети. Каое число N0 штрихов нанесено на единицу дли-
ны этой решети?
16.3.6. Свет падает нормально на дифрационную решету.
Масимум второго п оряда в сп етре наблюдают п од углом ϕ =
= 11,5°. Под аим углом будут наблюдать масимум того же по-
ряда, если щели решети перерыть через одну?
 16.3.7. На дифрационную решету нормально падает пучо
монохроматичесого света. Масимум третьего поряда наблюдает-
ся под углом ϕ = 36°4г′  нормали. Найдите постоянную d решети,
выраженную в длинах волн падающего света.
 16.3.г. На дифрационную решету нормально падает пучо
света. Натриевая линия (λ1 = 5г9 нм) дает в спетре первого поряд-
а угол дифрации ϕ1 = 17°г′. Неоторая линия дает в спетре вто-
рого поряда угол дифрации ϕ2 = 24°12′. Найдите длину волны λ2
этой линии и число штрихов N0 на единицу длины решети.
375
16.3.9. При освещении дифрационной решети светом с дли-
ной волны λ = 590 нм масимум третьего поряда в спетре виден
под углом ϕ = 10°12′. Определите длину волны, для оторой маси-
мум второго поряда в спетре на той же решете будет виден под
углом ϕ0 = 6°1г′. Свет падает на решету нормально.
16.3.10. На дифрационную решету нормально падает пучо
света. При повороте трубы гониометра на угол ϕ в поле зрения вид-
на линия λ1 = 440 нм в спетре третьего поряда. Будут ли видны
под этим же углом ϕ другие спетральные линии, соответствующие
длинам волн в пределах видимого спетра?
16.3.11. На дифрационную решету нормально падает свет,
содержащий длины волн λ1 = 490 нм и λ2 = 600 нм. Первый маси-
мум в спетре для света с длиной волны λ1 виден под углом ϕ = 10°.
Определите угловое расстояние между масимумами второго по-
ряда в спетрах этих длин волн.
16.3.12. На решету с постоянной d = 0,006 мм нормально па-
дает монохроматичесий свет. Угол между спетрами первого и
второго порядов ∆ϕ = 4°36′. Определите длину световой волны.
16.3.13. На дифрационную решету нормально падает пучо
света от разрядной труби, наполненной гелием. На аую линию
в спетре третьего поряда наладывается расная линия λ1 = 670 нм
спетра второго поряда?
 16.3.14. На дифрационную решету нормально падает пучо
света от разрядной труби. Каова должна быть постоянная d диф-
рационной решети, чтобы в направлении ϕ = 41° совпадали ма-
симумы линий λ1 = 656,3 нм и λ2 = 410,2 нм?
16.3.15. Определите длину волны света, для оторого линия,
соответствующая масимуму четвертого поряда в дифрационном
спетре, совпадает с линией, соответствующей масимуму пятого
поряда для света с длиной волны λ = 440 нм. Свет падает на ре-
шету нормально.
16.3.16. На дифрационную решету нормально падает свет,
длины волн оторого лежат в пределах от λ1 = 490 нм до λ2 = 600 нм.
Масимумы аих порядов в спетрах не будут перерываться?
 16.3.17. Найдите наибольший порядо k спетра для желтой
линии натрия (λ = 5г9 нм), если постоянная дифрационной решет-
и d = 2 мм.
16.3.1г. Свет с длиной волны λ = 590 нм падает нормально на
дифрационную решету, имеющую N = 500 штрихов на l = 1 мм.
Определите наибольший порядо спетра, оторый можно видеть
в дифрационном спетре.
16.3.19. Для неоторой длины волны дифрационный маси-
мум первого поряда спетра наблюдается под углом ϕ1 = г5°. Под
аим углом ϕ наблюдается последний масимум? Свет падает на
решету нормально.
376
16.3.20. На дифрационную решету нормально падает пучо
монохроматичесого света. У масимума третьего поряда угол
дифрации ϕ = 36°4г′. Каое число масимумов (считая централь-
ный) дает дифрационная решета в этом случае?
16.3.21. Для определения длины световой волны использовали
решету с периодом d = 0,01 мм. Первое дифрационное изображе-
ние на эране получено на расстоянии x = 11,г см от центрального
масимума и на расстоянии l = 2 м от решети. Найдите длину све-
товой волны.
16.3.22. Чему равна ширина всего спетра первого поряда
(длины волн залючены в пределах от 0,3г до 0,76 мм), получен-
ного на эране, отстоящем на l = 3 м от дифрационной решети с
периодом d = 0,01 мм?
 16.3.23. Каое фоусное расстояние F должна иметь линза,
проетирующая на эран спетр, полученный при помощи дифра-
ционной решети, чтобы расстояние между двумя линиями алия
λ1 = 404,4 нм и λ2 = 404,7 нм в спетре первого поряда было l =
= 0,1 мм? Постоянная решети d = 2 мм.
16.3.24. Чему должна быть равна постоянная d дифрацион-
ной решети, чтобы в первом поряде был разрешен дублет натрия
λ1 = 5г9 нм и λ2 = 5г9,6 нм? Ширина решети a = 2,5 см.
16.3.25. Постоянная дифрационной решети d = 2 мм. Ка-
ую разность длин волн ∆λ может разрешить эта решета в области
желтых лучей (λ = 600 нм) в спетре второго поряда? Ширина ре-
шети a = 2,5 см.
 16.3.26. Постоянная дифрационной решети d = 2,5 мм.
Найдите угловую дисперсию решети для λ = 5г9 нм в спетре
первого поряда.
16.3.27. Угловая дисперсия дифрационной решети для λ =
= 66г нм в спетре первого поряда равна = 2,02 · 105 рад/м.
Найдите период d дифрационной решети.

 

Категория: Физика | Добавил: Админ (29.01.2016)
Просмотров: | Теги: оптика | Рейтинг: 0.0/0


Другие задачи:
Всего комментариев: 0
avatar