Сборник задач по физике. Оптика

Базовый курс по электротехнике
Элементы электрических цепей
Топология электрических цепей
Переменный ток
Элементы цепи синусоидального тока
Методы контурных токов и узловых потенциалов
Основы матричных методов
Мощность в электрических цепях
Резонансные явления
Векторные и топографические диаграммы
Анализ цепей с индуктивно связанными элементами
Метод эквивалентного генератора
Графические методы расчета
Пассивные четырехполюсники
Электрические фильтры
Трехфазные электрические цепи
Расчет трехфазных цепей

Мощность в трехфазных цепях.

Курс лекций и практических занатий по черчению
Выполните сопряжение тупого, прямого и острого углов
Основные способы проецирования
Технический рисунок
Контур детали с элементами сопряжения
Построение лекальных кривых
Построение аксонометрических проекций
Геометрические построения
Материаловедение
Механические испытания материалов
Испытания на твердость
Измерение ударной вязкости
Кристаллическое строение металлов
Кристаллизация
Основы теории сплавов
Металлы
Полупроводники
Электропроводность твёрдых диэлектриков
Диэлектрическая проницаемость и диэлектрические потери диэлектриков
Электрическая прочность жидких и газообразных диэлектриков
Пробой твёрдых диэлектриков
Исследование магнитных материалов
Математика
Примеры задач по математике
Линейная алгебра и аналитическая геометрия
Функции
Понятие дифференциала функции
Сходимость ряда
Теория вероятности и математической статистики
Дифференциальные уравнения
Вычислить предел функции
История искусства
Французский стиль в русской архитектуре
Классицизм
Романский стиль
Искусство барокко
Каролингское Возрождение
Города и замки Германии
Готика Франции
Петербург
Античность
Из истории художественной росписи тканей
Декоративное искусство Японии
Перевод рисунка на ткань
 

Волновая оптика. Квантовая природа излучения В настоящее время волновая оптика является частью общего учения о распространении волн. При изучении явлений интерферен­ции, дифракции, объясняемых с позиций волновой_ природы света, студент должен обратить внимание на общность этих явлений для волн любой природы. Но световые волны имеют специфические особенности: когерентность, монохроматичность, которые обуслов­лены конечной длительностью свечения отдельного атома.

Примеры решения задач Расстояние между двумя когерентными источниками d=0,9 мм. Источники, испускающие монохроматический свет с длиной волны λ=640 нм, расположены на расстоянии L=3,5 м от экрана. Оп­ределить число светлых полос, располагающихся на 1 см длины экрана.

В просветленной оптике для устранения отражения света на поверхность линзы наносится тонкая пленка вещества с показателем преломления 1,26, меньшим, чем у стекла. При какой толщине пленки отражение света от линзы не будет наблюдаться? Длина волны падающего света 0,55 мкм, угол падения З0°.

На дифракционную решетку Д нормально падает монохроматический свет с длиной волны 0,65 мкм. На экране Э, расположен­ном параллельно решетке и отстоящем от нее на расстояние 0,5 м, наблюдается дифракционная картина. Расстояние между дифракционными максимумами первого порядка равно 10 см. Определить постоянную дифракционной решетки и общее число главных максимумов, получаемых с помощью этой решетки.

В черенковском счетчике из каменной соли релятивистские протоны излучают в фиолетовом участке спектра в конусе с раствором 98°,80. Определить кинетическую энергию протонов. Длина волны фиолетовых лучей 0,4 мкм. Коэффициент преломления для этого участка спектра 1,54.

Определить расстояние между атомными плоскостями 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.

Определить, во сколько раз уменьшится интенсивность естественного света, прошедшего через два николя, плоскости поляризации которых составляют угол 45°. Каждый николь поглощает 8 % света, падающего на него

На зачерненную поверхность нормально падает монохроматический свет с длиной волны 0,65 мкм, производя давление 0,5Па, Определить концентрацию фотонов вблизи поверхности и число фотонов, падающих на площадь 1 в 1 с.

Для получения колец Ньютона используют плоско-выпуклую линзу с радиусом кривизны 12,5 м. Освещая линзу монохроматическим светом, определили, что расстояние между четвертым и пятым светлыми кольцами равно 0,5 мм. Найти длину волны падающего света.

Дифракция на оси от круглого отверстия В отверстии помещается только первая зона Френеля, радиус отверстия . , где - амплитуда колебаний в точке Р в отсутствии препятствия,  - интенсивность в отсутствии отверстия. В центре (точка Р) – яркое пятно, интенсивность плавно спадает к периферии

Дифракция Принцип Гюйгенса-Френеля

Количественное выражение принципа Гюйгенса – Френеля: Каждый элемент волновой поверхности S служит источником вторичной сферической волны, амплитуда которой пропорциональна площади элемента dS и убывает с расстоянием по закону , - фаза колебаний на волновой поверхности, к – волновое число, а – определяется амплитудой светового колебания в месте нахождения элемента dS.

Дифракция на непрозрачном диске

Развитие взглядов на природу света и первые открытия в области физической оптики Первые представления о том, что такое свет, относятся также к древности. В древности представления о природе света были весьма примитивными, фантастическими и к тому же весьма разнообразными. Однако, несмотря на разнообразие взглядов древних на природу света, уже в то время наметились три основных подхода к решению вопроса о природе света. Эти три подхода в последующем оформились в две конкурирующие теории – корпускулярную и волновую теории света.

Развитие волновой теории света

Третье важное открытие, относящееся к волновой оптике, было сделано датским ученым Бартолином в 1669 г. Он открыл явление двойного лучепреломления в кристалле исландского шпата. Бартолин обнаружил, что если смотреть на какой-либо предмет через кристалл исландского шпата, то видно не одно, а два изображения, смещенных друг относительно друга. Это явление затем исследовал Гюйгенс и попытался дать ему объяснение с точки зрения волновой теории света.

Оптика Ньютона Еще в 60-е гг. XVII в. Ньютон заинтересовался оптикой и сделал открытие, которое, как казалось сначала, говорило в пользу корпускулярной теории света. Этим открытием было явление дисперсии света и простых цветов.

Исследования Френеля по интерференции и дифракции света Французский инженер, ставший впоследствии знаменитым физиком, Огюстен Френепь (1788 – 1827) начал заниматься изучением явлений интерференции и дифракции с 1814 г. Он не знал о работах Юнга, но подобно ему увидел в этих явлениях доказательство волновой теории света.

Квантовые свойства света

Борьба за признание волновой теории света Френель не случайно в первых своих работах обошел вопрос о поляризации света. Ведь, рассматривая световые волны как волны в эфире, Френель считал их продольными. Эфир – это очень тонкая материя, он подобен очень разреженному воздуху. А в воздухе, как уже все знали, могут распространяться только продольные волны, например звуковые, т.е. сгущения и разрежения воздушной среды. В звуковых волнах ничего подобного явлению поляризации не наблюдается.

Метод Рёмера Скорость света определяется аналогично скорости распространения волнь любой природы. Методы измерения скорости разделяются на астрономические и лабораторные. Один из астрономических методов, метод Ремера, осно ван на наблюдении промежутков времени Т между двумя последовательными за тмениями спутника Юпитера Ио . Запаздывание Т затмения в момент наибольшего удаления Земли от Юпитера по сравнению с моментом наибольшего сближения двух планет (точки Ю и 3) связано с тем, что свет, распространяясь с конечной скоростью с, проходит за время ЛГ расстояние, равное диаметру орбиты Земли Современные данные для ЛТ=16,5 мин приводят к значению с, близкому к с=300000 км/с.

Дифракция света На дифракционную решетку, имеющую 60 штрихов на миллиметр, падает нормально свет от натриевого пламени с длиной волны 589 нм. Определить длину волны, для которой угол отклонения во втором порядке равен 60, если в спектре третьего порядка первая длина волны отклоняется на 100.

Интерференция световых волн Разность хода лучей от двух когерентных источников света до некоторой точки на экране равна 1,36 мкм.

Поляризация света Луч света последовательно проходит через два николя, главные плоскости которых образуют между собой угол j = 40°. Принимая, что коэффициент поглощения k каждого николя равен 0,15, найти, во сколько раз луч,  выходящий из второго николя, ослаблен по сравнению с лучом, падающим на первый николь.

Тепловое излучение. Формула Планка. Оптическая пирометрия

Энергия и импульс фотона. Фотоэлектрический эффект. Эффект Комптона У фотоэлектронов, вырываемых с поверхности некоторого металла светом с частотой 2,2×1015 Гц, максимальная энергия равна 6,6 эВ, а у электронов, вырываемых светом с частотой 4,6×1015 Гц, она равна 16,5×10-19 Дж. Найдите по этим данным величину постоянной Планка.

Теория Бора для атома водорода. Спектры излучения. Рентгеновское излучение

Лабораторная работа Измерение силы тока и напряжения в цепях постоянного тока Задача посвящена знакомству с техникой измерений силы тока и напряжения в цепи постоянного тока с помощью широко распространенных в лабораторной практике приборов: многопредельных стрелочных и электронных вольтметров, амперметров, комбинированных приборов (тестеров).

Строение ядра. Радиоактивность Определите дефект массы и энергию связи (в МэВ) ядра атома дейтерия.

Экзаменационные вопросы Волновая и корпускулярная теории света. Несостоятельность теорий при объяснении ряда явлений. Современные представления о природе света.

Материаловедение