Практический курс физики. Волновая оптика (1013223), страница 12
Текст из файла (страница 12)
При каком положенииэкрана интерференционные полосы исчезнут? (См. задачу 1.36).Для уменьшения потерь света из-за отражения отповерхности стекла последнее покрывают тонким слоем вещества с1.40.показателем преломленияп′ = п ,где п - показатель преломления80стекла.
В общем случае амплитуды световых колебаний, отраженныхот обеих поверхностей такого слоя, будут одинаковыми. При какойтолщине этого слоя отражательная способность стекла в направлениинормали будет равна нулю для света с длинной волны λ?1.41. На плоскопараллельную пленку с показателем преломленияп = 1,3 падает нормально параллельный пучок белого света. При какойнаименьшей толщине пленки она будет наиболее прозрачна для света сдлинной волны λ1 = 0,60 мкм (желтый цвет)? При какой наименьшейтолщине пленка наиболее прозрачна одновременно для света сдлинами волн λ1 и λ2 = 0,50 мкм (голубой цвет)?Зимой на стеклах трамваев и автобусов образуются тонкиепленки наледи, окрашивающие все видимое сквозь них в зеленоватыйцвет. Оценить, какова наименьшая толщина этих пленок. Показательпреломления наледи принять равным 1,33.
Указание: Зеленому цветусоответствует середина спектра видимого света. Чтобы наледь принялазеленоватый цвет, необходимо ослабить в проходящем свете синие икрасные лучи, соответствующие концам видимого спектра. Для оценкипринять λ = 0,44 мкм, λ = 0,68 мкм.1.42.скрПучок монохроматических ( λ = 0,6 мкм) световых волнпадает под углом α = 300 на мыльную пленку ( пМ = 1,33 ), нанесеннуюна поверхность стекла ( пС = 1,5 ).
При какой наименьшей толщинепленки отраженный свет будет максимально ослаблен?1.43.1.44. Луч света (λ=6,6·10-7 м) падает нормально на тонкую пленкуводы (n1=1.33), нанесенную на поверхность стекла (n2=1.5). При этомотраженный луч имеет максимальную интенсивность. Затем падающийолуч стали наклонять и при изменении угла падения до α=10 ,отраженный луч исчезает. Найти толщину пленки d .На поверхности стекла находится пленка воды (п = 1,33) .
Нанее падает свет с длинной волны λ = 0,68 мкм под углом α = 30 кнормали. Найти скорость, с которой уменьшается толщина пленки (из–за испарения), если интенсивность отраженного света меняется так, чтопромежуток времени между последовательными максимумамиотражения ∆t = 15 мин.1.45.081На пленку толщины d = 367 нм падает под углом αпараллельный пучок белого света. Показатель преломления пленкип = 1, 40(изменения п в зависимости от λ малы). В какой цветбудет окрашен свет, отраженный пленкой в случае, если угол α равен:а) 30 , б) 60 ? (Найти длины волн, учитывая пределы видимогоспектра).1.46.001.47. Рассеянный монохроматический свет с λ = 0,60мкм падаетна тонкую пленку вещества с показателем преломления п = 1,5 .Определить угловое расстояние δα между соседними максимумами,наблюдаемыми в отраженном свете под углами с нормалью, близким кα = 45 , если толщина d = 15 мкм.
Использовать условие малости δα.0Монохроматический светпроходит через отверстие в экранеЭ и, отразившись от тонкойплоскопараллельной стекляннойпластинки П, образует наэкране систему интерференционныхполос равного наклона. Толщинапластинки d , расстояние междуней и экраном l , радиусы i − го иk − го темных колец ri и r k . Учитывая, что ri , k << l , найти длинуволны света.1.48.Двеплоскопараллельныестеклянные пластинки приложены друг кдругу так, что между ними образовалсявоздушный клин с углом при вершинеα = 30′′ . На одну из пластинок падаетнормально монохроматический свет с длинной волны λ = 0,6 мкм.На каком расстоянии l 2 от линии соприкосновения пластинок вотраженном свете наблюдается вторая светлая полоса?1.49.Пучок света ( λ = 582 нм) падает перпендикулярно кповерхности стеклянного клина.
Угол клина α = 20′′ . Какое число т0темных интерференционных полос приходится на единицу длиныклина? Показатель преломления стекла п = 1,5 .1.50.82Между двумя плоскопараллельнымистеклянными пластиками положили оченьтонкуюпроволочку,расположеннуюпараллельнолиниисоприкосновенияпластинокинаходящуюсянарасстоянии l = 75 мм от нее.
В отраженномсвете λ = 0,6 мкм на верхней пластинке видны интерференционныеполосы. Определить диаметр d поперечного сечения проволочки,если на длине a = 30 мм насчитывается N = 16 светлых полос. Светпадает на пластинки нормально.1.51.1.52. Воздушный клин, имеющий наибольшую толщинуd = 0,01 мм,образован горизонтальной поверхностью иплоскопараллельной стеклянной пластинкой. При освещениипластинки вертикальными лучами с длинной волны λ = 0,580 мкмнаблюдатель видит в отраженном свете интерференционные полосы.После того, как в пространство между пластинкой и поверхностьюввели жидкость, число интерференционных полос увеличилось на∆т = 12 . Определить показатель преломления жидкости.Белый свет падает нормально на поверхность стеклянногоклина (п = 1,5) , угол между гранями которого α<<1.Интерференционная картина наблюдается через светофильтры.
Призамене красного светофильтра ( λ1 = 643 нм) на синий ( λ2 = 460 нм) наместе красной полосы, расположенной от вершины клина нарасстоянии l = 8 мм, оказалось синяя полоса. Найти возможныезначения угла α.1.53.Плоская монохроматическая световая волна длины λ падаетна поверхность стеклянного клина, угол между гранями которого α << 1.Плоскость падения перпендикулярна ребру клина, угол падения θ.Найти расстояние между соседними максимумами интерференционныхполос на экране, расположенном перпендикулярно к отраженномусвету.1.54.Нанесенный на вертикально поставленное стекло (n=1,5)слой воды (n=1,33) образует клин с углом при вершине α=2·10-3 рад.Свет с длиной волны λ=550 нм падает по нормали к стеклу.Интерференция наблюдается в отраженном свете.
Найти: а) расстояниетретьей светлой полосы от вершины клина, б)число темных полос надлине клина l=1 мм.1.55.831.56. На стеклянный клин (n=1,5) падает свет сλ=0,65 мкм. Угол падения света θ=30о. Угол междуα=15′.Найти ширину интерференционной полосы.длиной волныгранями клина1.57.
Мыльная пленка, расположенная вертикально, образуетклин. При наблюдении интерференционных полос в отраженном свете(λ=546,1 нм ) оказалось, что расстояние между пятью полосами l=2 см.Найти угол β клина. Свет падает на пленку по нормали. Показательпреломления пленки n=1,33.Установка для наблюдения колецНьютона состоит из плоскопараллельнойстеклянной пластинки и соприкасающейся сней выпуклой поверхностью тонкойплосковыпуклой линзы.
Монохроматическийсвет падает нормально на плоскую границулинзы. Интерференционная картинанаблюдается в отраженном или проходящем свете. Центральноетемное пятно при наблюдении колец в отраженном свете считают занулевое. Найти: ширину девятого светлого кольца ∆r9 , если ширинавторого светлого кольца ∆r2 = 1 мм. (Наблюдение ведется вотраженном свете);1.58.1.59.Вусловиях задачи 1.58 найти расстояние между третьим ишестнадцатым светлыми кольцами, если расстояние между вторым идвадцатым светлыми кольцами l1=4,8 мм (наблюдение в проходящемсвете).В условиях задачи 1.58 найти порядковые номера колец идлину волны λ падающего света, если при наблюдении в отраженномсвете радиусы двух соседних светлых колец rk=3,8 мм и rk+1=4,2 мм,радиус кривизны линзы R=6,5 м.1.60.В условиях задачи 1.58 а) определить толщину h слоявоздуха там, где в отраженном свете( λ=0,6 мкм ), наблюдается первоесветлое кольцо Ньютона; б) определить толщину слоя воды в томместе, где наблюдается третье темное кольцо в проходящем свете сдлиной волны =0,5 мкм, показатель преломления воды =1,33.1.61.В условиях задачи 4.58 найти радиус кривизны линзы, еслипри наблюдении в отраженном свете (λ=500 нм) диаметры двух1.62.84светлых колец d1=4,0 мм и d2=4,8 мм, при этом между нимирасположены еще три светлых кольца.Контрастность интерференционной картины характеризуетсявеличиной V = (I max − I min ) ( I max + I min ) , где I , I - интенсивностив максимумах и минимумах соответственно.
Чтобы глазом заметитьчередование темных и светлых полос, величина V должна бытьбольше V = 0,1 . Определить V при наблюдении колец Ньютона впроходящем свете. Будут ли глазом различимы кольца? Показательпреломления линзы и пластины п = 1,5 . Указание: Воспользоватьсяформулой для коэффициента отражения при нормальном падениисвета R = nn −+ 11 .1.63.maxminmin2На вершине сферической поверхностиплосковыпуклой линзы имеется сошлифованныйплоский участок радиуса r0 = 3,0 мм, которымона соприкасается со стеклянной пластинкой.Радиус кривизны линзы R = 150 см. Найтирадиус шестого светлого кольца при наблюдении в отраженном свете сдлинной волны λ = 655 нм.1.64.Найти радиус r0 сошлифованного плоского участка (см.предыдущую задачу), если при наблюдении в отраженном свете радиусдесятого темного кольца ρ10 = 3,5 мм, длина волны света λ = 0,6 мкм,радиус кривизны линзы R = 100 см.1.65.1.66.
Плосковыпуклая стеклянная линза с радиусом кривизныR = 40 см соприкасается выпуклой поверхностью со стекляннойпластинкой. При этом в отраженном свете радиус некоторого кольцаr = 2,5 мм. Наблюдая за данным кольцом, линзу осторожноотодвинули от пластинки на h = 5,0 мкм. Каким стал радиус этогокольца?Что будет происходить с интерференционной картиной (какбудут меняться радиусы колец) при увеличении зазора между линзой ипластиной (см. предыдущую задачу)? Какое число новых колецвозникнет (а старых исчезнет), если линзу отодвинуть на расстояниеh = 100 мкм, длина волны падающего света λ = 580 нм?1.67.85Две одинаковые плосковыпуклые линзы соприкасаютсясвоими сферическими поверхностями.
В отраженном свете ( λ = 0,6мкм) диаметр пятого светлого кольца d = 1,50 мм. Найти радиуссферических поверхностей линз.1.68.Две плосковыпуклые линзы с радиусами кривизнысферических поверхностей R1 и R2 соприкасаются вершинами своихсферических поверхностей. При наблюдении колец в отраженном светерадиус m – го светлого кольца равен ρ . Найти длину волны света λ.1.69.1.70. Плоко-выпуклаястеклянная линза с радиусом кривизнысферической поверхности R=15 см прижата (так, что вершинасферической поверхности деформирована) к стеклянной пластине.Радиусы 5-го и 10-го темных колец Ньютона в отраженном свете равнысоответственно p5=0,2 мм и p10=0,7 мм. Определить длину волны света.В установке для наблюдения колецНьютона свет с длинной волны λ = 0,5 мкм падаетнормально на плосковогнутую линзу с радиусомкривизны R1 = 2 м, положенную вогнутой сторонойна плосковыпуклую линзу с радиусом кривизныR2 = 1 м.
Определить радиус ρ 3 третьего темного кольца,наблюдаемого в отраженном свете.1.71.В установке для наблюдения колец Ньютона был измеренрадиус третьего темного кольца. Когда пространство междупластинкой и линзой заполнили жидкостью, тот же радиус стало иметькольцо с номером на единицу большим.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
