Практический курс физики. Волновая оптика (1013223), страница 14
Текст из файла (страница 14)
Найти интенсивность света I в точке P ,расположенной за экраном на некотором расстоянии от него и длякоторой закругленный край экрана совпадает с границейа), б), в) первой зоны Френеля;г), д), е) второй зоны Френеля.2.16.Плоская монохроматическая волна света интенсивности I 0падает нормально на непрозрачный диск, закрывающий для точкинаблюдения P первую зону Френеля. Какова стала интенсивностьсвета в точке P после того, как у диска удалили:а) половину по диаметру;б) три четверти;в) часть, определяемую углом ϕ ?2.17.Плоская световая волна с длинойволны λ=0,6 мкм и интенсивностью I 0 падаетнормально на большую стеклянную пластину(n=1,5), профиль которой показан на рисунке.При какой высоте уступа h интенсивность света в2.18.93точках, расположенных под ним будет а) минимальна, б) вдвоеменьше I 0 .2.19. Плоская монохроматическая световая волна интенсивностиI 0 падает нормально на поверхность непрозрачного экрана с круглымотверстием, открывающим для точки наблюдения Р центральнуюзону Френеля.
В отверстие поместили стеклянный диск,перекрывающий внутреннюю половину центральной зоны. При какойтолщине этого диска интенсивность света в точке Р будет:а) максимальна? Чему она равна?б) минимальна?Плоская световая волна длины λ и интенсивности I 0падает нормально на круглую стеклянную пластинку, радиус которойравен радиусу первой зоны Френеля для точки наблюдения Р . Найтитолщину пластинки, при которой интенсивность света в точке Рбудет: а) максимальна; б) минимальна. Чему равна интенсивностьсвета в этих случаях?2.20.2.21.
Плоская световая волна сλ = 0,60 мкм падает нормально надостаточно большую стекляннуюпластинку, на противоположнойстороне которой сделана круглаявыемка. Для точки наблюдения Рона представляет собой первые полторы зоны Френеля. Найти глубинуh выемки, при которой интенсивность света в точке Р будет: а)максимальна; б) минимальна; в) равна интенсивности падающегосвета.
Чему равны интенсивности в случаях а) и б)?На пути плоской световой волны с λ = 0,54 мкм поставилитонкую собирающую линзу с фокусным расстоянием f = 50 см,непосредственно за ней – диафрагму с круглым отверстием и нарасстоянии b = 75 см от диафрагмы – экран. При каких радиусахотверстия центр дифракционной картины на экране имеетмаксимальную освещенность.
Указание: разбить площадь отверстия назоны Френеля, учитывая, что падающая на него волна являетсясходящейся.2.22.94Плоская монохроматическая световая волна длины λ иинтенсивности I падает по нормали на диафрагму с круглымотверстием, которое для точки наблюдения P открывает первую зонуФренеля. Половина отверстия по диаметру перекрыта стекляннойпластинкой толщины h c показателем преломления n = 1,5 . При какойтолщине пластины интенсивность света в точке наблюдения будет а)максимальной; б) минимальной; в) чему будет равна интенсивностьсвета в этих случаях?2.23.0На узкую щель падает нормально монохроматический свет.отклонения пучков света, соответствующих второй светлойдифракционной полосе при фраунгоферовой дифракции равен 10 .Скольким длинам волн падающего света равна ширина щели?2.24.Угол ϕОценить угловую и линейную ширину центральногомаксимума в случае дифракции Фраунгофера на щели ширины b = 0,1мм.
Длина падающей на щель волны λ = 0,50 мкм, фокусноерасстояние линзы F = 0,2 м.2.25.2.26. Монохроматический свет падает нормально на щель шириныb = 11 мкм. За щелью находится тонкая собирающая линза с фокуснымрасстоянием F = 150 мм, в фокальной плоскости которой расположенэкран. Найти длину волны света, если расстояние на экране междусимметрично расположенными минимумами третьего порядка равно∆х = 50 мм.На щель ширины b = 3,0 мкм нормально падает плоскаясветовая волна с λ = 0,5 мкм. Определить количество максимумовинтенсивности, наблюдаемых в фокальной плоскости линзы.2.27.Белый свет падает по нормали на щель ширины b = 0,10 мм.За щелью установлена линза с фокусным расстоянием F = 20 см, вфокальной плоскости которой установлен экран. Оценить ширину aрадужного канта на границе наблюдаемого на экране центральногодифракционного максимума.2.28.На щель падает нормально параллельный пучокмонохроматического света.
Расположенная за щелью линза сфокусным расстоянием F = 2,00 мпроектирует на экрандифракционную картину в виде чередующихся светлых и темных2.29.95полос. Ширина центральной светлой полосы ∆х = 5,0 см. Как надоизменить ширину щели b , чтобы центральная полоса занимала весьэкран при любой ширине последнего?2.30. На щель ширины b = 20 мкм падает нормально параллельныйпучок монохроматического света ( λ = 500 нм). Найти ширину Аизображения щели на экране, удаленном от щели на расстояние l = 1м.
Шириной изображения считать расстояние между первымидифракционными минимумами, расположенными по обе стороны отглавного максимума освещенности. (Условие дифракции Фраунгофера:b 2 λl << 1 соблюдается).Плоская световая волна падает нормально на непрозрачнуюплоскую преграду, в которой имеется узкая щель ширины b = 0,200мм. За преградой расположен экран. Расстояние между преградой иэкраном l = 1,00 м. Определить длину световой волны, если расстояниеa12 между серединами 1 – го и 2 – го дифракционных максимумовравно 2,50 мм. Условия дифракции Фраунгофера соблюдены.2.31.Свет с длинной волны λ = 0,60 мкм падает нормально нанепрозрачную плавающую на поверхности воды преграду с узкойдлинной щелью ширины b = 9 мкм.
Найти угловую ширинумаксимума второго порядка ( n = 4 3 ).2.32.воды2.33. Плоская световая волна с λ = 0,60мкм падает нормально награнь стеклянного клина с преломляющим углом φ=15о. Напротивоположной непрозрачной грани имеется щель ширины b = 10мкм, параллельная ребру клина. Найти:а) угол ∆ϕ между направлением на фраунгоферов максимумнулевого порядка и направлением падающего света;б) угловую ширину фраунгоферова максимума нулевого порядка.0Методом графического сложения амплитуд определитьотношение интенсивностей первого и центрального максимумов придифракции на щели.
Считать, что можно использовать приближенноеλусловие максимумов (2.9) b sin ϕ = ±(2m + 1) 2 .2.34.При условиях задачи 2.34 найти отношение интенсивностейвторого и первого максимумов.2.35.96Монохроматический свет падает нормально надифракционную решетку с большим числом штрихов. Что произойдетс дифракционной картиной (зависимостью I (sin ϕ ) ), если щелидифракционной решетки перекрыть через одну? Иначе: как изменяетсявысота и ширина главных максимумов, их число и положение,количество дополнительных минимумов, суммарная площадьмаксимумов? Ответ обосновать?2.36.Что произойдет с дифракционной картиной, если половинудифракционной решетки перекрыть с одного края непрозрачнойпреградой, т.е.
число штрихов уменьшить в два раза? (Смотрипредыдущую задачу).2.37.2.38. Построить примерный график зависимости интенсивностиI от sin ϕ в случае нормального падения света на дифракционнуюрешетку с числом штрихов N и отношением периода решетки d кширине щели b , равным:d b = 2;б) N = 4 ,а) N = 3 , d b = 2 ,d b = 3.г) N = 5 ,в) N = 5 , d b = 2 ,Ширина щели b много больше длины волны λ падающего света.Построение обосновать.Определить полное число главных максимумов, которыемогут реализоваться при дифракции света с длиной волны λ ,падающего нормально на дифракционную решетку с периодомd = 7,5λ . Сколько главных максимумов будет видно, если отношениепериода решетки к ширине щели этой решетки d b = 3 ?2.39.2.40.
В спектре, даваемомd = 2,30 мкм при нормальномλ = 0,50 мкм, видны только 5дифракционной решеткой с периодомпадении на нее света с длиной волнымаксимумов (включая центральный).Какова ширина щели этой решетки?2.41. На дифракционную решетку , содержащую п = 100штрихов/мм, падает нормально монохроматический свет. Зрительнаятруба спектрометра наведена на максимум третьего порядка. Чтобынавести трубу на другой максимум того же порядка, ее нужноповернуть на угол ∆ϕ = 20 0 . Определить длину волны света.97При освещении дифракционной решетки белым светомспектры второго и третьего порядка частично перекрывают друг друга.На какую длину волны в спектре второго порядка накладываетсяфиолетовая граница ( ϕ1 = 0,4 мкм) спектра третьего порядка?2.43. При нормальном падении света на дифракционную решеткуугол дифракции линии λ = 0,65 мкм в первом порядке равенϕ 1 = 20,7 0 .
Найти угол дифракции для линии λ2 = 0,50 мкм в третьемпорядке.2.42.1На дифракционную решетку нормально падает пучок светаот разрядной трубки, наполненной гелием. Сначала зрительная трубаустанавливается на фиолетовые линии ( λ ф = 389 нм) по обе стороныот центральной полосы в спектре первого порядка. Отсчеты по лимбувправо от нулевого деления дали ϕ ф1 = 27 033′ и ϕ ф = 36 27′ .
Послеэтого зрительная труба устанавливается на красные линии по обестороны от центральной полосы в спектре первого порядка. Отсчетыпо лимбу вправо от нулевого деления дали ϕ = 23 54′ и ϕ = 40 6′ .Найти длину волны λ красной линии спектра гелия.2.44.020k10k2к2.45. Найти наибольший порядок mmax спектра для желтой линиинатрия ( λ = 589 нм), если дифракционная решетка содержит n = 500штрихов/ мм.
Какому углу дифракции соответствует последниймаксимум? Свет падет на решетку нормально.На дифракционную решетку нормально падает пучок светеот разрядной трубки. Какова должна быть постоянная решетки d ,чтобы в направлении ϕ = 41 совпадали максимумы линийλ1 = 656,3 нм и λ = 410,2 нм? Известно, что максимальный порядокспектра (в области видимого света) равен 12.2.46.02Свет с длинной волны λ = 535 нм падает нормально надифракционную решетку.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
