Л.Г. Антошина, С.В. Павлов, Л.А. Скипетрова - Общая физика (сборник задач) (1109674), страница 38
Текст из файла (страница 38)
Для нахождения фронтов обыкновенной и необыкновенной волн проводим (по принципуГюйгенса) касательные плоскости DF и DE соответственно к сферам и эллипсоидам. Линии, соединяющие точку А (а также точку Си др.) с точками касания сферической и эллипсоидальной поверх-Рис. 4.22281ностей с касательными плоскостями DF и DE, дают нам соответственно обыкновенный и необыкновенный лучи. Так как главноесечение кристалла в данном случае совпадает с плоскостью чертежа, то электрический вектор необыкновенного луча колеблетсяв этой плоскости (стрелки), а электрический вектор обыкновенного луча колеблется перпендикулярно ей (точки).
Как видно изрисунка, необыкновенные лучи не перпендикулярны волновомуфронту. В данном случае угол преломления re < ro.Задачи без решений4.2.18. Две когерентные световые волны достигают некоторойточки с разностью хода Δd = 2,0 мкм. Что произойдет в этой точке: усиление или ослабление волн? Рассмотреть три случая, когдасвет: 1) красного цвета (λ1 = 760 нм), 2) желтого цвета (λ2 = 600 нм),3) фиолетового цвета (λ3 = 400 нм).4.2.19. На стеклянную пластинку (n1 = 1,5) нанесена прозрачная пленка (n2 = 1,4). На пленку нормально к поверхности падаетмонохроматический свет с длиной волны λ = 600 нм. Какова наименьшая толщина dmin пленки, если в результате интерференцииотраженные лучи максимально ослабляются?4.2.20. Два когерентных источника S1 и S2 испускают монохроматический свет с длиной волны λ = 600 нм.
Определить, на какомрасстоянии от точки O будет первый максимум освещенности,если l = 4 м, d =1 мм (рис. 4.23).Рис. 4.234.2.21. Расстояние на экране между двумя соседними максимумами освещенности составляет Δх = 1,2 мм. Определить длинуволны света, испускаемого когерентными источниками S1 и S2,если l = 2 м, d = 1 мм (см. рис.
4.23).4.2.22. На стеклянный клин нормально к его грани падает монохроматический свет с длиной волны λ = 600 нм. Число интерференционных полос, приходящихся на l = 1 см, равно N = 10.Определить преломляющий угол клина, если показатель преломления стекла n = 1,5.2824.2.23. Для получения колец Ньютона использовали плосковыпуклую линзу с радиусом кривизны R = 12,5 м.
Освещая линзумонохроматическим светом, определили, что расстояние междучетвертым и пятым светлыми кольцами равно Δr = 0,5 мм. Найтидлину волны падающего света.4.2.24. Кольца Ньютона наблюдаются в отраженном свете насистеме, состоящей из плосковыпуклой линзы из крона (n = 1,55)с фокусным расстоянием F = 2 м и вогнутого зеркала с радиусомкривизны R = 3 м. Найти расстояние между третьим и пятым темными кольцами, если длина волны λ = 0,56 мкм.4.2.25. Каков период решетки, если при нормальном падениина нее лучей с длиной волны λ = 0,75 мкм на экране, отстоящемот решетки на расстоянии L = 1 м, максимумы первого порядкарасположены на расстоянии D = 30,3 см друг от друга? Какое количество максимумов дает эта дифракционная решетка?4.2.26.
На дифракционную решетку с периодом d = 2 мкм падает свет с длиной волны λ = 500 нм. Определить угол между максимумами первого порядка.4.2.27. Дифракционная решетка имеет N = 100 штрихов наl = 1 мм длины. Определить длину волны λ монохроматическогосвета, падающего на решетку нормально, если угол между максимумами первого порядка равен ϕ = 8°.4.2.28. Каков наибольший порядок максимума для волны сλ = 600 нм в дифракционной решетке, имеющей N = 300 штриховна l = 1 мм?4.2.29.
Найти радиус r3 третьей зоны Френеля (m = 3), еслирасстояние от источника света до волновой поверхности a = 1 м,расстояние от волновой поверхности до точки наблюдения b == 0,5 м. Длина волны света λ = 550 нм.4.2.30. На щель шириной а = 5λ падает нормально параллельный пучок монохроматического света с длиной волны λ. Под каким углом ϕ будет наблюдаться четвертый (m = 4) дифракционныйминимум света?4.2.31. На дифракционную решетку с периодом d = 14 мкмпадает нормально монохроматическая световая волна.
При этомрасстояние между максимумами второго и третьего порядков равно h = 8,7 см. Какова длина волны λ падающего света, если расстояние от решетки до экрана равно L = 2 м?4.2.32. Спектр получен с помощью дифракционной решетки сd = 1,9 мкм. Дифракционный максимум второго порядка удален283от центрального максимума на расстояние h = 7,3 см, а от решетки — на расстояние L = 1,13 м. Определите частоту падающего нарешетку света.4.2.33. Чему равен угол между главными плоскостями поляризатора и анализатора, если интенсивность естественного света, прошедшего через поляризатор и анализатор, уменьшается в 4 раза?4.2.34. Предельный угол полного отражения пучка света награнице жидкости с воздухом равен α = 43°.
Определить уголБрюстера для падения луча из воздуха на поверхность жидкости.4.2.35. Луч света, отраженный от поверхности воды, оказалсяполностью поляризованным. Под каким углом α к поверхностиводы находилась лампочка? Показатель преломления воды принять равным n = 1,33.4.2.36. Отраженный свет максимально поляризован, когда уголпреломления равен α = 38°.
Найти показатель преломления n вещества.4.2.37. Во сколько раз ослабляется естественный свет, проходячерез два николя, главные плоскости которых составляют уголα = 30°, если в каждом из николей теряется 10% падающего нанего светового потока?4.2.38. Естественный свет проходит через поляризатор и анализатор, поставленные так, что угол между их главными плоскостями равен α. Как поляризатор, так и анализатор поглощают иотражают 8% падающего на них света.
Оказалось, что интенсивность луча, вышедшего из анализатора, равна 9% интенсивностиестественного света, падающего на поляризатор. Найти угол α.4.2.39. Пучок плоскополяризованного света, длина волны которого равна λ = 650 нм, падает нормально на пластинку исландского шпата, вырезанную параллельно его оптической оси. Найтидлины волн обыкновенного и необыкновенного лучей в кристалле, если показатели преломления исландского шпата для обыкновенного и необыкновенного лучей равны соответственно no = 1,66и ne = 1,49.4.2.40. Параллельный пучок света падает нормально на пластинку исландского шпата, вырезанную параллельно оптическойоси кристалла.
Толщина пластинки равна d = 0,2 мм. Показателипреломления для обыкновенного и необыкновенного лучей равнысоответственно no = 1,66 и ne = 1,49. Найти разность хода Δd обоих лучей при выходе из пластинки.2844.2.41. Пучок монохроматического света с длиной волны λ == 0,6 мкм падает нормально на пластинку кристаллического кварца, вырезанного параллельно оптической оси.
Определить толщину d пластинки, при которой произойдет сдвиг фаз обыкновеннойи необыкновенной волн на Δϕ = 90°. Для данной длины волныпоказатели преломления обыкновенного и необыкновенного лучейравны соответственно no = 1,544 и ne = 1,553.4.2.42. Построить ход лучей в одноосном положительном кристалле, если оптическая ось параллельна преломляющей грани илежит в плоскости падения. Луч света падает нормально к поверхности кристалла (рис. 4.24).4.2.43. Построить ход лучей в одноосном положительном кристалле, если оптическая ось параллельна преломляющей грани иперпендикулярна плоскости падения. Луч света падает нормальнок поверхности кристалла (рис. 4.25).Рис.
4.24Рис. 4.254.2.44. Построить ход лучей в одноосном положительном кристалле, если оптическая ось лежит в плоскости падения под косымуглом к преломляющей грани, а параллельный пучок света падаетперпендикулярно к преломляющей поверхности кристалла(рис. 4.26).4.2.45. Построить ход лучей в одноосном отрицательном кристалле, если оптическая ось перпендикулярна преломляющей грани.
Луч света направлен вдоль оптической оси (рис. 4.27).Рис. 4.26Рис. 4.272854.2.46. Построить ход лучей в одноосном отрицательном кристалле, если оптическая ось перпендикулярна преломляющей грани, а луч света падает наклонно к оптической оси (рис. 4.28).Рис. 4.28ТЕМА 4.3КВАНТОВАЯ ОПТИКАКорпускулярные свойства света. Постоянная Планка. Для разрешения противоречия между теорией и опытом, возникшего в физике в начале ХХ века (тепловое излучение, строение атома, спектры испускания и поглощения), немецкий физик Макс Планкпредположил, что атомы испускают электромагнитную энергиюотдельными порциями — квантами.
Энергия каждой порции прямо пропорциональна частоте ν излучения:E = hν,(4.3.1)где h = 6,63 · 10–34 Дж · с — постоянная Планка.При испускании и поглощении свет ведет себя подобно потокучастиц с энергией E = hν. Световая частица называется фотон,или квант электромагнитного излучения.Масса и импульс фотонаmγ = E/c 2 = hν/c 2, pγ = hν/c.(4.3.2)Здесь с — скорость света.Фотоэффект — это эффект испускания электронов веществомпод действием света.Законы фотоэффекта. 1.
Сила тока насыщения прямо пропорциональна интенсивности светового излучения, падающего наповерхность тела. 2. Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов возрастает с частотой света и не зависит от его интенсивности. 3. Если частота света меньше некоторой определеннойдля данного вещества минимальной частоты, то фотоэффект непроисходит.Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта. По теории Эйнштейнафотоэффект имеет следующее объяснение: поглощая квант света,электрон приобретает энергию hν.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
