Г.С. Ландсберг - Элементарный учебник физики (том 3). Колебания и волны. Оптика. Атомная и ядерная физика (1120574), страница 85
Текст из файла (страница 85)
Как изменится ширина полос, если пленка станет толще? 14. Выведите формулы для радиуса первой н второй зон Френеля для точки, отстоящей на расстоянии )7 от фронта плоской волны, длина которой равна Х. 15. Рассчитайте площадь первой, второй н третьей зон Френеля дтя точки, отстоящей на расстоянии 2 м от фронта плоской волны, еслн длина волны равна 500 нм. 16. Какая длина волны максимума т р е т ь е г о порядка длфракционной решетки совпадает с максимумом ч е т н е р т о г о порядка для длины волны )с=405 нм? 17. Для каких длин волн можно наблюдать дифракционные ма«- симумы с решеткой, период которой ранен н? 18. Иа дифракционную решетку с периодом с! падает монохроматический свет, длина волны которого равна Х.
Спектры наблюдаются с псмощью трубы, как показано на рнс. 343. Сколько порядков )!? м Рнс. 343. К упражнению !8: 1 — источник монохроматического света, 2 — коллиматор, 3 — дифракционная решетка, 4— труба, которую можно вращать около центра 0 спектров можно наблюдать? Дайте общее решение; примените его для частного случая, когда Ы=О,О! мм, а к=520 нм. 19.
Сколько штрихов на миллиметр должна иметь дифракционная решетка, пригодная для исследований инфракрасных спектров с длиной волны около !00 мкм, 20. Выведите для дифракцнонной решетки соотношение между длинами волн максимумов т-го и и-го порядков, которые совпадают друг с другом, Р а с с и о т р и т е для дифракционной решетки: а) линии каких длин волн спектра второго порядка и спектра третьего порядка накладываются на линию длины волны к=600 вм спектра первого порядка; б) линии какой длины волны спектра первого 447 порядка накладываются на линию длины волны 1=450 нм спектра второго порядка. 21.
Дифракционная решетка имеет 100 штрвхов на миллиметр. Определите углы, под которымн расположены максимумы первого, второго и третьего порядков для я=500 нм. 22. Дифракциониый спектроскоп имеет устройство, изображенное иа рис.344. Периодрешетки равен бикък фокусное расстояние объектива 3 равно ! м. а) Определите расстояния между двумя желтыми линиями натрия 589,0 и 589,0 нм в первом и втором порядках.
б) Определите расстояние между положениями линии 600 им в спектрах первого и второго порядков. в) В каком поряд ке расстояние между двумя желтыми линиями ртути 577 им и 579 нм будет раино 1,33 ыму г) Дисперсия спектроскопа измеряет я Рис. 344, К упражнению 22: 1 — коллиматор, 2 — дифрак.
циоиная решетка, 3 — объектив камеры, 4 — фотопластияка числом наиометров приходящихся на участок пластинки длиной в ! мм. Зависит ли дисперсия дифракцноииого спектроскопа от длины волпыэ Вычислите дисперсию спектроскопа для первого п второго порядков. 23. Если смотреть, прищурив глаз, на нить лампочки накаливания, то нить кажется окаймленной светлыми бликами по двум перпендикулярным направлениям. Прп поворачивании головы около луча зрения картина также поворачивается.
Если нить лампы расположена примерно параллельно носу наблюдателя, то удается наблюдать ряд цветных (радужных) изображений вити; это пе удается или удается лишь очень неотчетливо, если нить лампы расположена перпендикулярно к носу наблюдателя. Выполните эти наблюдения. Обратите внимание, в каком порядке расположены цвета в цветном изображении. Объясните наблюдаемые явления.
24. Принимая в предыдущей задаче толщину волосков ресниц, равной О,! мм, и считая, что волоски отстоят друг от друга на О,!5 мм, рассчитайте примерное расстояние между изображевиями нити лампы, если она находится в 3 и от наблюдателя, Изменяется ли это расстояние при приближении и удалении лампы? Проверьте последнее заключение на опыте. 25. Более точная схема расположения приборов при определении скорости света по методу Фуко приведена на рис. 345. Линза дает изображение источника Я на поверхности сферического зеркала, центр которого совпадает с осью вращения зеркала. Стеклянная пластинка, отражая часть света в неправ.
448 ленин 3", облегчает выполнение наблюдений. Рассмотрите как работает зта схема. 26. Разрешающая способность телескопа такова, что две звезды, угловое расстояние между которых!и равно 1!8 ", разлпча!атея в зтот телескоп как раздельные. На каком расстоянии (в км) должны нахолиться друг от друга такие различимые звезды, еслч свет от них идет до Земли 100 световых лет? 27. Разрешающая способность глаза при достаточной освещенности объекта равна 1'.
На расстоянии 1 и от глаза на белом фоне натянуты тонкие черные проволочки. Каково должно быть расстояние между проволочками, чтобы они не сливались для глаза? Рнс, 345. К упражнению 25 28. Почему близорукий глаз может различать более мелкие детали (например, читать более мелкий шрифт), чем нормальный глаз? 29. Диаметр объектива миироскопа близок к диаметр> зрачка глаза. Поэтому их угловая разрешающая сила, обусловленная дифракцией на отверстии зрачка илн объектива, примерно одинакова и равна 1'. Но так как фокусное расстоянае объектива мало, то рассматриваемый объект можно сильно приблизить и объективу.
На паком расстоянии должны быть штрихи сетки, чтобы их можно было различить в имкроскоп, фокусное расстояние объектива которого равно 1 мм? 30. Разрешающая способность глаза (острота зрения) зависит от освещенности и характера рассматриваемого объекта. Нормальный глаз прн освещенности около 100 лк может различать на черном фоне детали белого объекта (например, буквы, написанные мелом на черной доске), если угловые размеры их около 100" ( 2'). Какого размера должны быть буквы на классной доске, чтобы ученик мог их различать с парты, расположенной на расстоянии 8 и от доски? Детали, отличающие одну букву от другой, составляют примерно пятую часть буквы.
31. На каком расстоянии должны быть два пункта на Луне (на. пример, две горные вершины), чтобы они не сливались при наблюдении глазом и с помощью телескопа? Освещенность и контрастность предполагаются достаточными для того, чтобы можно было для глаза считать разрешающую способность равной 1', а для телескопа 178". Расстояние до Луны равно 382 000 км. 3 Элеиснтэрима учебник фваакв, т.
!!! 449 32. Лист белой бумаги освещен одновременно двумя электрическими дугами, перед одной из нях стоит желтое стекло, а перед другой — синее (рис. 346, а). Желтое стекло поглощает голубую, синюю и фиолетовую части спектра, а синее стекло — красную, оранжевую и желтую. Тот же лист бумаги, арко освещенный электрической дугой, рассматривают через те же два цветных стекла — желтое и сн. нее, сложенные вместе (рис. 346, б).
Объясните, какой будет каззться освещенная бумага в первом и втором случаях. з Рис. 346. К упражнению 32: а) ! и 2 — дуги, 3 — 4 — желтое и синее стекла, 6 — белая бумага, б — глаз; б) 1 — дуга, 2 — 3— желтое и синее стекла, 4 — белая бумага, 5 — глаз ЗЗ. Опишите, как выглядит белая, красная, желтая, зеленая и синяя бумага, освещенная желтым светом натриевого пламени.
34. Объясните происхождение цвета: а) синего неба, б) синего стекла, в) синей бумаги. 35. На пластинку никеля, для которого работа выхода равна 4,5эВ, падает ультрафиолетовое излучение, длина волны которого равна 200 нм. Определите максимальную скорость фотоэлектронов. Значения необходимых постоянных: масса электрона равна 0,91 ° !О-ээ кг, скорость света равна 3 ° !Оэ ьйс, постоянная Планка равна 6,6 10-а' Дж с.
36. Какова наибольшая длина волны света, под действием которой можно получить фотоэффект с поверхности натрия (работа выхода А,=2,35 эВ), вольфрама (А,л — — 4,5 эВ), платины (А,= =-5,3 эВ)7 (Эта длина волны носит название длинновохновоа или красной границы фотоэффекта.) 37. Под действием рентгеновского излучения пластинка из Уп, изображенная на рис. 330, зарядилась так, что электрометр показывает 1500 В. !) Каков знак заряда электрометра2 2) Какова длина волны рентгеновского излучения, примененного в этом опытеу б) Изменится ли заметно результат опыта, если пластинку сделать из никеля или вольфрама? 38.
Вычислите отношение путей солнечных лучей в атмосфере для положения Солнца на горизонте и в зените (ср. рис. 319). Рассмотрите атмосферу как имеющую равномерную плотность, равную плотности у поверхности Земли (так называемая приведенная атмосфера). Ее толщину примите равной !О км, а радиус Земли 6400 им. 39. Нередко замечается, что классная доска «отсвечивает», т. е. написанное б е л ы м мелом неразличимо на ч е р н о й доске. Объясните это явление. При каких положениях учеников, доски и окна оно буди наблюдаться? Будет ли отсвечивать экран, сделанный из черного бархата? П р и м е ч а н и е.
Буквы, написанные мелом, отражают свет диффузно (рассеивают) и обладают большим коэффициентом отражения (альбедо для мела близко к единице); черная лакировзвная доска отражает зеркально, хотя и с небольшим коэффициентом отражения; этот коэффициент отражения заметно возрастает по мере приближения угла падения света на доску к прямому. 40. Даны два фильтра: фиолетовый и желто-зеленый; первый пропускает фиолетовую н темно-синюю часть спектра, а второй— красную, оранжевую, желтую и желто-зеленую. Сложенные вместе, они задерживают, следовательно, все цвета спектра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
