Физика-11кл-Касьянов-2002-ГДЗ (991547), страница 12
Текст из файла (страница 12)
Взаимное усиление и ослабление волнв пространствеОТВЕТЫ НА ВОПРОСЫ1. Потому что когерентные волны запаздывают друг относительнодруга.2. Максимальная результирующая интенсивность когерентных колебаний при интерференции в определенной точке пространства об-96разуется при их запаздывании друг относительно друга на время,которое кратно периоду этих колебаний:∆tmax = mT,где m = 0, ±1, ±2, … .Imax = I1 + I2 +I1 I 2 .3.Минимальная результирующая интенсивность когерентных колебаний при интерференции в определенной точке пространства образуется при их запаздывании друг относительно друга на время, которое равно нечетному числу полупериодов этих колебаний:∆tmin = mT,где m = 0, ±1, ±2, … .Imin = I1 + I2 –I1 I 2 .4.
Геометрическая разность хода – это разность расстояний от источников интерферирующих волн до точки их интерференции.5. Условие интерференционного максимума:∆ = mλ,где m = 0, ±1, ±2, … .Условие интерференционного минимума:∆ = (2m + 1)λ/2,где m = 0, ±1, ±2, … .ЗАДАЧИ№ 1.Дано:Решение:l = 550 м/сr2 – r1 = 0 = ∆ — определение разности ходас1 = 1500 м/сволн.с2 = 340 м/с∆ = mλ при m = 0, след, наблюдается интерν = 40 Гцференционный максимум.
Сигналы – усилиm–?ваются.Ответ: Сигналы усиливают друг друга.№ 2.Дано:n = 1,5d = 6 см∆t – ?Решение:∆t = d / (cos (arcsin (1 / n) ⋅ cв ⋅ 1,5 – d / cв —2-й луч опаздывает, из-за искривления внутри пластинки, он проходит по расстоянию97d / cos (φ), а не d.∆t = 0,1 нс.Ответ: ∆t = 0,1 нс.№ 3.Дано:∆1 = 6 мкмn = 4/3∆2 – ?Решение:∆ = с∆t.c∆1Тогда 1 = 1 = ⇒ ∆ 2 = n∆1 = 8 мкм∆ 2 c2 nОтвет: ∆2 = 8 мкм.№ 4.Дано:∆ = 1,2 мкмλ = 400 нм∆2 – ?№ 5.Дано:I = 1 Вт/м2λ = 694 нм∆ = 4,47 мкмIА – ?Решение:В данном случае∆ = 3λ, следовательно произойдетинтерференционный максимум.Ответ: m = 3 ⇒ будет наблюдаться максимум освещенностиРешение:∆ = 6λ следовательно наблюдается интерференционный максимум.IA = I1 + I2 + 2 I1I 2 = 4I1 = 4 Вт/м2.Ответ: IA = 4 Вт/м2.§ 70.
Интерференция светаОТВЕТЫ НА ВОПРОСЫ1.Невооруженным глазом нельзя наблюдать интерференционную картину, потому что независимые источники естественного света некогерентны.2.В опыте Юнга свет падал на экран с узкой щелью. Прошедшая черезщель волна попадала на экран с двумя щелями такой же ширины. Витоге деления фронта световые волны, идущие от этих двух щелей,оказывались когерентными и создавали на экране устойчивую интерференционную картину.3.λ = dym / Rm,98где m = 0, ±1, ±2, …; ym – это координата интерференционного максимума; d – это расстояние между щелями, R – это расстояние отщелей до экрана.4.Зеркало Ллойда: когерентными источниками являются сам источник и его мнимое изображение.Бипризма Френеля: создаются два когерентных мнимых изображения источника.5.Просветление оптики – это уменьшение в результате нанесения налинзу специальной пленки отражения света от ее поверхности.Требуемая толщина покрытия равна:d = v1T/4 = λ1/4,где λ1 – это длина волны света в пленке.§ 71.
Дифракция светаОТВЕТЫ НА ВОПРОСЫ1.Дифракцией называют физическое явление нарушения целостностифронта волны, которое вызвано резкими неоднородностями среды.Это явление свойственно всем волновым процессам, оно проявляется в огибании волнами препятствий, проникновении света в областьгеометрической тени, нарушении прямолинейного распространениясветовых лучей.2.Принцип Гюйгенса – Френеля:в любой точке пространства возмущение является результатом интерференции вторичных когерентных волн, которые излучаютсякаждой точкой волны.3.Соответственными называются источники вторичных волн в разныхзонах, для которых разность хода одинакова.Зоной Френеля называется множество когерентных источников вторичных волн, для которых максимальная разность хода между нимиравна λ/2 (для определенного направления распространения).4.Условие m-го дифракционного минимума:asin αm = mλ,99где m = 0, ±1, ±2 … .Между минимумами расположены дифракционные максимумы.5.Геометрическая оптика – это приближенный метод геометрическойоптики, в том смысле, что ее метода можно использовать для описания достаточно коротких волн, которые распространяются вблизинеоднородностей больших размеров.λ << a2/l.§ 72.
Дифракционная решеткаОТВЕТЫ НА ВОПРОСЫ1.В спектральных экспериментах используют дифракционную решетку, потому что на одной щели слабо видна дифракционная картина,а дифракционная решетка дает максимумы значительной ширины.2.I = N2I0,где I0 – это интенсивность света, которое излучает одна щель. Еслив разность хода между соответственными источниками укладывается целое число длин волн, то волны от всех щелей складываются иусиливают друг друга.dsin αm = mλ,где m = 0, ±1, ±2 … .3.При разности хода между щелями ∆р = λ/N, N щелей дают минимуминтенсивности.dsin αm = λp/N,где p = 0, ±1, ±2 …, p ≠ kN, k = 1, 2, 3… .4.Ширина главного максимума α1 = λ/(Nd).
Следовательно, тем больше резкость главных максимумов, чем больше произведение Nd, т.е.полная ширина решетки.5.Разрешающей способностью дифракционной решетки называетсявеличинаA = λ1 / |λ2 – λ1|,где λ1 и λ2 – это близкие длины волн двух спектральных линий.100ЗАДАЧИ№ 1.Дано:Решение:a = 10 мкм = 10–5 м a sin α i = mi λ ⇒ sin α i = mi λ / aλ = 589 нм = 589 ⋅ В результате α = 0; α = 10°10’.0310–9 мОтвет: α0 = 0; α3 = 10°10’.α0; α3 – ?№ 2.Дано:a = 10 мкмl=1мy1 = 6 смλ–?Решение:λ = a sin α = a y 2 + l 2 = 600 нмцвет.Ответ: λ = 600 нм, желтый цвет.№ 3.Дано:λ = 500 нмd = 1/200 мм = 5 мкмα1 – ?–желтыйРешение:α1 = arcsin(λ / d ) = 5o 44 'Ответ: α1 = 5°44’.№ 4.Дано:Решение:d = 2,5 мкмmλ = a sin α.λ = 600 нмmmax = a / λ = 4,16N–?N = [2mmax] + 1(нужно учесть нулевой максимум). N = 9Ответ: N = 9.№ 5.Дано:d = 10 мкмN = 500λ1 = 589 нмλ2 = 589,6 нмm–?Решение:λ1A=− Nm — уравнение для разрешающейλ 2 − λ1способности решетки.В результате m = 2.Ответ: m = 2.1017Квантовая теорияэлектромагнитного излучения§ 73.
Тепловое излучениеОТВЕТЫ НА ВОПРОСЫ1.Тепловым называют электромагнитное излучение, которое испускают нагретые тела за счет своей внутренней энергии.Тепловое излучение уменьшает внутреннюю энергию тела, и, следовательно, его температуру. Спектральной характеристикой теплового излучения является спектральная плотность энергетическойсветимости.2.Абсолютно черное тело – это тело, которое поглощает всю энергиюпадающего на него излучения любой частоты при произвольнойтемпературе (черная дыра).3.Ультрафиолетовой катастрофой называют расхождение результатовэксперимента с классической волновой теорией.Квантовая гипотеза Планка: энергия и частота излучения связаныдруг с другом.
Излучение молекулами и атомами вещества происходит отдельными порциями – квантами.4.Фотон – квант электромагнитного излучения.1) его энергия пропорциональна частоте электромагнитного излучения.2) q = 0.3) его скорость во всех системах отсчета равна скорости света в вакууме.4) его масса покоя равна 0.5) импульс фотона равен: p = h / λ.6) Давление электромагнитного излучения:Pэм = 2I / c.5.Закон Стефана-Больцмана: интегральная светимость абсолютночерного тела зависит только от его температурыRT = σT4.102Закон Вина: частота, на которую приходится максимум спектральной плотности энергетической светимости абсолютно черного тела,прямо пропорциональна его абсолютной температуре.§ 74.
ФотоэффектОТВЕТЫ НА ВОПРОСЫ1.Фотоэффектом называется явление вырывания электронов под действием света из жидких и твердых веществ.2.В вакуумную трубку помещали два электрода – катод и анод, которые подключали к источнику напряжения. Тока в цепи не было безосвещения катода. При освещении вырываемые светом из катодаэлектроны притягиваются к аноду.Фототоком называется возникающий в цепи под действием светаток, а фотоэлектронами – вырванные электроны.3.Законы фотоэффекта:1) фототок насыщения пропорционален интенсивности света, который падает на катод.2) максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов не зависитот интенсивности света и прямо пропорциональна его частоте.3) существует минимальная частота света для каждого вещества,ниже которой фотоэффект не возможен. Она называется краснойграницей фотоэффекта.При малых напряжениях только часть фотоэлектронов достигаетанода.
Чем больше разность потенциалов, тем больше фототок. Принекотором значении напряжения он становится максимальным, егоназывают фототоком напряжения. При большей интенсивности света фототок насыщения будет больше, и график пойдет выше.4.hν = Aвых + mev2/2.Энергия фотона идет на сообщение вылетевшему фотоэлектронукинетической энергии и на совершение работы выхода. Работой выхода называют минимальную работу, которую необходимо совершить для удаления электрона из металла.Красная граница фотоэффекта:νmin = Aвых / h.103Кинетическая энергия фотоэлектрона от частоты света зависит линейно:Ек = hν – Aвых / h.Она всегда больше нуля, и ниже красной границы фотоэффекта непроисходит.ЗАДАЧИ№ 1.Дано:Решение:λ = 400 нм= 4 ⋅ 10–7 мch 3 ⋅108 м/с ⋅ 6, 62 ⋅10 −34 Дж ⋅ с=Е=hν==Е–?λ4 ⋅10 −7 м4,965 ⋅ 10–27 Дж.Ответ: Е = 3,1 эВ.№ 2.Дано:Решение:λ = 400 нм= 4 ⋅ 10–7 мch− Aв = 3,1 эВ – 2,28 эВ =Ек = hν – Ав =Ек – ?λ= 0,82 эВ.Ответ: Ек = 0,82 эВ.№ 3.Дано:Решение:Ав = 2,26 эВ2, 26 ⋅1, 6 ⋅10 −19 Дж= 0,55⋅1015 = 550 ТГц.νmin =Ав / h=νmin – ?−346, 62 ⋅10Дж ⋅ сОтвет: νmin = 550 ТГц.№ 4.Дано:Решение:λ = 400 нм= 4 ⋅ 10–7 м hν = eU ⇒ U = hν / e =U–?ch 3 ⋅108 м/с ⋅ 6, 62 ⋅10 −34 Дж ⋅ с===λe4 ⋅10 −7 м ⋅1, 6 ⋅10 −19 Кл= 0,82 В.Ответ: U = 0,82 B.№ 5.Дано:d, N, λ, Aв – ?ε–?104Решение:В результате отрыва электронов между пластинами будет образовываться электростатическое поле.Еcт = U ⋅ e = Ned τ / ε 0 ⋅ e.Процесс закончится, когда электроны, выбиваемые с поверхностипластинки, не будут долетать до нее.Ne 2 d τ / ε 0 = hv − Aв ) ⇒ τ = ε 0 (hv − Aв ) / e 2 Nd = ε(hc / λ – Aв) / e2Nd.§ 75.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
