Физика. Разделы: "Волновая оптика", "Элементы атомной физики и квантовой механики": Программа, методические указания и контрольные задания, страница 3

2. Выполнить решение задач в общем виде, т.е. в буквенных обозначениях. При выводе формулы для искомой величины не проводить промежуточных численных расчетов.

3. При необходимости графического пояснения, выполнить чертеж с помощью чертежных принадлежностей.

4. Решение задачи сопровождать краткими пояснениями и ссылками на основные физические законы.

5. Перед проведением численного расчета выполнить проверку размерности результата. Убедиться в том, что размерности левой и правой частей окончательной формулы одинаковы. Если такого соответствия нет, то это означает, что задача решена неверно.

6. Числовые значения величин при подстановке их в расчетную формулу, а также ответ, следует выражать в единицах СИ. Окончательный ответ, где это требуется, представляется в единицах, которые являются общеупотребительными в соответствующем разделе физики.

7. Провести вычисление искомой величины. При необходимости - использовать справочные данные. Окончательный численный результат представить в нормализованном виде, т.е. в виде произведения десятичной дроби с одной значащей цифрой перед запятой на соответствующую степень десяти (например, вместо 5261 необходимо записать 5,261 · 103). Ответ должен содержать наименование физической величины, ее численное значение и размерность.

6. УЧЕБНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

6.1. Волновая оптика

Длина волны “l”; скорость электромагнитной волны в вакууме”c” и частота “n” (Гц), связаны соотношением:

Если электромагнитная волна (в частном случае – световая) распространяется в некоторой среде с показателем преломления “n” то скорость волны будет:

Оптическая длина пути луча:

L=nℓ

где “l” - геометрическая длина пути.

Оптическая разность хода двух световых лучей:

При сложении колебаний двух лучей с оптической разностью хода кратной целой длине волны происходит их взаимное усиление. Условие взаимного усиления (условие максимума) будет:

 (k=0, 1, 2)

При сложении колебаний двух лучей с оптической разностью хода кратной нечетному количеству половин длин волн происходит их взаимное ослабление. Условие взаимного ослабления (условие минимума) будет:

 (k=0, 1, 2,…)

Наблюдаемая визуально интерференционная картина состоит из чередующихся светлых и темных прлос, причем светлым полосам соответствуют условия взаимного усиления лучей, темным условия взаимного ослабления. Если в установке происходят какие-либо изменения, приводящие к плавному увеличению или уменьшению разности хода лучей, то наблюдаемая интерференционная картина плавно смещается. Смещению на m полос соответствует изменение разности хода на m длин волн.

При отражении луча от оптически более плотной среды (т.е. от среды с более высоким показателем преломления n) происходит изменение фазы колебаний на p, что соответствует изменению в оптической длине пути этого луча на . При отражении от менее плотной среды изменения фазы колебаний не происходит.

Оптическая разность хода лучей, полученных за счет отражения от тонкой прозрачной пластинки, будет:

,

где b, n - соответственно толщина пластинки и показатель преломления материала пластинки; i – угол  падения лучей на пластинку.

Радиусы колец Ньютона:

 (m = 1, 2, 3),

где R - радиус кривизны линзы. Четным m соответствуют радиусы светлых колец, нечетным - радиусы темных колец Ньютона. Если между линзой и плоской пластинкой находится прозрачное вещество с показателем преломления n, то длина волны, по сравнению с длиной волны в вакууме, уменьшается в n раз.

Основная формула дифракционной решетки:

, (),

где - период решетки; f - угол дифракции; – порядок дифракции; l - длина волны.

Разрешающая способность дифракционной решетки определяется формулой:

,

где - l и l+l - длины волн разрешаемых (т.е. видимых раздельно) спектральных линий; k - порядок дифракции; N - общее число щелей в дифракционной решетке.