Физика. Разделы: "Волновая оптика", "Элементы атомной физики и квантовой механики": Программа, методические указания и контрольные задания, страница 9

4. На дифракционную решетку, содержащую 500 штрихов на миллиметр, падает по нормали белый свет. Спектр проектируется, помещенной вблизи решетки линзой, на экран. Определить длину спектра первого порядка на экране, если расстояние от линзы до экрана 3 метра. Граница видимого спектра от 400 нм до 780 нм.

5. Определить толщину кварцевой пластинки, вырезанной перпендикулярно оптической оси, для которой угол поворота плоскости поляризации света с длиной волны 509 нм равен 1800.Постоянная вращения в кварце для этой длины волны равна 29,7 град×мм-1.

6. Луч света, идущий в стеклянном сосуде, наполненном серной кислотой, отражается от поверхности стекла. При каком угле падения отраженный свет максимально поляризован? Показатель преломления кислоты 1,43; показатель преломления стекла 1,52.

7.Температура «голубой» звезды 30000 К. Определить: 1)энергетическую светимось звезды; 2) длину волны lm, соответствующую максимуму излучения.

8. g - квант, имеющий энергию 3 МэВ, сталкивается со свободным неподвижным электроном. После столкновения g - квант движется под углом 60о к направлению своего первоначального движения. Какую энергию приобретет электрон в результате столкновения, и под каким углом по отношению к начальному движению g - кванта он будет двигаться?

ВАРИАНТ N8.

1. Два когерентных источника, находящихся в воде на расстоянии 20 мм, испускают световые лучи в одинаковой фазе с частотой 5×1014 Гц. Чему равняется оптическая разность хода лучей, приходящих в точку, удаленную на 50 см от одного из источников в направлении нормали к прямой, соединяющей источники? Показатель преломления воды 1,33.

2. Найти показатель преломления жидкости, заполняющей пространство между стеклянной пластинкой и лежащей на ней плосковыпуклой линзой, если при наблюдении в отраженном свете с длиной волны 600 нм радиус десятого темного кольца Ньютона оказался равным 2,1 мм. Радиус кривизны линзы 1 метр.

3. В так называемом иммерсионном микроскопе, для увеличения разрешающей способности, пространство между предметом и объективом заполняется прозрачной жидкостью с показателем преломления . Фокусное расстояние объектива 2,0 мм, диаметр 2,0 мм. Предмет располагается примерно на фокусном расстоянии от объектива. Оценить минимальные по размерам детали предмета, которые еще можно различить в микроскоп, если используется освещение предмета светом с длиной волны l = 450 нм (фиолетовый свет).

4Постоянная дифракционной решетки 5 мкм. На решетку падает нормально свет с длиной волны 560 нм. Дифракционный максимум какого наибольшего порядка можно наблюдать с помощью этой решётки?

5. Пучок естественного света падает на систему из четырех призм Николя, главное сечение каждой из которых повернуто на 300 относительно главного сечения предыдущей призмы. Какая часть светового потока проходит через всю систему?

6. Раствор глюкозы с концентрацией 2,8×102 кг/м3, налитый в стеклянную трубку, поворачивает плоскость поляризации света, проходящего через раствор, на угол 640. Другой раствор, налитый в эту же трубку, поворачивает плоскость поляризации на угол 480. Найти концентрацию второго раствора.

7. В результате упругого столкновения g - кванта со свободным неподвижным электроном g - квант был рассеян на угол 90о к первоначальному направлению движения. Энергия рассеянного g - кванта 0,5 МэВ. Найти начальную энергию g - кванта.

8. Интерферометр Рэлея используется для определения малых концентраций рудничного газа в воздухе шахтного забоя. В интерферометре используются два когерентных световых пучка, и две идентичные по длине кюветы, через которые проходят световые пучки. Одна из кювет заполняется чистым воздухом, через другую прокачивают воздух забоя. Так как показатель преломления воздуха и рудничного газа (в основном метана) различны, то между световыми лучами возникает оптическая разность хода, которая и приводит к смещению наблюдаемой интерференционной картины. Найти концентрацию рудничного газа в воздухе забоя, если длина кювет 20 см и при прокачивании одной из кювет воздухом взятом из забоя интерференционная картина сместилась на 12 полос (длина волны 580 нм). Показатель преломления воздуха при нормальных условиях 1,000292; метана – 1,000441.