Тесты к экзамену по учебной дисциплине "Физика" (Элементы оптики)

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ВОЛНЫ

№

Вопросы

Варианты ответов

1

Электромагнитная волна распространяется в направлении z со скоростью v. При этом колебания вектора напряженности электромагнитного поля  происходят в плоскости xz. Уравнение волны имеет вид Е =Е₀ sin (wt-kz). Соответствующее уравнение для напряженности магнитного поля Н=Н₀ sin( wt – kz + a); (a - разность фаз между колебаниями и ). Колебание  происходят в плоскости:

1. xz; a = 0.

2. уz; a = 0

3. xz; a = .

4. yz; a = .

5. xz; a = p.

2

Электромагнитная волна падает на границу раздела двух сред с  диэлектрическими проницаемостями e₁ и e_2. Тогда между показателями преломления сред n₁ и  n₂ и скоростями волн v₁ и v₂ справедливы соотношения:

1. n₁ > n₂; v₁ > v₂.

2. n₁ < n₂; v₁ < v₂.

3. n₁ < n₂; v₁ > v₂.

4. n₁ > n₂; v₁ < v₂.

5. n₁ > n₂; v₁ = v₂.

3

Свет, падая на границу раздела двух сред,   испытывает полное внутреннее отражение. Между показателями преломления сред и скоростями света  v₁ и v₂ имеют место соотношения:

1. n₁ > n₂; v₁ > v₂.

2. n₁ > n₂; v₁ < v₂.
3. n₁ < n₂; v₁ > v₂.

4. n₁< n₂; v₁ > v₂.

5. n₁ = n₂; v₁ > v₂.

4

Свет падает на двухслойную пластинку. Фаза отраженных волн сохраняется только на границах:

1. на а.

2. на b.

3. на с.

4. на а и с.

5. на b и с.

5

Длина волны l = 0,5 м. Разность фаз колебаний Dj для двух точек, лежащих на луче друг от друга на  расстоянии Dl = 1 м, равна:

1. p.

2. 2p.

3. 3p.

4. 4p.

5. .

6

Волновое число k = 0,02512 см^-1. Длина волны l равна:

1. 1 м.

2. 2,5 м

3. 5 м.

4. 0,5 м.

5. 1,25 м.

7

Два когерентных источника посылают поперечные волны в одинаковых фазах. Периоды колебаний Т = 0,2 с; скорость распространения волн в среде v = 800 м/с. При наложении волн возникает их усиление, если разность хода D равна:

1. D = ± 8000 k.

2. D = ± 800 k.

3. D = ±160 k.

4. D = ±320 k.

5. D = ± 400 k.

(k = 0,  1,  2,…)

СВЕТОВЫЕ  ВОЛНЫ

8

Световая волна  длиной  распространяется с фазовой скоростью v в среде с показателем n. Во сколько раз оптический путь   пройденный волной   отличается от геометрического пути?

1. λ/n

2. λn

3. n

4. 1/n

5. c/λ

9

При переходе световой волны  длиной λ₀из вакуума в среду с показателем преломления n частота волны ν изменяется по закону:

1. ν/n

2. νn

3. νn²

4. ν=const

5. верного ответа нет

10

При переходе световой волны  длиной λ₀из вакуума в среду с показателем преломления n  длина волны изменяется по закону:

1. λ₀n

2 λ₀ / n

3. λ₀ n²

4. λ₀=const

5. λ₀²/n

11

Абсолютный показатель преломления среды выражается соотношением:

1. cυ

2. υ/c

3. c/υ

4. cυ²

5.

12

Вектор Умова – Пойнтинга характеризует перенос…

1.  энергии электромагнитного поля

2.  импульса электромагнитной волны

3.  энергии электрического поля

4.  энергии магнитного поля

5.   энергии электрического и магнитного стационарных полей

13

Две световые волны   распространяясь в различных средах с показателями преломления n₁ и n₂   проходят геометрические пути l₁ и l₂ и взаимодействуют в одной точке пространства. Оптическая разность хода волн D определяется соотношением:

1.

2.

3.

4.

5. правильного ответа нет

14

Оптическая разность хода D и разность фаз Dj   взаимодействующих волн   связаны соотношением: Dj = …

1.      (l₀ – длина волны в вакууме)

2. .

3. .

4. .

5. правильного ответа нет

15

Расстояние Dl между первым и четвертым узлами стоячей волны равно 30 см. Длина волны равна:

1. 10 cм.

2. 20 см.

3. 30 см.

4. 40 см.

5. 120 см.

16

Для демонстрации преломления электромагнитных волн Герц применял призму   изготовленную из парафина. Диэлектрическая проницаемость парафина e = 2, магнитная проницаемость m = 1. Показатель преломления парафина равен:

1. 2.

2. ½.

3. 1,41.

4. 2,82.

5. 1,7.

17

Абсолютный показатель преломления среды n зависит

1. только от e.

2. только от m.

3. от e и от m.

4. не зависит от m   зависит от e.

5. не зависит от e   зависит от m.

18

Скорость электромагнитной волны в вакууме с связана с электрической e₀ и магнитной m₀ постоянными соотношением:

1. .

2. .

3. .

4. .

5. .

ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ СВЕТА

19

Интерференция световых волн – это явление:

1. Наложение волн с образованием минимумов интенсивности.

2. Разложение волн.

3. Огибание волнами препятствий.

4. Наложение волн   при котором на экране всегда наблюдаются только максимумы интенсивности.

5. Наложение волн,  при котором наблюдается перераспределение интенсивности света с образованием максимумов и минимумов.

20

Частоты и начальные фазы взаимодействующих световых волн w₁; w₂ и a₁ и a₂ – соответственно.

 Волны когерентны,   если

1. (a₂ -a₁) ¹const; w₁ = w₂.

2. w₁ ¹ w₂; (a₂ -a₁) = const.

3. (a₂ -a₁) ¹ const   w₁ > w₂.

4. (a₂ -a₁) = const   w₁ = w₂.

5. a₂ >a₁; w₂ > w₁.

21

В результате наложения когерентных волн на экране наблюдается интерференционная картина.

 Ширина интерференционной полосы это:

1. Толщина линий максимумов интенсивности.

2. Толщина линий минимумов интенсивности.

3. Расстояние между соседним максимумом и минимумом интенсивности.

4. Расстояние между соседними максимумами или минимумами интенсивности.

5. Правильного ответа нет.

22

В опыте с зеркалами Френеля фиолетовый фильтр (l₁ = 0  4 мкм) заменяют красным (l₂ = 0  8 мкм). При этом ширина интерференционной полосы изменяется.

Отношение   равно:

1. ½.

2. ¼.

3. 2.

4. 4.

5. 8.

23

В установке для получения колец Ньютона в отраженном монохроматическом свете в центре интерференционной картины наблюдается:

1. Светлое кольцо с номером 1.

2. Темное кольцо с номером 1.

3. Светлое пятно.

4. Темное пятно.

5. Пятно радужной окраски.

24

Радиусы колец Ньютона r связаны с длиной волны монохроматического света l  и радиусом кривизны плосковыпуклой линзы R соотношением:

1. r ~ Rl.

2. r ~

3. r ~ .

4. r ~ .

5. r ~ .

25

При заполнении воздушного пространства между плосковыпуклой линзой и плоской стеклянной пластинкой жидкостью радиусы колец Ньютона r и длина волны света   падающего на пластинку l изменяются:

1. r – увеличится; l - увеличится.

2. r – увеличится; l - уменьшится.

3. r – уменьшится; l - увеличится.

4. r – уменьшится; l - уменьшится.

5. r – не меняется; l - уменьшится.

26

Зависимость ширины интерференционной полосы в установке для получения колец Ньютона от номера кольца k представлена на рисунке:

5. Правильной зависимости нет.

27

Плоскопараллельная стеклянная пластинка с показателем преломления n находится в воздухе. На пластинку нормально падает монохроматический свет с длиной волны l. В отраженном свете на экране возникает минимум интенсивности. Наименьшая толщина пластинки выражается формулой:

1. .

2. .

3. .

4. .

5. l2n.

28

Ширина интерференционной полосы (Dх) в опыте Юнга  увеличивается, если:

1. увеличить расстояние d между двумя отверстиями в диафрагме.

2. уменьшить расстояние l между диафрагмой и экраном.

3. уменьшить расстояние d между двумя отверстиями в диафрагме.

4. Dх не зависит от d иl.

5. уменьшить длину волны l падающего на диафрагму света.

29

Фаза световой волны при отражении  от пластинки с бóльшим показателем преломления:

1. не изменится.

2. увеличится на .

3. изменится на p.

4. уменьшится на .

5. изменяется на 45°.

30

Кольца Ньютона - это интерференционные полосы

1. равной толщины.

2. разной толщины.

3. равного наклона.

4. разного наклона.

5. разной толщины и разного наклона.

31

При наблюдении колец Ньютона ширина интерференционной полосы Dx зависит от угла клина a между плоскопараллельной пластинкой и плосковыпуклой линзой:

1. Dх ~ a.

2. Dх ~ a².

3. Dх ~ a^½.

4. Dх ~.

5. .

32

Свет падает из воздуха на трехслойную пластину. Отраженный луч приобретает дополнительную разность хода  на границах:

1. 1.

2. 1 и 2.

3. 2 и 3.

4. 1 и 3.

5. 1,  2 и 3.

33

Если воздушный промежуток в установке для получения колец Ньютона заполнить жидкостью с показателем преломления n то оптическая разность хода D между интерферирующими лучами изменится.

1. увеличится в .

2. уменьшится в .

3. не изменится.

4. увеличится в n.

5. правильного ответа нет.

34

Разность фаз Dj двух интерференционных лучей, имеющих оптическую разность хода ; равна:

1. .

2. .

3. .

4. .

5. .

35

Определить длину отрезка l₁, на котором укладывается столько же длин волн монохроматического света в вакууме (n₁ = 1),   сколько их укладывается на отрезке l₂ = 5 мм в стекле (n₂ = 1,5).

1.  1,5 мм.

2.  3 мм.

3.  4,5 мм.

4.  5 мм.

5.  7,5 мм.

36

Если в опыте Юнга на пути одного из интерферирующих лучей поместить перпендикулярно этому лучу тонкую стеклянную пластинку толщиной d (n = 1,5) ,  то интерференционная картина смещается на 5 полос. Длина волны l = 0,5 мкм. Толщина пластины равна:

1.  1 мкм.

2.  2 мкм.

3.  3 мкм.

4.  4 мкм.

5.  5 мкм.

37

В опыте с интерферометром Майкельсона для смещения интерференционной картины на 112 полос пришлось переместить зеркало на расстояние l = 33 мкм. Длина волны света равна:

1.  148 нм.

2.  389 нм.

3.  589 нм.

4.  1178 нм.

5.  правильного ответа нет.

ДИФРАКЦИЯ СВЕТОВЫХ ВОЛН

38

Принцип Гюйгенса – Френеля объясняет явление

1. интерференции.

2. дифракции.

3. дисперсии.

4. поляризации.

5. корпускулярно – волнового дуализма.

39

При дифракции Френеля на круглом отверстии в точке Р на экране всегда наблюдается:

1. максимум интенсивности I_max.

2. минимум интенсивности I_min.

3. I_max   если в отверстии диафрагмы АВ укладывается четное число зон Френеля.

4. I_max   если в отверстии диафрагмы АВ укладывается нечетное число зон Френеля.

5. I_min   если в отверстии диафрагмы АВ укладывается нечетное число зон Френеля.

40

При дифракции Фраунгофера от круглого отверстия в центральной точке экрана всегда наблюдается:

1. I_max.

2. I_min.

3. I_max   если в отверстии укладывается четное число зон Френеля.

4. I_max   если в отверстии укладывается нечетное число зон Френеля.

5. Правильного ответа нет.

41

Постоянная дифракционной решетки d = 2 мкм: Наибольший дифракционный порядок   в котором полностью наблюдается видимый спектр

 400 нм £ l £ 700 нм.

1.  1.

2.  2.

3.  3.

4.  4.

5.  5.

42

Дифракционная решетка имеющая 1000  освещается нормально падающим светом l = 5000 Å. Общее число дифракционных максимумов   наблюдаемых на экране:

1. 5.

2.  10.

3.  11.

4. 6.

5.  13.

43

Правильная зависимость угловой дисперсии дифракционной решетки D_j от номера дифракционного порядка k представлена на рисунке:

44

Дифракционная картина возникает путем проецирования световой волны l. прошедшей расстояние F на экран. Постоянная решетки d.

 Расстояние между максимумами первого порядка на экране Dх:

1. Dх ~ F.

2. .

3. Dх ~ d.

4. .

5. .

45

Монохроматический свет определенной спектральной линии исследуется двумя дифракционными решетками. Длины обеих решеток одинаковы, причем на решетке 1 общее число штрихов 100, а на решетке 2 – 1000. У какой решетки угол,  под которым видна линия первого порядка   больше? А какая решетка позволяет получить больше порядков спектра?

1. Угол и число порядков больше у первой решетки.

2. Угол и число порядков больше у второй решетки.

3. Угол больше у первой решетки,  число порядков у второй.

4. Угол больше у второй решетки,  число порядков у первой.

5. Угол больше у первой решетки, число порядков одинаково.

46

Белый свет разлагается в спектр с помощью двух дифракционных решеток с постоянными d₁ и d₂   причем d₁ > d₂. Относительное расположение концов спектров красного (к) и фиолетового (ф) для каждой решетки в первом дифракционном порядке представлено на рисунке:

5. Правильного ответа нет.

47

Разрешающая способность объективов зависит от …

1. интенсивности света.

2. коэффициента отражения света.

3. показателя преломления материала объектива.

4. диаметра объектива.

5. нет правильного ответа.

48

Разрешающая способность дифракционной решетки зависит от …

1. интенсивности света.

2. угла дифракции.

3. линейных размеров решетки.

4. периода решетки.

5. нет правильного ответа.

49

Расстояние a от точечного источника света (l = 0,50 мкм) до волновой поверхности и от волновой поверхности до точки наблюдения на экране b равно 1 м. Радиус  четвертой зоны Френеля равен:

1. 0,5 мм.

2. 1 мм.

3. 2 мм.

4. 5 мм.

5. 1,5 мм.

50

Площадь зоны Френеля связана с номером  зоны соотношением

1. DS_m ~ m.

2. DS_m ~ .

3. DS_m ~ m³.

4. DS_m не зависит от  m.

5. DS_m ~ .

51

Плоская монохроматическая волна длиной l падает на диафрагму с отверстием. Расстояние от волновой поверхности до точки наблюдения на экране b. Радиус зоны Френеля с номером m определяется соотношением:

1. bml.

2. (bml)².

3. (bml)³.

4. .

5. .

52

Свет от точечного источника S распространяется по прямой SB. На пути луча ставится непрозрачный круглый диск малого диаметра С. За диском С на экране в точке В наблюдается:

1. темное пятно.

2. область геометрической тени.

3. светлое пятно.

4. не четкий светлый ореол.

5. правильного ответа нет.

53

На узкую щель шириной b падает нормально монохроматический свет с длиной волны l. Направление света (j) на дифракционные максимумы порядка k на экране определяется соотношением:

1. .

2. .

3. .

4. .

5. .

54

Узкий параллельный пучок монохроматического рентгеновского излучения падает на грань кристалла с расстоянием между его атомными плоскостями d. Дифракционные максимумы порядка k наблюдаются под углом J к плоскости грани. Длина волны рентгеновского излучения равна

1. .

2. .

3. .

4. .

5. .

55

Дифракционная решетка в первом порядке k = 1 разрешает две спектральные линии (l₁ = 578 нм и l₂ = 580 нм). Длина решетки l= 1 см. Разрешающая способность R и постоянная решетки d равны:

1. R = 578; d = 54,5 мкм.

2. R = 290; d = 34,6 мкм.

3. R = 145; d = 69,2 мкм.

4. R = 290; d = 69 мкм.

5. правильного ответа нет.

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ СВЕТА С ВЕЩЕСТВОМ

56

Дисперсия света – это…

1. разложение света в спектр.

2. непрерывный спектр, полученный при прохождении света через призму.

3. зависимость показателя преломления от длины волны.

4. зависимость показателя преломления от интенсивности света.

5. отклонение света от прямолинейного распространения.

57

Правильная зависимость показателя преломления n от частоты световой волны n в области прозрачности представлена на рисунке:

58

Свет проходит через поглощающий слой длиной l При увеличении l в два раза интенсивность света, проходящего через поглотитель уменьшится:

1. в 2 раза.

2. в  раз.

3. в 4 раза.

4. более   чем в 2 раза   но менее   чем в 4 раза.

5. более   чем в 4 раза.