Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Задачи для самостоятельного решения

Задачи для самостоятельного решения

1. Сколько длин волн монохроматического света с частотой колебаний

n= 5× 10¹⁴ с^-1 уложиться на пути длинной = 1, 2 мм: 1/в вакууме; 2/ в стекле?

2. На пути какой длины в вакууме уложится столько же длин волн монохроматического света, сколько их укладывается на пути =3 мм в воде?

3. Какой длины путь пройдет фронт волны монохроматического света в вакууме за то же время, за которое он проходит путь =1м в воде? n_в=1, 33

4. На пути луча, идущего в воздухе, поставили стеклянную пластинку толщиной h=1мм. На сколько изменится оптическая длина пути луча, если луч будет падать на пластинку: 1/ нормально; 2/под углом 30°?

5. Оптическая разность хода D двух интерферирующих волн монохроматического света равна 0, 3l. Определить разность фаз Dj.

6. Какова наименьшая толщина мыльной пленки, если при наблюдении под углом 30° к поверхности мыльной пленки в отраженном свете она окрашивается в фиолетовый цвет? Значение l=0, 4 мкм.

7. В опыте Юнга отверстия освещались монохроматическим светом длиной волны l=6× 10^-7 м, расстояние между отверстиями 1 мм и расстояние от отверстия до экрана 3 м. Найти положение трех правых светлых полос.

8. Во сколько раз увеличится расстояние между соседними интерферен-ционными полосами на экране в опыте Юнга, если зеленый светофильтр ( l=5× 10^-7 м ) заменить красным ( l= 6, 5× 10^-7 м)?

9. В опыте Юнга на пути одного из интерферирующих лучей помещалась тонкая стеклянная пластинка, вследствие чего центральная светлая полоса смещалась в положение, первоначально занятое пятой, светлой полосой (не считая центральной). Луч падает на пластинку перпендикулярно. Показатель преломления пластинки 1, 5 длина волны 6. 10^-7 м? Какова толщина пластинки?

10. На мыльную пленку (n= 1, 33) падает белый свет под углом 45°. При какой наименьшей толщине пленки отраженные лучи будут окрашены в желтый цвет (l=5× 10^-7 м )?

11. Расстояние между двумя когерентными источниками света (l=5× 10^-7 м) равно 0, 1 мм. Расстояние между светлыми полосами на экране в средней части интерференционной картины равно 1 см. Определить расстояние от источников до экрана.

12. В опыте, с зеркалами Френеля расстояние между мнимыми изображениями источника света d=0, 5 мм, расстояние от них до экрана =3м. Длина волны l=5× 10^-7 м. Определить расстояние между смежными интерференционными максимумами на экране.

13. На мыльную пленку (n = 1, 3) падает нормально пучок лучей белого света. Какова наименьшая толщина пленки, если в отраженном свете она окажется зеленой (l=5, 5× 10^-7 м )?

14. Пучок параллельных лучей (l=6× 10^-7 м) падает под углом a =30° на мыльную пленку (n=1, 3). При какой наименьшей толщине пленки отраженные лучи будут максимально ослаблены интерференцией и максимально усилены?

15. На тонкий стеклянный клин падает нормально монохроматический свет. Двугранный угол между поверхностями клина a= 2°. Показатель преломления стекла n =1, 66. Определить длину световой волны, если расстояние между смежными интерференционными максимумами в отраженном свете b=0, 3 мм.

16. Плоско-выпуклая линза выпуклой стороной лежит на стеклянной пластинке. Определить толщину слоя воздуха там, где в отраженном свете (l=6× 10^-7 м ) видно первое светлое кольцо Ньютона.

17. Диаметр второго светлого кольца Ньютона при наблюдении в отраженном свете l=6× 10^-7 м (d =1, 2 мм). Определить оптическую силу плоско-выпуклой линзы, взятой для опыта. n=1, 5.

18. Расстояние между пятым и двадцать пятым светлыми кольцами Ньютона равно 9 мм. Радиус кривизны линзы 15 м. Найти длину волны монохроматического света, падающего нормально на установку. Наблюдение проводится в отраженном свете.

19. Установка для наблюдения колец Ньютона в отраженном свете освещается монохроматическим светом (l=5× 10^-7 м), падающим нормально. Пространство между линзой и стеклянной пластинкой заполнено водой. Найти толщину слоя воды между линзой и стеклянной пластинкой в том месте, где наблюдается третье светлое кольцо.

20. Установка для наблюдения колец Ньютона в отраженном свете освещается монохроматическим светом, падающим нормально. После того как пространство между линзой и стеклянной пластинкой заполнили жидкостью, радиусы темных колец уменьшились в 1, 25 раза. Найти показатель преломления жидкости.

21. Свет от монохроматического источника ( l=6× 10^-7 м ) падает нормально на диафрагму с круглым отверстием. Диаметр отверстия 6 мм. За диафрагмой на расстоянии 3 м от нее находится экран. 1) Сколько зон Френеля укладывается в отверстии диафрагмы? 2) Каким будет центр дифракционной картины на экране: темным или светлым?

22. Вычислить радиус пятой зоны Френеля, если расстояние от источника света до волновой поверхности равно 1 м, расстояние от волновой поверхности до точки наблюдения также равно 1 м и l=5× 10^-7 м

23. Вычислить радиус пятидесятой зоны Френеля для плоского волнового фронта (l=5× 10^-7 м), если построение делается для точки наблюдения, находящейся на расстоянии b= 1 м от фронта волны.

24. Радиус четвертой зоны Френеля для плоского волнового фронта r=3мм. Определить радиус 25-зоны.

25. На круглое отверстие диаметром d =4 мм падает нормально параллельный пучок лучей (l=5× 10^-7 м). Точка наблюдения находится на оси отверстия на расстояние b= 1м от него. Сколько зон Френеля укладывается в отверстии? Темное или светлое пятно получится в центре дифракционной картины, если там поместить экран?

26. На дифракционную решетку, имеющую 500 штрихов на 1 мм, падает свет с длиной волны 600 нм. Определить наибольший порядок спектра, который можно получит данной решеткой.

27. На грань кристалла падает параллельный пучок рентгеновского излучения l=147 пм. Определить межатомное расстояние кристалла, если дифракционный максимум второго порядка наблюдается, когда излучение падает под углом q =31°30^’ к поверхности кристалла. Определить наибольший порядок спектра и общее число главных максимумов дифракционной картины.

28. Дифракционная решетка содержит 200 штрихов на 1 мм. На решетку падает нормально монохроматический свет с длиной волны l=5, 75× 10^-7 м. Определить наибольший порядок спектра и общее число главных максимумов дифракционной картины.

29. На щель шириной 2 мкм падает нормально параллельный пучок монохроматического света с длиной волны l=5, 89× 10^-7 м. Найти углы, в направлении которых будут наблюдаться минимумы света.

30. На щель шириной 2× 10^-3 см падает нормально параллельный пучок монохроматического света с длиной волны l=5× 10^-7 м. Найти ширину изображения щели на экране, удаленном от щели на = 1 м. Шириной изображения считать расстояние между первыми дифракционными минимумами, расположенными по обе стороны от главного максимума освещенности.

31. На щель падает нормально параллельный пучок монохроматического света с длиной волны l. Ширина щели равна 6 l. Под каким углом будет наблюдаться 3-й дифракционный минимум света?

32. Чему равна постоянная дифракционной решетки, если для того чтобы увидеть красную линию l=7× 10^-7 м в спектре второго порядка, зрительную трубу пришлось установить под углом 30° к оси коллиматора? Какое число штрихов нанесено на один см длины этой решетки? Свет падает нормально.

33. Сколько штрихов на 1 мм длины имеет дифракционная решетка, если зеленая линия ртути l=5, 461× 10^-7 м в спектре 1-го порядка наблюдается под углом к нормали 19⁰8^¢?

34. На дифракционную решетку нормально падает пучок света. Угол дифракции для натриевой линии l=5, 461× 10^-7 м в спектре первого порядка был найден равным 17⁰8^¢. Некоторая линия дает в спектре второго порядка угол дифракции, равный 24°12^¢. Найти длину волны этой линии и число штрихов на 1 мм решетки.

35. На дифракционную решетку нормально падает пучок света от разрядной трубки. Чему должна быть равна постоянная дифракционной решетки, чтобы в этом направлении совпадали максимумы двух линий: l=6, 563× 10^-7 м и l=4, 102× 10^-7 м?

36. На дифракционную решетку нормально попадает пучок света от разрядной трубки, наполненной гелием. На какую линию в спектре третьего порядка накладывается красная линия гелия l=6, 7× 10^-7 м спектра второго порядка?

37. Найти наибольший порядок спектра для желтой линии натрия

l=6, 7× 10^-7 м, если постоянная дифракционной решетки равна 2 мкм.

38. На дифракционную решетку нормально падает пучок монохроматического света, максимум третьего порядка наблюдается под углом 36°48' к нормали. Найти постоянную решетки, выраженную в длинах волн падающего света. Сколько максимумов дает дифракционная решетка?

39. Чему равна постоянная дифракционной решетки, если эта решетка может разрешить в первом порядке линии спектра калия l= 4, 044× 10^-7 м и l= 4, 047× 10^-7 м? Ширина решетки 3 см.

40. Чему должна быть равна постоянная дифракционной решетки шириной 2, 5 см, чтобы в первом порядке был разрешены линии натрия l= 5, 89× 10^-7м и l=5, 896× 10^-7 м?

41. Постоянная дифракционной решетки шириной в 2, 5 см равна 2мкм. Какую разность длин волн может разрешить эта решетка в области желтых лучей l= 6× 10^-7 м в спектре второго порядка?

42. Определить угловую дисперсию дифракционной решетки для l= 5, 89× 10^-7м в спектре первого порядка.

Постоянная решетки равна 2, 5× 10^-6м.

43. Дифракционная решетка, освещенная нормально падающим монохроматическим светом, отклоняет спектр второго порядка на угол j=14°. На какой угол отклоняет она спектр третьего порядка?

44. Дифракционная решетка содержит n= 200 штрихов на 4 мм. На решетку падает нормально монохроматический свет (l= 6× 10^-7 м). Максимум какого наибольшего порядка дает эта решетка?

45. Период дифракционной решетки d=0, 005 мм. Определить число наблюдаемых главных максимумов в спектре дифракционной решетки для: 1) l₁= 760 нм 2) l₂= 440 нм

46. Под каким углом к горизонту должно находится Солнце, чтобы поляризация солнечного света, отраженного от поверхности воды, была максимальной?

47. Определить показатель преломления стекла, если при отражении света от этого стекла отраженный свет будет полностью поляризован при угле преломления 30°.

48. Во сколько раз уменьшится интенсивность естественного света при прохождении его через два николя, плоскость поляризации которых составляет угол 60°?

49. Предельный угол полного внутреннего отражения для некоторого вещества равен 45°. Чему равен для этого вещества угол полной поляризации?

50. Чему равен показатель преломления стекла, если при отражении от него отраженный луч будет полностью поляризован при угле падения в 60°?

51. Найти температуру печи, если известно, что из отверстия в ней размером 6, 1 см² излучается в 1 сек 8, 28 Дж. Излучение считать близким к излучению абсолютно черного тела.

52. Какое количество энергии излучает Солнце за 1 мин? Излучение считать близким к излучению абсолютно черного тела. Температуру поверхности Солнца принять равной 5800°К.

53. Мощность излучения абсолютно черного тела равна 34 кВт. Найти температуру этого тела, если известно, что поверхность его равна 0, 6 м².

54. Раскаленная металлическая поверхность площадью в 10 см² излучает в одну минуту 4× 10⁴ Дж. Температура поверхности равна 2500° К. Найти: 1/ Каково было бы излучение этой поверхности, если бы она была абсолютно черной, 2/ Каково отношение энергетических светимостей этой поверхности и абсолютно черного тела при данной температуре.

55. Найти величину солнечной постоянной, т. е. количество лучевой энергии, посылаемой солнцем ежеминутно через площадку в 1 см², перпендикулярную к солнечным лучам и находящуюся на таком же расстоянии от него, что и Земля. Температуру поверхности Солнца принять равной 5800° К. Излучение Солнца считать близким к излучению абсолютно черного тела.

56. Найти, какое количество энергии с 1 см² поверхности в 1 сек. излучает абсолютно черное тело, если известно, что максимальная спектральная плотность его энергетической светимости приходится на длину волны в l= 4, 84× 10^-7 м.

57. Мощность излучения абсолютно черного тела равна 10⁵кВт. Найти величину излучающей поверхности тела, если известно, что длина волны, на которую приходится максимум спектральной плотности его энергетической светимости, равна l= 7× 10^-7 м.

58. В каких областях спектра лежат длины волн, соответствующие максимуму спектральной плотности энергетической светимости, если источником света служит: 1/ спираль электрической лампочки /Т= 3000°К/, 2/ поверхность Солнца /Т= 6000°К/ и 3/ атомная бомба, в которой в момент взрыва развивается температура в 10⁷ К. Излучение считать близким к излучению абсолютно черного тела.

59. При нагревании абсолютно черного тела длина волны, на которую приходится максимум спектральной плотности энергетической светимости, изменилась от 0, 69 до 0, 5 мкм. Во сколько раз увеличилась при этом энергетическая светимость тела?

60. На какую длину волны приходится максимум спектральной плотности энергетической светимости абсолютно черного тела, имеющего температуру, равную температуре человеческого тела, т. е. 37°С?

61. Определить энергию Е, массу m и импульс р фотона, которому соответствует длина волны l= 380 мкм.

62. Определить длину волны l, массу m и импульс р фотона с энергией Е=1эВ. Сравнить массу этого фотона с массой покоящегося электрона.

63. Определить длину волны l фотона, импульс которого равен импульсу электрона, обладающего скоростью v= 10 Мм/с.

64. С какой скоростью должен двигаться электрон, чтобы его кинетическая энергия была равна энергии фотона с длиной волны l= 5, 2× 10^-7 м?

65. Давление монохроматического света длиной волны 0, 6 мкм на черную поверхность равно 10^-9 н/м. Сколько фотонов падает в одну секунду на 1 см²поверхности?

66. Определить работу выхода электрона из натрия, если красная граница фотоэффекта равна 5× 10^-7 м.

67. Красная граница фотоэффекта для некоторого металла равна 2, 75× 10^-7м. Чему равно минимальное значение энергии фотона, вызывающего фотоэффект?

68. Красная граница фотоэффекта для некоторого металла равна 2, 75× 10^-7 м. Найти: 1/ Работу выхода электрона из этого металла, 2/Максимальную скорость электрона, вырываемого из этого металла электромагнитной волной с l= 1, 8× 10^-7 м, 3/ максимальную кинетическую энергию электронов.

69. Красная граница для некоторого металла равна 4× 10^-7 м. Определить скорость электронов, выбиваемых светом из металла, длина волны которого 2, 75× 10^-7 м

70. Найти частоту света, вырывающего с поверхности металла электроны, полностью задерживающиеся потенциалом в 3 В. Фотоэффект этого металла начинается при частоте в 6× 10¹⁴ с^-1 падающего света. Найти работу выхода электрона из этого металла.

71. Колебательный контур состоит из конденсатора емкостью 888 пФ и катушки, индуктивность которой равна 2× 10^-3 Гн. Определить длину волны, на какую настроен контур. Сопротивлением контура пренебречь.

72. На какой диапазон волн можно настроить колебательный контур, если его индуктивность равна 2× 10^-3 Гн, а емкость может меняться от 68 до 82 пФ. Сопротивлением контура пренебречь.

73. Какую индуктивность надо включить в колебательный контур, чтобы при емкости в 2 мкФ получить звуковую частоту 1000 Гц?

74. Индуктивность контура 5 мкГн. Контур настроен на длину волны 10³м. Определить емкость контура.

75. Колебательный контур состоит из катушки, имеющий 10 витков на 1 см и объем 30 см³ и плоского конденсатора, состоящего из двух пластин площадью по 15 см², находящихся на расстоянии 0, 5 см. Диэлектриком служит воздух. На какую длину волны настроен контур?

76. Индуктивность колебательного контура L = 0, 5 мГн. Какова должна быть емкость контура, чтобы он резонировал на длину волны 300 м.

77. На какую длину волны будет настроен контур, состоящий из катушки с индуктивностью L= 4 мкГн и конденсатора емкостью С = 1, 11 нФ?

78. Для демонстрации опытов Герца с преломлением электромагнитных волн иногда берут большую призму, изготовленную из парафина. Определить показатель преломления парафина, если диэлектрическая проницаемость его e= 2, магнитная проницаемость m=1.

79. В каком диапазоне может работать радиоприемник, колебательный контур которого состоит из индуктивности L=4× 10^-3 Гн и переменной емкости С= 40¸ 1000 пФ.

80. Колебательный контур радиоприемника состоит из катушки с индуктивностью L= 1 мГн и переменного конденсатора, емкость которого может меняться в пределах от 9, 7 до 92 пФ. В каком диапазоне длин волн может принимать радиостанции этот приемник?

Основные физические постоянные и размерные коэффициенты