Задачи по теме «Оптика и атомная физика»

401. Плоская электромагнитная волна распространяется в вакууме. Амплитуда напряженности магнитного поля Н₀ = 10 мА/м. Найти среднюю за период плотность потока энергии.

402. Какое количество энергии переносит плоская электромагнитная волна в вакууме за 1, 0 с через площадку 1, 0 м², нормальную к волновому вектору? Амплитуда напряженности электрического поля в волне Е₀ = 10 В/м.

403. Плоская электромагнитная волна распространяется в вакууме. Амплитуда напряженности магнитного поля волны Н₀ = 0, 1 А/м. Определить давление, оказываемое волной на полностью поглощающую поверхность вещества, нормальную к волновому вектору.  

 

404. Луч лазера мощностью N = 25 Вт падает перпендикулярно поверхности пластинки, которая отражает R = 10% падающей энергии, пропускает Т = 10%, а остальную часть энергии – поглощает. Определить силу светового давления на пластину.

405. Свет прошёл путь l₁ = 15 см в сероуглероде (n₁ =1, 63). Какой путь пройдёт свет за то же время в воде (n₂ = 1, 33)? Чему равна оптическая длина пути L света в воде и сероуглероде?  

406. Определить длину отрезка, на котором укладывается столько же длин волн в вакууме, сколько их укладывается на отрезке длиной L = 1, 5 мм в воде (n= 1, 33).

407. На пути световой волны, идущей в воздухе, поставили стеклянную (n=1, 5) пластинку толщиной d = 20 мм. На сколько изменится оптическая длина пути, если волна падает на пластинку нормально.  

408. Расстояние между двумя щелями в опыте Юнга d = 1 мм, расстояние от щелей до экрана – L = 2 м. Определить длину волны, испускаемой источником монохроматического света, если ширина полос интерференции на экране Δ x = 1, 9 мм.

 

 

409. Два когерентных источника света (λ = 589 нм) дают на экране, отстоящем от источников на расстояние L = 1 м, интерференционную картину. Определить расстояние между максимумами соседних интерференционных полос, если расстояние между источниками света d = 14 мкм.

410. В опыте Юнга расстояние между щелями равно d = 1, 4 мм. На каком расстоянии от щелей следует расположить экран, чтобы ширина интерференционной полосы при λ = 640 нм оказалась равной Δ = 1 мм?

411. В опыте Юнга вначале используется свет с длиной волны λ = 490 нм, а затем – с неизвестной длиной волны. Найти неизвестную длину волны света, если седьмая светлая полоса в первом случае совпадает с десятой светлой полосой во втором случае.

412. От узкой щели с помощью бипризмы Френеля с преломляющим углом 20´ получают на экране интерференционную картину. Щель расположена на расстоянии a = 10 см от бипризмы, а экран – на расстоянии b = 80см. Показатель преломления призмы n =1, 5. Определить длину волны света, освещающего щель, если ширина интерференционных полос на экране равна Δ = 0, 3 мм.

413. Найти ширину интерференционных полос на экране в схеме с бипризмой Френеля, если расстояние между мнимыми источниками равно d = 0, 35 мм и их расстояние до экрана – L = 2, 2 м. Источник испускает монохроматический свет с длиной волны λ = 700 нм.

414. Определить преломляющий угол бипризмы, если при расстоянии от источника до бипризмы a = 30 см и при расстоянии от бипризмы до экрана b = 100 см интерференционные полосы на экране имеют ширину В = 0, 16 мм. Показатель преломления стекла для света, даваемого источником (λ = 500 нм), равен п = 1, 52.

415. На мыльную пленку с показателем преломления п = 1, 28, находящуюся в воздухе, падает нормально пучок лучей белого света. При какой наименьшей толщине пленки отраженный свет с длиной волны λ = 0, 45 мкм окажется максимально усиленным в результате интерференции?

416. Определить толщину мыльной пленки, если при наблюдении ее в отраженном свете она представляется зеленой (λ = 500 нм), угол между нормалью и лучом зрения равен ε = 29, 0°. Показатель преломления мыльной воды п = 1, 29.

417. Кольца Ньютона наблюдаются в отраженном свете с помощью стеклянной (n = 1, 51) плоско-выпуклой линзы с фокусным расстоянием F = 70 см, лежащей на плоской стеклянной пластине. Радиус пятого темного кольца равен r₅ = 0, 75 мм. Определить длину световой волны.

418. Кольца Ньютона наблюдаются в проходящем свете с помощью стеклянной (n =1, 51) плоско-выпуклой линзы с оптической силой D = 1, 7 дптр. Радиус четвертого темного кольца равен r₄ = 0, 75 мм. Определить длину световой волны.

419. Расстояние между первым и вторым темными кольцами Ньютона в отраженном свете равно d = 0, 5 мм. Определить расстояние между девятым и десятым темными кольцами Ньютона.

 

 

420. Дифракционная картина наблюдается на расстоянии 4 м от точечного источника света (λ = 500 нм). Посредине между экраном и источником света помещена диафрагма с круглым отверстием. При каком радиусе отверстия центр дифракционных колец, наблюдаемых на экране, будет наиболее тёмным?

421.   Точечный монохроматический источник света (λ = 0, 5 мкм) расположен на расстоянии L = 0, 3 м от плоского экрана с круглым отверстием диаметром d = 0, 25мм на оси перпендикулярной плоскости экрана и проходящей через центр отверстия. На каком наибольшем расстоянии от отверстия на этой оси расположена точка, имеющая максимум интенсивности света?

422. В непрозрачном экране сделано круглое отверстие диаметром d = 1, 6 мм. Экран освещен падающим нормально пучком параллельных лучей с длиной волны λ = 500 нм. Точка наблюдения находится на оси отверстия на расстоянии L = 0, 6 м от него. Сколько зон Френеля укладывается в отверстии?

423.   Расстояние между точечным источником А и точкой наблюдения В равно L = 180 см. В какой точке на луче АВ надо поместить диафрагму с отверстием диаметром d = 1, 4 мм, чтобы при рассматривании из точки В в отверстии укладывалось три зоны Френеля? Длина волны излучаемого света λ = 460 нм.

 

424. Сколько штрихов на миллиметр содержит дифракционная решетка, если при наблюдении в монохроматическом свете (λ = 0, 60 мкм) главный максимум пятого порядка отклонен на угол φ = 15°?

425. На щель шириной a = 0, 1 мм падает нормально монохроматический свет с длиной волны λ = 450 нм. Дифракционная картина наблюдается на экране, расположенном параллельно щели. Определите расстояние l от щели до экрана, если ширина центрального дифракционного максимума равна b = 0, 9 см.

426. Длина волны монохроматического света λ = 660 нм. Определить наибольший порядок максимума, который можно получить с помощью решетки, имеющей N = 800 штрихов на миллиметр, если свет падает на решетку нормально.   

427. На дифракционную решетку нормально падает монохроматический свет. В спектре, полученном с помощью этой дифракционной решетки, некоторая спектральная линия наблюдается в первом порядке под углом φ = 4°. Определите наивысший порядок спектра, в котором может наблюдаться эта линия.

428. Определить число штрихов на 1 ммдифракционной решетки, если углу φ = 30° соответствует максимум четвертого порядка для света с длиной волны λ = 590 нм.

429. Под каким углом будет наблюдаться максимум второго порядка для света с длиной волны λ =632, 8 нм, если для получения дифракционной картины используется дифракционная решётка с плотностью нарезки N = 4000 линий на длине l = 8 мм?

 

430. Анализатор в n = 1, 5 раз уменьшает интенсивность света, приходящего к нему от поляризатора. Определить угол между плоскостями пропускания поляризатора и анализатора. Потерями интенсивности света в анализаторе пренебречь.

 

431. Угол между плоскостями пропускания поляризатора и анализатора равен α = 10°. Во сколько раз уменьшится интенсивность света, выходящего из анализатора, если угол увеличить до β = 45°?

432. Чему равен угол между главными плоскостями поляризатора и анализатора, если интенсивность естественного света, прошедшего через поляризатор и анализатор, уменьшилась в n = 2 раз? Поглощением света пренебречь.

 

433. Интенсивность светового пучка уменьшилась в n 5 раз при пропускании естественного света через два поляризатора. Определить угол между их главными плоскостями. Потери энергии, связанные с поглощением и отражением света в каждом поляризаторе, составляют 10%.

434. Два поляризатора расположены так, что угол между их главными плоскостями φ = 60°. Во сколько раз уменьшится интенсивность света при прохождении через систему? Потери энергии, связанные с поглощением и отражением света в каждом поляризаторе, составляют 10%.

435. Во сколько раз уменьшится яркость естественного света, прошедшего через три поляризатора, если угол между главными плоскостями первого и второго поляризатора φ ₁ = 35°, а угол между главными плоскостями второго и третьего – φ ₂ = 30°? Потерями света пренебречь.

 

436. Какая доля первоначальной интенсивности естественного света сохранится после прохождения через два поляризатора, если угол между плоскостями пропускания поляризаторов равен φ = 80°, и каждый поляризатор поглощает долю α = 3% падающего на него света?

437. На анализатор падает пучок частично-поляризованного света. При некотором положении анализатора интенсивность света, прошедшего через него, стала минимальной. Когда плоскость пропускания анализатора повернули на угол α = 25, интенсивность света возросла в n = 1, 1 раз. Определить степень поляризации Р света.    

438.   Поляроид пропускает частично поляризованный свет. Какова степень поляризации, если отношение минимальной и максимальной амплитуд колебаний в двух взаимно перпендикулярных направлениях равно n = 0, 1?

439.    На пути частично поляризованного пучка света поместили призму Николя. При ее повороте на угол α = 45° вокруг луча из положения, соответствующего максимальному пропусканию света, интенсивность прошедшего света уменьшилась в n = 2, 2 раз. Найти степень поляризации.

440. Степень поляризации частично-поляризованного света Р = 0, 35. Во сколько раз отличается максимальная интенсивность света, пропускаемого через анализатор, от минимальной?

441.  Угол падения луча на поверхность жидкости i = 58°. Отраженный луч максимально поляризован. Определить угол преломления.    

 

442. Луч света падает на поверхность жидкости, показатель преломления которой равен n = 1, 28. На какой угловой высоте над горизонтом должно находиться солнце, чтобы поляризация солнечного света, отраженного от поверхности жидкости, была максимальной?

443. Луч света проходит черед жидкость, налитую в стеклянный сосуд (показатель преломления стекла п₂ = 1, 6, и отражается от дна. Отражённый луч полностью поляризован при падении его на дно сосуда под углом α = 45°. Найти показатель преломления жидкости.

444. Угол максимальной поляризации при отражении света от кристалла α = 45°. Определить скорость распространения света в этом кристалле.

445. Естественный свет с интенсивностью I₀ = 100 Вт/м² проходит сквозь плоскопараллельную стеклянную пластинку (показатель преломления стекла п = 1, 47), падая на нее под очень малым углом. Пренебрегая потерями света на поглощение, определить интенсивность света, вышедшего из пластинки.

446.   Световой пучок интенсивностью I₀ = 150 Вт/м² проходит через две частично поглощающие пластины. Коэффициент   пропускания каждой пластины Т = 10%. Определить интенсивность прошедшего света.   

447. Определить коэффициент пропускания света, прошедшего через оконное стекло? Коэффициент поглощения стекла принять равным α = 1, 0%, показатель преломления n = 1, 49. Считать, что свет падает нормально.

448. Термостат потребляет от сети мощность N = 0, 5 кВт. Температура его внутренней поверхности, определенная по излучению из открытого круглого отверстия диаметром d = 5 см, равна Т = 550 К. Какая часть потребляемой мощности рассеивается внешней поверхностью термостата?

449. Определить поглощательную способность серого тела, если оно при температуре T = 900 К испускает с поверхности площадью S = 10 см² лучистый поток Ф = 25 Вт.

 

 

450. Нить лампы накаливания излучает как абсолютно черное тело, при температуре Т = 2500 К. Вычислить, сколько фотонов испускается с 1 см² поверхности нити в 1 с, если среднюю энергию кванта излучения можно считать равной 2, 75 kТ.

451.  Температура поверхности некоторых звёзд, называемых «белыми
карликами», порядка Т = 9500 К. На какой длине волны лежит максимум излучения такой поверхности?    

452. На какую длину волны приходится максимум энергии излучения абсолютно черного тела при температуре t = 5000 °С.

 

453. Максимум излучения абсолютно черного тела приходится на длину волны λ = 700 нм. На какую длину волны придется максимум излучения, если температуру тела повысить на Δ t = 300 °С?

454. Мощность излучения абсолютно черного тела Р = 100 кВт. Чему равна площадь излучающей поверхности тела, если длина волны, на которую приходится максимум излучения, λ _m = 750 нм?

455. Максимальная спектральная светимость абсолютно черного тела r _{λ T} = 4× 10¹¹ Вт/м². На какую длину волны она приходится?    

       

456. При повышении температуры максимум спектральной энергетической светимости абсолютно черного тела переместился с λ ₁ = 2, 5 мкм до λ ₂ = 2, 0 мкм. Во сколько раз изменилась интегральная энергетическая светимость?

457. В спектре излучения огненного шара радиуса R = 25 м, возникающего при взрыве, максимум энергии излучения приходится на длину волны λ = 210 нм. Определить энергию, излучаемую поверхностью шара за время τ = 1, 0 мс. Считать, что шар излучает как абсолютно черное тело.

458. При увеличении температуры абсолютно черного тела его энергетическая светимость увеличилась в N = 2, 5раза. Как изменится длина волны, соответствующая максимуму спектральной излучательной способности тела?

 

459. Определить максимальную скорость электрона, вылетевшего из металла при освещении его светом с длиной волны λ = 400 нм. Работа выхода электрона из металла А = 1, 45 эВ.

 

 

460. На металлическую пластинку падает монохроматический свет с длиной волны λ = 420 нм. Поток фотоэлектронов, вырываемых с поверхности металла, полностью задерживается тормозящим электрическим полем с разностью потенциалов U = 0, 88 В. Определить красную границу λ _к фотоэффекта.  

            

461. При поочерёдном освещении поверхности некоторого металла светом с длинами волн λ ₁ = 300 нм и λ ₂ = 350 нм  соответствующие максимальные скорости фотоэлектронов отличаются друг от друга в n = 1, 8 раз. Найти работу выхода электронов с поверхности этого металла.

   

Рис. 1.

462.   Излучение с длиной волны λ = 350 нм падает на фотоэлемент, работающий в ре-жиме насыщения. Спектральная чувствительность фотоэлемента γ = 4, 5 мА/Вт. Найти выход фотоэлектронов, т. е. число фотоэлектронов на каждый падающий фотон.

 

 

463. Красная граница фотоэффекта для некоторого металла равна λ _кр = 650 нм. Определить максимальную скорость фотоэлектронов при облучении этого металла лучами длиной волны λ = 350 нм

 

 

464.  На поверхность металла падает монохроматический свет длиной волны λ = 450 нм. Чтобы прекратить эмиссию электронов, нужно приложить задерживающую разность потенциалов U_з = 1, 15 В. Определить работу выхода электронов из этого металла.

 

465. Энергия рентгеновских фотонов W = 0, 75 МэВ. Найти кинетическую энергию электрона W_К отдачи, если известно, что длина волны рентгеновских лучей после комптоновского рассеяния изменилась на 20%.

466.   Фотон с энергией W = 1, 0 МэВ в результате эффекта Комптона был рассеян на угол  θ = 175°. Определить энергию рассеянного фотона.

467. Фотон, рассеянный в результате эффекта Комптона на угол θ = 50°, имеет энергию E' = 0, 49 МэВ. Сколько процентов энергии фотон передал электрону?

 

468. α -частица с энергией W = 2, 4 эВ, двигаясь в положительном направлении оси х, встречает на своем пути прямоугольный потенциальный барьер высотой U = 3, 2 эВ и шириной l = 0, 15 нм. Определить вероятности прохождения и отражения частицы от этого барьера.

 

469. Электрон с энергией Е движется в направлении потенциального барьера высотой U = 3, 8 эВ и шириной l = 0, 15 нм. При каком значении энергии Е электрон с вероятностью w = 0, 1 преодолеет барьер?

470. Частица находится в возбужденном состоянии  п = 2 в одномерной потенциальной яме бесконечной глубины шириной l. Вычислить вероятность обнаружения  частицы в интервале a = 0, b = l/2 ямы.

471. Определить длины волн фотонов, излучаемых при переходе электронов, соответствующих спектральным линиям серии с уровня п = 8, где серии обозначены: Бальмера - Б, Лаймана - Л, Брекета - Бр, Пашена - П, Пфунда - Пф.

 

472. Вычислить длину волны де Бройля протона, движущегося со скоростью v = 0, 75с (с-скорость света в вакууме)

473. Вычислить энергии реакций: 1=1- ¹⁷O(n, p)¹⁷N; 3=2- ⁷Li (α, n) ¹⁰B;      5=3- ⁹Be (n, е) ¹⁰B;

474. Определить кинетическую энергию отдачи Т ядра ²Н, отлетевшего под углом α = 30° к направлению движения налетевшего электронас кинетической энергией Е_к = 20 эВ после упругого взаимодействия покоящегося ядра с этой частицей.

 

475. Период полураспада ядра равен Т_1/2 = 25 дней. Определить процент ядер, распавшихся за М = 8 дней.

⇐ Предыдущая567891011121314Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: