 |
Задачи для самостоятельного решения
|
|
|
|
061. Какой световой поток испускает точечный источник света силой 25 кд внутри телесного угла в 0,64 ср?
Ф = 16 лм
062. Определить силу точечного источника света, если он находится в центре сферы радиусом 85 см и на поверхность этой сферы площадью 1,5 м2 посылает световой поток 360 лм. Каков полный световой поток, излучаемый этим источником?
I = 173 кд, 
2180 лм.
063. Какой световой поток падает на поверхность стола, если его средняя освещенность 9500 лк, а площадь 1,6 м2?
Ф = 15000 лм
064. Электрическая лампочка с силой света 100 кд заключена в матовую сферическую колбу диаметром 1) 6 см и 2) 12 см. Найти светимость лампы в обоих случаях.
065. Определить среднюю силу света лампы накаливания мощностью 120 вт, если ее световая отдача 13 лм/вт.
I = 124 кд
066.Небольшая поверхность освещена лампой в 90 кд. Ее заменили лампой в 30 кд. Во сколько раз надо уменьшить расстояние от лампы до поверхности, чтобы освещенность поверхности не изменилась?
067.Через поверхность площадью 500 см2 проходит световой поток 0,025 лм. На каком расстоянии от нее находится источник с силой света 200кд? Считать, что лучи падают на поверхность перпендикулярно.
r = 20 м
068. Свет от лампы в 150 кд падает на рабочее место под углом 300 и дает освещенность 25 лк. На каком расстоянии от рабочего места находится лампа?
r = 2,3 м
069. Две лампы в 100 и 50 кд находятся на расстоянии 2,4 м друг от друга. Где нужно поместить между ними непрозрачный экран, чтобы он был одинаково освещен с обеих сторон?
r = 1,4 м от лампы в 100 кд
070. На столбе висит лампа в 300 кд на высоте 3 м от поверхности земли. Найти освещенность точки на поверхности земли, находящейся на расстоянии 4 м от точки на земле под лампой.
Е = 7,2 лк
ПОЛЯРИЗАЦИЯ СВЕТА
|
|
|
· Закон Брюстера
tgi1 = n2I,
где i1 - угол падения, при котором отразившийся от диэлектрика луч полностью поляризован;
n2I - относительный показатель преломления второй среды относительно первой.
· Закон Малюса:
I = I0cos2a,
где I0 - интенсивность плоскополяризованного света, падающего на анализатор;
I - интенсивность этого света после анализатора;
a - угол между направлением колебаний света, падающего на анализатор, и плоскостью пропускания анализатора (если колебания падающего света совпадают с этой плоскостью, то анализатор пропускает данный свет без ослабления).
· Угол поворота плоскости поляризации монохроматического света при прохождении через оптически активное вещество:
а) в твердых телах
j = ad,
где a - постоянная вращения;
d - длина пути, пройденного светом в оптически активном веществе;
б) в растворах
j = [a]rd,
где [a] - удельное вращение;
r - массовая концентрация оптически активного вещества в растворе.
Примеры решения задач
Пример 17. Естественный луч света падает на полированную поверхность стеклянной пластины, погруженной в жидкость. Отраженный от пластины луч образует угол j = 970 с падающим лучом (см. рис.19). Определить показатель преломления n1 жидкости, если отраженный свет максимально поляризован. Показатель преломления стекла n2 = 1,5.
| Дано: j = 970 n2 = 1,5 n1 =? | Решение: Согласно закону Брюстера луч света, отраженный от диэлектрика, максимально поляризован в том случае, если тангенс угла падения численно равен относительному показателю преломления: |
tg i1 = n2I, (1)
где n2I - показатель преломления второй среды (стекла) относительно первой (жидкости).
Относительный показатель преломления равен отношению абсолютных показателей преломления. Следовательно,
tg i1= n2, / n1. (2)
Угол падения равен углу отражения, тогда iI = j/2, и, следовательно,
Подставив числовые значения, получим:
|
|
Пример 18. Две призмы николя N1 и N2 расположены так, что угол между их плоскостями пропускания составляет a = 600. Определить, во сколько раз уменьшиться интенсивность I0 естественного света: 1) при прохождении через одну призму николя N1; 2) при прохождении через обе призмы. Коэффициент поглощения света в призме николя k = 0,05. Потери на отражение света не учитывать.
| Дано: a = 600 k = 0,05 | Решение: 1) Естественный свет, падая на грань призмы Николя (см. рис.20), расщепляется вследствие двойного лучепреломления на два луча: обыкновенный и необыкновенный. Оба луча одинаковы по интенсивности и полностью поляризованы. |
| I0 /I1 -? |
Плоскость колебаний необыкновенного луча лежит в плоскости чертежа (плоскости главного сечения). Плоскость колебаний обыкновенного луча перпендикулярна плоскости чертежа. Обыкновенный луч о вследствие полного внутреннего отражения от границы АВ отбрасывается на зачерненную поверхность призмы и поглощается ею. Необыкновенный луч е проходит через призму, уменьшая свою интенсивность вследствие поглощения. Таким образом, интенсивность света, прошедшего через призму:
(1)
Относительное уменьшение интенсивности света получим, разделив интенсивность I0 естественного света, падающего на первый
николь, на интенсивность I1 поляризованного света:
(2)
Подставив в (2) численные значения физических величин, найдем:
Таким образом, после прохождения света через одну призму н
Николя интенсивность его уменьшится в 2,1 раза.
2) Плоскополяризованный луч света интенсивностью I1 падает на второй николь N2 и также расщепляется на два луча различной интенсивности: обыкновенный и необыкновенный. Обыкновенный луч полностью поглощается призмой, поэтому интенсивность его нас не интересует. Интенсивность необыкновенного луча I2, вышедшего из призмы N2, определяется законом Малюса (без учета поглощения света во втором николе):
I2 = I1cos2a, (3)
где a - угол между плоскостью колебаний в поляризованном луче и плоскостью пропускания николя N2.
Учитывая потери интенсивности на поглощение во втором николе, получим:
I2 = I1(1-k)cos2a. (4)
Искомое уменьшение интенсивности при прохождении света через оба николя найдем, разделив интенсивность I0 естественного света на интенсивность I2 света, прошедшего систему из двух николей:
|
|
|
Заменяя отношение I0/I1 его выражением по формуле (1), получим:
Подставив в (6) численные значения физических величин, найдем:
Таким образом, после прохождения света через два николя интенсивность его уменьшится в 8,86 раза.
|
|
|
