Задачи для подготовки к экзамену (3 семестр)

1.В некоторую точку пространства приходят когерентные лучи с геометриче­ской разностью хода 1,2мкм, длина волны которых в вакууме600нм. Принять амплитудукаждой волны равной Е и рассчитать амплитудуколебаний в этой же точке, полученную в результате интерференции лучей: 1)в воздухе (n=1); 2)в воде (n = 1,3).

2.Оптическая разность хода интерферирующих лучейравна 1,8мкм. Свет каких длин волн видимого диапазона (от 0,400 до 0,760мкм) будет максимально ослаблен в этих условиях?

3.Во сколько раз увеличится расстояние между соседними интерференционными полосами на экране в опыте Юнга, если зелёный светофильтр (длина волны пропускания λ1 = 0,50 мкм) заменить красным (длина волны пропускания λ2 = 0,65 мкм)?

4.В опыте Ллойда интерференционная картина наблюдается на экране, удаленном от монохроматического источника (длина волны излучения λ = 600 нм) на расстояние L = 2 м. Расстояние от источника до зеркала h = 3 мм. Найти ширину интерференционных полос на экране.

5.Кольца Ньютона наблюдаются в отражённом свете с помощью стеклянной (показатель преломления n = 1,51) плосковыпуклой линзы с фокусным расстоянием F = 76 см, лежащей на плоской стеклянной пластине. Радиус пятого тёмного кольца r5 = 0,9 мм. Найти длину световой волны.

6.Плосковыпуклая линза сферической поверхностью лежит на стеклянной пластинке. Найти толщину слоя воздуха там, где в отражённом свете с длиной волны λ = 0,6 мкм видно первое светлое кольцо Ньютона.

7.Расстояние между первым и вторым тёмными кольцами Ньютона в отражённом свете Δr1 = 1,0 мм. Найти расстояние между девятым и десятым светлыми кольцами Ньютона.

8.Тёмной или светлой будет в отражённом свете (при нормальном падении) мыльная плёнка толщиной, в k = 10 раз меньшей длины волны? Плёнка находится в воздухе, показатель преломления плёнки n = 1,3.

9.На тонкий стеклянный клин падает нормально монохроматический свет длиной волны λ = 630 нм. Показатель преломления стекла n = 1,50. Расстояние между соседними интерференционными максимумами в отражённом свете Δх = 0,4 мм. Найти двугранный угол между поверхностями клина.

10.Найти минимальную толщину плёнки с показателем преломления n = 1,33, при которой свет с длиной волны λ1 = 0,64 мкм испытывает максимальное отражение, а свет с длиной волны λ2 = 0,40 мкм не отражается совсем. Угол падения света i = 30°.

11.Точечный монохроматический источник света с длиной волны λ = 550 нм помещён на расстоянии a = 1,00 м перед непрозрачной преградой с отверстием радиуса r = 2,00 мм. За преградой установлен экран. При каком расстоянии от отверстия до экрана может оказаться в условиях данной задачи открытой только одна центральная зона Френеля?

12.Дифракционная решётка имеет n = 7500 штрих/см. Какова должна быть минимальная ширина решётки для разрешения жёлтого дублета натрия (длины волн λ1 = 589,00 нм и λ2 = 589,59 нм)? Найти разрешающую способность решётки в этом случае.

13.На щель ширины b = 2,00 мм, установленную на расстоянии L = 2,00 м от экрана, падает по нормали плоская световая волна с длиной λ = 500 нм. Найти ширину центральной полосы на экране.

14.Под каким углом следует расположить главные плоскости двух идеальных поляризаторов, чтобы интенсивность падающего неполяризованного света уменьшилась до 1/3; 1/10 начальной интенсивности?

15.Имеется зрительная труба с диаметром объектива D = 5,0 см. Найти разрешающую способность объектива и минимальное расстояние между двумя точками, находящимися на расстоянии L = 3 км от трубы, которая она может разрешить. Считать длину волны наблюдения равной λ = 0,55 мкм.

16.На пути частично поляризованного света поместили поляризатор. При повороте поляризатора на угол θ = 60° из положения, соответствующего максимуму пропускания, интенсивность прошедшего света уменьшилась в k = 3,0 раза. Найти степень поляризации падающего света.

17.Неполяризованный свет проходит через N = 5 последовательно расположенных поляроидов. Главная плоскость каждого поляроида (начиная со второго) образует угол θ = 45° с главной плоскостью предыдущего. Найти отношение интенсивности прошедшего света к интенсивности падающего света.

18.При каком угле падения солнечный свет отражается от поверхности стекла (показатель преломления n = 1,5) плоскополяризованным? Чему равен при этом угол преломления?

19.Естественный свет падает на систему из трёх последовательно расположенных одинаковых поляризаторов, причём главная плоскость среднего поляризатора составляет угол θ = 60° с плоскостями пропускания двух других поляризаторов. Каждый поляризатор обладает таким поглощением, что при падении на него линейно поляризованного света максимальный коэффициент пропускания τ = 0,81. Найти, во сколько раз уменьшится интенсивность света после прохождения этой системы.

20.При падении естественного света на некоторый поляризатор через него проходит τ1 = 30% светового потока, а через два таких поляризатора – η2 = 13,5%. Найти угол между главными плоскостями этих поляризаторов.

21.В электрической лампе вольфрамовый волосок диаметром 0,05 мм накаливается при работе лампы до 2700 К. Через сколько времени после выключения тока температура волоска упадет до 300 К? Волосок излучает как серое тело со степенью черноты 0,3, а теплоотдача происходит только в результате излучения, плотность вольфрама — кг/м³, а удельная теплоемкость — 135 Дж/(кг^.К).

22.Максимум спектральной плотности потока излучения Солнца соответствует длине волны =0.5 мкм. Считая Солнце абсолютно черным телом, определить на сколько уменьшится его масса за год вследствие теплового излучения. Радиус Солнца R=6,96*10 км

23.Цинковая пластинка освещалась монохроматическим светом с длиной волны 300 нм. Красная граница для цинка составляет нм. Какой максимальный потенциал приобретает цинковая пластинка?

24.Фотоны с энергией W_ф = 5 эВ вырывают фотоэлектроны из металла с работой выхода A = 4,7 эВ. Определить максимальный импульс, передаваемый поверхности металла при вылете электрона.

25.Определить максимальную скорость фотоэлектронов, вылетающих из металла пол действием излучения с длиной волны ( ).

26.Найти длину волны фотона, импульс которого равен импульсу электрона с кинетической энергией W = 0,3 эВ.

27.Параллельный пучок электронов с энергией 2 эВ проходит через щель шириной =1мкм. Какова будет ширина центрального дифракционного максимума на экране, расположенном на расстоянии 0,5м за щелью?

28.Возбужденный атом водорода испускает фотон с =0,656мкм. Определить естественную ширину спектральной линии , если время жизни атома в возбужденном состоянии с?

29.Используя соотношение неопределенностей , оценить минимальную кинетическую энергию в атоме водорода. Принять линейные размеры атома ( м).

30.При каком условии m-й главный максимум для дифракционной решётки с периодом d и шириной щели b обращается в нуль?

31.На пути естественного пучка поместили два неидеальных поляризатора. Оказалось, что при параллельных главных плоскостях поляризаторов эта система пропускает в k = 10,0 раз больше света, чем при скрещенных главных плоскостях. Найти степень поляризации света, прошедшего через: а) первый поляризатор; б) всю систему при параллельных главных плоскостях поляризаторов.

32.Предельный угол полного внутреннего отражения для некоторого вещества равен . Чему равен для этого вещества угол полной поляризации?

33.Под каким углом стоит Солнце, когда свет, отражающийся от гладкой поверхности озера, поляризован особенно сильно? Показатель преломления воды n = 1,33.

34.Во сколько раз ослабляется естественный свет, проходящий через два поляризатора, если в каждом из поляризаторов теряется η = 10% падающего на него светового потока? Угол между главными плоскостями поляризаторов θ = 30°.

35. Энергия фотона рентгеновского излучения W = 0,10 МэВ. Угол рассеяния фотона на свободном электроне θ = 90°. Найти изменение энергии фотона.

36.Чёрная поверхность освещается лучами монохроматического источника (длина волны λ = 407 нм). Свет падает по нормали к поверхности. Световое давление p = 3·10–8 Па. Найти число фотонов, падающих в единицу времени на единицу площади поверхности.

37.Найти максимальную скорость фотоэлектронов при облучении поверхности меди монохроматическим светом с длиной волны λ = 100 нм. Красная граница фотоэффекта λ0 = 280 нм.

38.Катод освещается монохроматическим излучением с длиной волны λ = 300 нм. Фототок прекращается при задерживающем потенциале U = 2 В. Найти красную границу фотоэффекта для металла, из которого изготовлен катод.

39.Рентгеновский фотон с длиной волны λ = 0,10 нм рассеивается на слабо связанном электроне под прямым углом. Найти изменение длины волны фотона и энергию электрона отдачи.

40.Фотон рентгеновского излучения (длина волны λ = 0,020 нм) в результате комптоновского рассеяния на электроне изменил направление своего распространения на угол θ = 180^о. Найти энергию и импульс электрона отдачи.

41.Пучок электронов падает нормально на диафрагму с двумя узкими щелями, за которой на расстоянии L = 75 см расположен экран. Расстояние между щелями d = 25 мкм. Расстояние между соседними максимумами на экране Y = 7,5 мкм. Найти кинетическую энергию электронов.

42.Электрон разогнан в электрическом поле с разностью потенциалов U = 100 В. Найти длину волны де Бройля электрона.

43.Возбуждённый атом испускает фотон в течение времени τ = 0,01 мкс. Длина волны излучения λ = 600 нм. Найти, с какой точностью могут быть измерены энергия, длина волны и координата фотона.

44.Найти энергию, которую излучает за 1 с красная звезда Антарес (α Скорпиона). Максимум спектральной испускательной способности звезды соответствует длине волны λ = 880 нм. Радиус Антареса равен 530 радиусам Солнца. Считать звезду абсолютно чёрным телом.

45.Вычислить солнечную постоянную – полную мощность излучения, которая падает на площадку единичной площади, помещённую вне атмосферы Земли на среднем расстоянии Земли от Солнца (r = 149 млн. км). Считать Солнце чёрным телом.

46.Определить коэффициент поглощения серого тела, если оно при температуре727 С с поверхности 10 см² излучает тепловой поток мощностью 25 Вт.

47.Максимум спектральной плотности потока излучения сопла авиационного газотурбинного двигателя приходится на длину волныλ=3,5 мкм. Считая полость сопла по своим свойствам близкой к абсолютно черному телу, найти поток электромагнитного излучения, выходящего из сопла двигателя, если его диаметр равен 700нм. Температуру внутренней поверхности полости сопла считать всюду одинаковой.

48.Найти, на сколько уменьшится масса Солнца за год вследствие излучения. Температуру поверхности Солнца принять равной T = 5800 К. Радиус Солнца R= 6,95∙10⁸ м.

49.Вследствие охлаждения чёрного тела максимум его спектральной излучательной способности сместился с λ1 = 0,8 мкм на λ2 = 1,2 мкм. Во сколько раз изменилась при этом интегральная излучательная способность и максимальная спектральная излучательная способность?

Поиск по сайту: