Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

fiz-ekz

.pdf
Скачиваний:
107
Добавлен:
03.05.2015
Размер:
1.84 Mб
Скачать

3. (ÍÒ1).(Î). Â большинстве твердых тел рàвновесное рàсстояние между àтомàми приблизительно рàвно a » 2 ×10−10 м . Ïоэтому минимàльнàя длинà упругих волн в метрàх

λ рàвнà λ = m×10n м . (Óкàжите m и n, зàписàв в ответе: m; n). Îтвет: 4; -10

4. (ÍÒ1). (Ç). Â большинстве твердых тел рàвновесное рàсстояние между àтомàми приблизительно рàвно a » 2 ×10−10 м , à фàзовàя скорость упругих волн vp » (1¸2)×103 м с .

Íà основàнии этих дàнных мàксимàльно возможнàя чàстотà колебàний упругих волн должнà быть рàвнà :

*A) (0.2¸ 0.5) ×1013

1

;

B) (0.1¸ 0.2) ×1013

1

;

C) (0.12 ¸ 0.25) ×1013

1

;

D) (0.6¸1.3) ×1013

1

 

 

 

c

 

c

c

c

 

5. (ÍÒ1). (Î). Îбщую формулу, определяющую скорость звуковых волн в гàзàх, иногдà

зàписывàют в виде vp

=

p

, где p - дàвление гàзà, ρ - плотность. Â некоторых случàях

 

 

 

ρ

звуковую волну можно считàть изотермической. Ôàзовàя скорость тàкой волны при нормàльной темперàтуре (300 Ê) и дàвлении (105Ïà) рàвнà (среднее знàчение мàссы àтомà

в гàзе m = 4,8.10-26

кг, постояннàя Áольцмàнà k

B

»1,4 ×10−23 Äж

Ê

). ×исловое знàчение

a

 

 

 

скорости в м рàвно:

с

Îтвет: 300

6.(ÍÒ1). (Î). Â некотором твердом теле модуль Þнгà рàвен E = 21, 2×1010 Í ,

м2

концентрàция àтомов n =1029

1

, мàссà àтомà m =7,8.10-26

кг. Ôàзовàя скорость

м3

 

a

 

продольных упругих волн рàвнàvp = m ×10n м . Çàпишите m= a,b – точностью до двух

с

знàчàщих цифр. (Îтвет приведите в виде: a,b; n). Îтвет: 5,2; 3.

7. (ÍÒ2). (Ç). Íà рисунке предстàвленà дисперсионнàя кривàя для электромàгнитной волны в некоторой среде.

Ôàзовàя ( vp ) и групповàя ( vg ) скорости при k = 2π, м−1 , и дисперсия среды рàвны:

À) vp

= 2 ×108

м

,vg

=1×108

м

, дисперсия àномàльнàя;

 

 

 

 

с

 

с

*Â) vp = 2 ×108

м

,vg =1×108

м

, дисперсия нормàльнàя;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

с

 

 

 

с

Ñ) vp

=1×108

 

м

, vg

= 2 ×108

 

м

 

, дисперсия àномàльнàя;

 

 

 

 

 

 

 

с

 

 

с

D) vp

=1×108

 

м

, vg

= 2 ×108

 

м

, дисперсия нормàльнàя;

 

 

 

 

 

 

с

 

 

с

8. (ÍÒ2). (Ç).Íà рисунке предстàвленà дисперсионнàя кривàя для электромàгнитной волны в некоторой среде.

191

. Óгол поворотà φ поляризàторà (в грàдусàх) рàвен:
192

Ôàзовàя ( vp ) и групповàя ( vg ) скорости при k = 2π, м−1 , и дисперсия среды рàвны:

À) vp

= 2 ×108

 

м

,vg

=1×108

 

м

, дисперсия àномàльнàя;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

с

 

 

с

Â) vp

= 2 ×108

 

м

,vg

=1×108

 

м

, дисперсия нормàльнàя;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

с

 

 

с

*Ñ) vp =1×108

 

м

, vg

= 2 ×108

м

, дисперсия àномàльнàя;

 

 

 

 

 

 

 

с

 

 

 

с

p=1×108 м, vg = 2 ×108 м , дисперсия нормàльнàя;

сс

9.(ÍÒ1). (Ç). ×àстотный спектр волнового пàкетà имеет хàрàктерную ширину Vω =103π . Äлительность импульсà цугà волн (τ) и его прострàнственнàя локàлизàция в нàпрàвлении

рàспрострàнения в отсутствие дисперсии при фàзовой скорости vph = 2×108 мс рàвны.

*À) τ ³1мс, Dl ³ 2×105 м;

 

Â) τ £1мс, Dl ³ 2 ×105 м;

 

 

Ñ) τ £10−2 с, Dl £ 2×106 м;

D) τ ³ 5×10−9 с, Dl ³15м

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r

r

и

10. (ÍÒ3). (Ç). Êомпоненты поля электромàгнитной волны имеют вид Ex

= ex Ex0 sin(ωt kz)

r

r

 

 

 

 

 

 

π

) . Ïредстàвьте поле в виде суперпозиции линейно поляризовàнной

 

 

 

 

 

Ey

= ey Ex0 2 sin(ωt kz +

 

 

4

волны, определив ее àмплитуду(Em ), угол (α) поляризàции по отношению к оси Õ, и

 

хàрàктер поляризàции, à тàкже àмплитуду остàвшейся чàсти поля.

 

 

*À) α =

π

;

Em = Ex 0 , второе слàгàемое – волнà с прàвой круговой поляризàцией и

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

àмплитудой Ex0 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Â) α =

π

;

 

Em = Ex 0

 

 

 

, второе слàгàемое – волнà с левой круговой поляризàцией и

 

2

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

àмплитудой Ex0 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ñ) α = -

π

;

E

= E

(

 

 

-1) , второе слàгàемое – волнà с прàвой круговой поляризàцией и

2

 

 

 

4

 

 

 

m

x 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

àмплитудой Ex0 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D) α =

π

;

Em = Ex 0

 

 

α =

π

; Em = Ex 0

 

, второе слàгàемое – волнà с левой

 

 

2

2

 

 

4

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

эллиптической поляризàцией и Emax = Ex 0,

Emin = Ey 0 = (

 

-1)Ex 0

 

 

2

 

 

11. (ÍÒ1).(Î). Èнтенсивность прошедшей поляризàтор линейно поляризовàнной волны

состàвляет Iϕ = Imax . Óгол поворотà φ поляризàторà (в грàдусàх) рàвен: 4

Îтвет: 60

12. (ÍÒ1).(Î). Èнтенсивность прошедшей поляризàтор линейно поляризовàнной волны

состàвляет Iϕ = 3Imax 4

Îтвет: 30

13. (ÍÒ1). (Î). Ïри врàщении поляризàторà было нàйдено, что интенсивность прошедшей

волны изменяется от

 

 

 

 

 

I

 

 

= 20

Âт

 

до 60

Âт

Ñтепень поляризàции волны рàвнà (ответ

 

 

 

min

м2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

м2

 

дàть в виде рàционàльной дроби

a

).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Îтвет:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14. (ÍÒ3). (Ç). Êомпоненты поля электромàгнитной волны имеют вид Ex = Ex0 cos(ωt kz)

и

E

 

 

= E

 

 

 

 

 

 

 

cos(ωt kz +

π

)

. Ïредстàвьте поле в виде суперпозиции линейно поляризовàнной

y

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

x0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

волны, определив ее àмплитуду(Em ), угол (α) поляризàции по отношению к оси Õ, и

 

хàрàктер поляризàции, à тàкже àмплитуду остàвшейся чàсти поля.

 

*À) α =

π

;

 

 

Em = Ex 0 , второе слàгàемое – волнà с прàвой круговой поляризàцией и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

àмплитудой Ex0 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Â) α =

π

; Em = Ex 0

 

 

 

, второе слàгàемое – волнà с левой круговой поляризàцией и

 

 

2

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

àмплитудой Ex0 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ñ) α = −

π

;

 

 

E

= E

 

(

 

 

 

 

−1) , второе слàгàемое – волнà с прàвой круговой поляризàцией и

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

m

 

 

x 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

àмплитудой Ex0 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D) α =

π

;

 

 

 

 

Em = Ex 0

 

 

 

α =

π

; Em = Ex 0

 

, второе слàгàемое – волнà с левой

 

 

 

 

 

 

2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

эллиптической поляризàцией и Emax

= Ex 0,

 

Emin = Ey 0 = (

 

−1)Ex 0

 

 

2

 

15. (ÍÒ3). (Ç). Êомпоненты поля электромàгнитной волны имеют вид Ex = Ex0 sin(ωt kz)

и

E

y

= E

cos(ωt kz +

π

) . Ïредстàвьте поле в виде суперпозиции линейно поляризовàнной

 

 

 

x0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

волны, определив ее àмплитуду(Em ), угол (α) поляризàции по отношению к оси Õ, и

 

хàрàктер поляризàции, à тàкже àмплитуду остàвшейся чàсти поля.

 

À) α =

π

;

 

 

 

 

Em = Ex 0 , второе слàгàемое – волнà с прàвой эллиптической поляризàцией и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

E

 

 

= E

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

2

 

E

 

, E

 

 

 

 

 

= E

 

 

= (1−

 

2

 

)E

 

 

;

 

 

 

 

max

y 0

 

 

 

 

 

min

xm

 

 

 

x 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

x 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*Â) α = −

; E

 

= E

 

 

, второе слàгàемое – волнà с прàвой эллиптической поляризàцией и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

m

 

 

x 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

E

 

 

= E

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

2

 

E

 

, E

 

 

 

 

 

= E

 

 

= (1−

 

2

 

)E

 

 

;

 

 

 

 

max

y 0

 

 

 

 

 

min

xm

 

 

 

x 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

x 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ñ) α = −

;

 

E

= E

 

(

 

 

 

 

−1) , второе слàгàемое – волнà с прàвой круговой поляризàцией и

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m

 

 

x 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 àмплитудой Ex0 ;

193

D) α =

π

;

Em = Ex 0

 

α =

π

; Em = Ex 0

 

, второе слàгàемое – волнà с левой

2

2

 

 

4

 

 

4

 

 

 

 

 

эллиптической поляризàцией и Emax = Ex 0,

Emin = Ey 0 = (

 

-1)Ex 0

2

16. (ÍÒ3). (Ç). Êомпоненты поля электромàгнитной волны имеют вид Ex = Ex0 cos(ωt kz) и

E

 

= E

 

sin(ωt kz +

π

) . Ïредстàвьте поле в виде суперпозиции линейно поляризовàнной

y

2

 

x0

4

 

 

 

 

 

волны, определив ее àмплитуду(Em ), угол (α) поляризàции по отношению к оси Õ, и хàрàктер поляризàции, à тàкже àмплитуду остàвшейся чàсти поля.

*À) α =

π

;

Em = Ex 0 , второе слàгàемое – волнà с левой круговой поляризàцией и

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

àмплитудой Ex0 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Â) α =

π

;

 

Em = Ex 0

 

 

 

, второе слàгàемое – волнà с прàвой круговой поляризàцией и

2

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

àмплитудой Ex0 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ñ) α = -

π

;

E

= E

(

 

 

-1) , второе слàгàемое – волнà с прàвой круговой поляризàцией и

2

 

 

4

 

 

m

x 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

àмплитудой Ex0 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D) α =

π

;

Em = Ex 0

 

 

α =

π

; Em = Ex 0

 

, второе слàгàемое – волнà с левой

 

2

2

 

 

4

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

эллиптической поляризàцией и Emax = Ex 0,

Emin = Ey 0 = (

 

-1)Ex 0

2

17. (ÍÒ2). (Ç). Åсли волновой пàкет в отсутствие дисперсии локàлизовàн в нàпрàвлении

рàспрострàнения в Vl @1м с центрàльной длиной волны λ =10−1 м , то длины электромàгнитных волн, обрàзующих волновой пàкет, в соответствии с соотношениями неопределенностей должны лежàть в интервàле…

*A) Dλ @ 5×10−3 м; B) Dλ @ 0.314м; C) πDλ @ 3.14м;

D)Dλ @ 0, т.к. в волновом пàкете изменяется чàстотà

18.(HÒ1). (Ç). Â точку Ì приходит две электромàгнитные волны с нàпряжённостью

электрических полей в них Ey1 = E0cos(wt-kx) и Ey2 = E0sin(wt-kx+p/2). Èнтенсивность электрических полей l1=l2=l0. Ðезультирующàя интенсивность в точке Ì рàвнà:

À) 0.5l0; B) 2l0; *C) 4l0 ; D) 0.

19.-(HT1). (Ç). Â точку Ì приходят две волны y1=Acos(ωt-kx) ; y2=Acos(ωt-kx+π); интенсивность волны I1=I2=I0 . Ðезультирующàя интенсивность волн в этой точке рàвнà:

*A. 0; B. 0.5I0; C. 2I0; D. 4I0

20. (HÒ1). (Ç). Åсли две когерентные волны с интенсивностями в точке нàблюдения I1, I2

сдвинуты по фàзе нà Dα =π 4 , то суммàрнàя интенсивность в этой точке рàвнà: *A) I1 + I2 + 2I1I2 ; B) I1 + I2 - 2I1I2 ;

C) (I1 + I2 )

 

 

 

+

 

)2 ×

2

2; D) ( I1

I2

 

 

 

 

 

2

194

21. (HÒ1). (Ç). Åсли две когерентные волны с интенсивностями в точке нàблюдения I1, I2

сдвинуты по фàзе нà Dα = 4 , то суммàрнàя интенсивность в этой точке рàвнà:

A)

I1 + I2 + 2I1I2 ; *B) I1 + I2 - 2I1I2 ;

 

 

 

 

 

 

)2 ×

 

 

 

 

C)

(I1 + I2 )

 

 

 

+

 

2

 

 

2; D) ( I1

I2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

22. (HT2). (Ç). Â точку Ì приходят две электромàгнитные волны, электрическое поле в которых описывàется функциями E1Y=E01cos(φt+kx) и E2Y=E02cos(ωt+kx+π). Èнтенсивность первой волны I1=I0, второй I2=4*I0. Ðезультирующàя интенсивность в этой точке рàвнà:

A.3I0

B.5I0

*C. I0

D. 0

23.(HÒ2). (Ç). Íà тонкую плёнку с покàзàтелем преломления n пàдàет нормàльно

монохромàтический свет с длинной волны λ0. Ìинимàльнàя толщинà плёнки, от которой нàблюдàется мàксимàльное отрàжение рàвнà:

*A. d= λ0/4 n;

B.d= λ0/2 n;

A.d = 3λ0/4 n;

B.d = 3λ0/2 n.

24.(HÒ2). (Ç). Äвà синфàзных когерентных источникà (длинà волны λ и

интенсивность источников l0) нàходятся нà рàсстоянии à = λ друг от другà и излучàют электромàгнитные волны в нàпрàвлении θ = π/6 нà удàлённый приемник. Ðезультирующàя интенсивность в приёмнике рàвнà:

A.0*;

B.l0;

C.2l0;

D.4l0.

25.(HÒ2). (Ç). Âолновàя функция стоячей волны имеет вид

Ycm (x,t) = 2A cos kxcosωt, где k =

, λ - длинà бегущей волны. Êоординàты пучностей,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

λ

 

 

 

 

отсчитàнные от нàчàлà координàт, рàвны:

 

 

 

 

*A) x

 

= ±

mλ

,

m = 0,1,2,... B) x

= ±mλ, m = 0,1, 2,...

 

 

m

 

 

 

 

2

 

 

m

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C) x

= ±

(2m +1)λ

, m = 0,1, 2,...

D) x = ±

(2m +1)λ

 

,

m = 0,1, 2,...

 

 

m

 

4

 

 

 

 

m

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

26. (HT1). (Ç). Ìедный стержень длиной L зàкреплён в середине.  нём возбуждён звук со скоростью V. ×àстотà основного тонà ν1 звукà рàвнà:

A. ν1= V L; B. ν1= 2V L; C. ν1= 0; *D. ν1= V 2L

195

27. (HÒ2). (Ç). Âолновàя функция стоячей волны имеет вид

Ψ

 

(x,t) = 2A sin

 

 

xsin ωt, λ - длинà бегущей волны. Êоординàты пучностей (Õ ) и

cm

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

λ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

п

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

узлов (Õу), отсчитàнные от нàчàлà координàт, рàвны:

*A) x

= ±

2m +1

λ, x

 

= ±

m

λ,

m = 0, 1, 2,...

 

 

 

 

2

 

 

Π

4

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

m

 

 

 

 

 

 

2m +1

 

 

B) xΠ = ±

 

 

λ, xy

= ±

 

 

 

 

λ,

m = 0, 1,

2,...

2

 

4

 

 

C) x = ±

2m +1

λ, x

 

 

 

= ±mλ,

m = 0, 1,

2,...

 

 

 

 

 

 

Π

2

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

D) x

= ±mλ, x

 

 

= ±

2m+1

λ,

m = 0, 1,

2,...

 

 

 

 

 

Π

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

28. (HÒ1). (Î). Âолновàя функция стоячей волны имеет вид Ψcm (x,t) = 2A sin kxsinωt . Ìгновенный снимок

волны в момент времени t0

=

π

 

приведен нà рисунке.

 

 

 

 

Îпределить рàзность фàз

ϕ12

колебàний между

точкàми х1 и х2. Ðезультàт вырàзить в виде простой дроби в единицàх π (нàпример, ϕ12 = n ).

πm

Îтвет: 3

29. (HÒ1). (Î). Âолновàя функция стоячей волны имеет вид Ψcm (x,t) = 2A sin kxsinωt . Ìгновенный снимок

волны в момент времени t0

=

π

 

приведен нà рисунке.

 

 

 

 

Îпределить рàзность фàз

ϕ12

колебàний между

точкàми х1 и х2. Ðезультàт вырàзить в виде простой дроби в единицàх π (нàпример, ϕ12 = n ).

πm

Îтвет: 2

30. (HÒ1). (Ç). Íà рисунке изобрàжён мгновенный снимок электрического поля стоячей электромàгнитной волны в вàкууме. Àмплитудà нàпряжённости электрического поля в точке Ñ рàвнà 2E0. Àмплитудà мàгнитной индукции в этой точке рàвнà:

A) 2E

ε0

;

B) 2E

ε0

;

C) 2E

μ0

;

*D) 0.

 

 

 

0

μ

0

 

0 μ

0

 

0

ε

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

196

31. (HÒ2). (Ç).  стержне с одним зàкреплённым концом возбуждàется звук, скорость которого рàвнà V. Äлинà стержня L. ×àстотà возможных мод колебàний рàвнà (n = 0, 1, 2,…):

A.ν = (V/L)*n

B.ν = (2n+1)V /2L

*C. ν = (V / 4L)*(2n+1) D. ν = (V / 4L)*n

32. (HÒ2). (Ç). Â лàзерàх обычно используют тàк нàзывàемые «открытые резонàторы»- двà зеркàлà, рàсположенные нà рàсстоянии “l” друг от другà. Íà зеркàлàх обрàзуются узлы для стоячей волны поля E . Ðезонàнсные чàстоты ω тàкого поля рàвны:

*A)

 

πvp

m, m =1, 2,...

B)

πvp

m, m = 0, 1, 2,...

 

 

 

 

 

l

 

l

 

 

C)

πv p

(2m+1), m = 0,

1, 2,... D)

πv p

(2m+1), m = 0, 1, 2,...

 

 

 

 

2l

 

 

 

l

33. (HT2). (Ç). Âосемь одинàковых точечных источников рàдиоволн с длиной волны λ рàсположены нà одной прямой нà рàсстоянии «à» друг от другà. Ðàзность ходà между волнàми от соседних источников в нàпрàвлении нà первый минимум интенсивности

рàвнà:

 

 

 

A. λ;

B. λ / 2;

C. λ / 4;

*D. λ / 8.

34. (HT2). (Ç). Âекторнàя диàгрàммà для 4-х синфàзных источников когерентных рàдиоволн интенсивностью l0 кàждàя и àмплитудой нàпряжённости электрического поля E0 в нàпрàвлении θ имеет вид (рис.). Ïринимàющее устройство, удàлённое нà большое рàсстояние в этом нàпрàвлении зàфиксирует интенсивность:

A. *0;

E0

B.

l0/4;

C.

4 l0;

θ

D.

16 l0.

35. (HT2). (Ç). Ïять одинàковых источников, рàсположенных нà одной прямой нà рàсстоянии d друг от другà, излучàют электромàгнитные волны интенсивностью l0 кàждàя и длиной волны λ. Ðезультирующàя интенсивность в принимàющем устройстве, удàлённом нà большое рàсстояние в нàпрàвлении sinθ= λ/5d рàвнà:

*À) 0; Â) 5l0 ; Ñ)2,5l0; D) l0 / 5.

36. (HÒ2). (Ç). Ïять одинàковых источников, рàсположенных нà одной прямой нà рàсстоянии d друг от другà, излучàют электромàгнитные волны интенсивностью l0 кàждàя и длиной волны λ. Ñдвиг фàзы излучения от соседних источников в нàпрàвлении sinθ= λ/5d рàвен:

A)

π

;

*B)

;

C)

;

D)

 

 

 

 

5

 

5

 

5

 

5

197

37. (HT1). (Ç). Òри синфàзных когерентных источникà излучàют электромàгнитные волны с àмплитудой электрического поля E0 и интенсивностью l0 в нàпрàвлении θ. Âекторнàя диàгрàммà для этого случàя покàзàнà нà рисунке (3 стороны прàвильного шестиугольникà). Èнтенсивность нà большом рàсстоянии в этом нàпрàвлении рàвнà:

A.l0

B.2 l0

Ñ.3 l0 *D. 4 I0

38. (HT2). (Ç). Òри синфàзных когерентных источникà излучàют электромàгнитные волны с àмплитудой электрического поля E0 и интенсивностью l0 в нàпрàвлении θ. Âекторнàя диàгрàммà для этого случàя покàзàнà нà рисунке (3 стороны прàвильного шестиугольникà). Óгол θ и сдвиг фàзы между соседними

источникàми

ϕ в нàпрàвлении θ рàвен:

 

 

 

 

 

A)

ϕ =

π

;

sinθ =

vpλ

;

*B)

ϕ =

π

;

sinθ =

λ

;

6

2d

 

3

6d

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C)

ϕ =

π

;

sinθ =

λ

;

 

D)

ϕ =

π

;

 

sinθ =

λ

;

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

4d

 

 

 

3

 

 

4d

 

39. (HÒ2). (Ç). Øиринà первого мàксимумà в дàльней зоне при нàблюдении интерференции от двух когерентных источников рàвнà «à», à интенсивность I2 . Øиринà глàвного мàксимумà δ и интенсивность излучения в нем для восьми излучàтелей I8 рàвнà

*A) δ =

a

,

I

 

=16I

 

;

B) δ =

a

,

I

 

= 32I

 

;

 

8

2

 

 

8

2

4

 

 

 

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C) δ =

a

,

I8

= 64I2 ;

D) δ =

a

,

I8 = 64I2.

 

 

 

 

32

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

40. (HÒ2). (Ç). Ïри нàблюдении когерентных волн от

N источников, для которых d = n , где d - рàсстояние

λ

между источникàми (см. рисунок), число глàвных мàксимумов m нà экрàне рàвно

A) m nN; B) m

N

; *C) m n;

D) m

1

.

 

 

 

n

 

n

л 4. Ýлементы волновой оптики (дифрàкция светà).

4.1. Îсновные определения и понятия.

1.(ÍÒ1). (Ç). Äифрàкция – это:

À) Ñовокупность явлений, нàблюдàемых при рàспрострàнении волн в среде с резко вырàженными неоднородностями, которàя приводит к перерàспределению энергии волнового поля в прострàнстве; Â) ßвление огибàния волнàми рàзличных препятствий.

198

Ñ) Îтклонение светà от прямолинейного рàспрострàнения в оптически неоднородной среде.

*D) Èнтерференция от большого числà источников когерентных волн. Íеверными ответàми являются: D.

2.(ÍÒ1). (Ç). Êолебàния, возбуждàемые в точке нàблюдения двумя соседними зонàми Ôренеля сдвинуты по фàзе нà:

A) π ; 2

*B) π;

Ñ) величину, зàвисящую от рàсстояния до точки нàблюдения. D) величину, зàвисящую от ширины зоны.

3. (ÍÒ1). (Ç). Ïлоскàя и сферическàя волнà, рàспрострàняющàяся от точечного источникà S0, встречàет нà своем пути круглый непрозрàчный диск. Â центре дифрàкционной кàртины в этих случàях будет нàблюдàться:

À) Â обоих случàях интенсивность, близкàя к нулю. *Â) Â обоих случàях I ¹ 0 (светлое пятно).

Ñ) Äля сферической волны I @ 0 , для плоской волны I ¹ 0 (светлое пятно).

D) Â облàсти геометрической тени от дискà появление и исчезновение светлого пятнà в обоих случàях будет зàвисеть от рàзмеров дискà.

4. (ÍÒ1). (Ç). Êруглàя диàфрàгмà открывàет четыре зоны Ôренеля. Â точке нàблюдения при этом нàблюдàется:

*À) темное пятно; Â) светлое пятно; Ñ) или темное или светлое пятно в зàвисимости от рàсстояния до диàфрàгмы;

D) темное или светлое пятно в зàвисимости от рàсстояния до диàфрàгмы и формы волной поверхности нà ней.

5. (ÍT1). (Ç). Íà экрàн пàдàет пàрàллельный пучок светà интенсивностью I0. Åсли нà пути пучкà постàвить экрàн с круглым отверстием, который выделит только первую зону Ôренеля, то интенсивность светà в центре экрàнà будет рàвнà:

A. 2I0 *B. 4I0

C.I0 /2

D.8 I0

6.(ÍT1). (Ç). Íà круглом отверстии в непрозрàчном экрàне уклàдывàется 5 зон Ôренеля. Ðàзность фàз между колебàниями, пришедшими в точку нàблюдения,

рàсположенную нà перпендикуляре, восстàновленном из центрà отверстия, от 1-ой и 3-ей зон Ôренеля, рàвнà:

*À) 2p; Â) p; Ñ) p/2; D) 3p/2.

7. (ÍT1). (Ç). Íà диàфрàгму с круглым отверстием пàдàет нормàльно монохромàтический свет с длиной волны l. Äиàметр отверстия соизмерим с длиной волны. Íà фронте волны, вырезàемом отверстием, уклàдывàется 5 зон Ôренеля для точки нàблюдения Ì. Åсли зàкрыть чётные зоны специàльным экрàном, то

интенсивность в точке Ì :

 

 

*A) увеличится;

Â) уменьшится;

Ñ) не изменится;

D)стàнет рàвной 0.

8. (ÍÒ1). (Ç). Çонà Ôренеля это:

À) Êруговое кольцо (кроме 1-ой зоны) плоской или сферической волновой поверхности, осесимметричное к перпендикуляру, восстàновленному из центрà кольцà, рàзность фàз

199

элементàрных волн от грàниц которого в произвольной точке нàблюдения, нàходящейся нà этом перпендикуляре, рàвнà π 2 .

Â) Êруговое кольцо (кроме 1-ой зоны) плоской или сферической волновой поверхности, осесимметричное к перпендикуляру, восстàновленному из центрà кольцà, рàзность фàз элементàрных волн от грàниц которого в произвольной точке нàблюдения, нàходящейся нà этом перпендикуляре, рàвнà π .

Ñ) Ñовокупность элементàрных площàдок (излучàтелей) нà открытом для дàльнейшего рàспрострàнения учàстке волновой поверхности, рàзность фàз волн от которых, пришедших в избрàнную точку нàблюдения лежит в пределàх 0 ≤ ϕ ≤ π .

D) Ñовокупность элементàрных площàдок (излучàтелей) нà волновой поверхности внутри круглого отверстия в экрàне, рàзность фàз волн от которых, пришедших в избрàнную

точку нàблюдения лежит в пределàх

0 ≤ ϕ ≤ π

.

 

2

 

Íеверными ответàми являются : À, Ñ, D.

 

9. (ÍÒ1). (Ç). Äифрàкция Ôрàунгоферà от одной щелеобрàзной диàфрàгмы нàблюдàется: À) только нà большом рàсстоянии, нà котором лучи от рàзных учàстков щели, приходящие в точку нàблюдения, можно считàть пàрàллельными; *Â) нà большом рàсстоянии, нà котором лучи от рàзных учàстков щели, приходящие в

точку нàблюдения можно считàть пàрàллельными, à тàкже нà других рàсстояниях с помощью линзы; Ñ) нà любом рàсстоянии, но только с помощью линзы, причем поместив экрàн, нà

котором фокусируется дифрàкция, в фокàльной плоскости линзы;

D) только с помощью линзы, оптический центр которой нàходится от щели нà рàсстоянии d , удовлетворяющем условию F < d < 2F , F - фокусное рàсстояние линзы.

10. (ÍÒ2). (Ç). ×исло открытых зон Ôренеля нà круглом отверстии рàдиусà r0 в экрàне для

точки нàблюдения сигнàлà, нàходящейся нà рàсстоянии l нà перпендикуляре, восстàновленном из центрà отверстия, рàвно:

r2

 

r λ

 

 

r2

 

r l

*A)

0

;

B)

0

;

C)

0

;

D)

0

.

 

l2

 

 

lλ

 

 

 

lλ

λ2

11. (ÍÒ1). (Ç). Âекторнàя диàгрàммà, описывàющàя изменение àмплитуды волны с интенсивностью I0 , в точке нàблюдения при постепенном открытии зон Ôренеля, имеет вид:

À) совокупности окружностей рàдиусом I0 , нàложенных друг нà другà; *Â) свертывàющейся спирàли с нàчàльной àмплитудой I0 ;

Ñ) рàзвертывàющейся спирàли с нàчàльной àмплитудой I0 ;

D) свертывàющейся спирàли с нàчàльной àмплитудой 4I0 .

12. (ÍÒ1). (Ç). ×тобы нàйти количество зон Ôренеля (Øустерà), уклàдывàющихся нà щели, от которой получàется дифрàкционнàя кàртинà нà экрàне, рàсположенном в фокàльной плоскости линзы, достàточно знàть только:

A.ширину щели à и длину пàдàющей плоской световой волны λ (свет пàдàет нормàльно);

B.длину волны λ и фокусное рàсстояние линзы F;

C.ширину щели à, длину волны λ и фокусное рàсстояние F;

D.*ни одно из этих условий не позволяет нàйти количество зон Ôренеля.

200

Соседние файлы в предмете Физика