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

оптика / Двояшкин_Н_К___Кабиров_Р_Р___Морякова_С_С___Ушаков_А_А_«Оптика__Физика_атома_и_атомного_ядра»_Методические_указания

.PDF
Скачиваний:
75
Добавлен:
18.04.2018
Размер:
415.17 Кб
Скачать

Раздел 8 Физика атомного ядра

Изотопы. Радиоактивность. Правило смещения Содди. Закон радиоактивного распада. Понятие о ядерных силах. Дефект масс. Энергия связи ядра. Ядерные реакции. Термоядерная реакция.

Основные формулы

АГНИ

 

Радиус атомного ядра Rя =R0·А1/3, где R0 = (1,3

~ 1,7)·10-15м, А – массовое

число.

 

Дефект масс m =[Zmр +( А – Z)mn] –mя, где Z – число протонов в ядре, mр =1,6726·10-27кг – масса протона, ( А – Z) – число нейтронов в ядре, mn =

1,6749·10-27кг – масса нейтрона, mя

– масса ядра.

 

 

 

ка

Энергия связи атомного ядра Есв =

 

 

 

 

 

 

 

m·с2 = =([Zmр +( А – Z)mn] –mя)·с2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

е

Закон радиоактивного распада N =N0·е-λt, где N – число н распавшихся ядер, N0

– начальное число ядер,

 

 

 

 

 

 

 

т

 

λ - постоянная радиоактивного распада. Или

N = N0·2-t/Т, где Т –

 

 

 

 

 

 

о

 

 

период полураспада, время, за которое распадается

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

половина начального количества ядер. Для массы радиоактивного вещества

 

 

 

 

 

л

 

 

 

– начальная масса.

m = m0·2-t/Т, где m - масса нераспавшегося вещества, m0

Период полураспада Т1/2 =lg2/λ.

 

 

б

 

 

 

 

 

Правило смещения Содди

 

и

 

 

 

 

 

 

б

 

 

 

 

 

 

 

α –распад ZХАZ--2YА-4 +2Не4

 

 

 

 

 

 

 

β –распад ZХАZ+1YА +-1е0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

γ –распад ZХАZХА

ая

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В ядерных реакциях выполняются законы сохранения электрических зарядов,

 

 

 

 

нн

 

массовых чисел, энергии, импульса и момента импульса.

Реакции, идущие с выделением энергии называются экзотермическими.

 

 

 

 

ро

 

Реакции, идущие с поглощением энергии называются эндотермическими.

 

 

к

 

Примеры решения задач

 

 

е

 

 

Пример 1тВ реакции 1Н2 +1Н21Н3 +1Н1 использовано 10г дейтерия. Найти

выд лившуюся энергию.

 

Дано:

 

 

Э

 

 

 

 

mл=10г

 

 

 

 

Е -?

 

 

 

 

Решение: Найдём по таблице массу каждого изотопа m(1Н2) = 2,01410у.е., m(1Н3) = 3,01605у.е., m(1Н1 ) = 1,00783у.е.

Сравним сумму масс изотопов до и после реакции.

21

m = (2,01410 +2,01410) – (3,01605 + 1,00783) =0,00432у.е.

Масса убыла, значит, реакция экзотермическая. Переведём дефект масс в кг. 0,00432·1,66·10-27кг = 0,0071712·10-27кг.

Вычислим энергию, выделившуюся при одном акте реакции.

Е1

= m·с2 = 0,0071812·10-27·9·1016 = 0,0645408·10-11Дж.

АГНИ

Найдём число актов реакции.

 

N =1/2m/μ·NА = 0,5·0,01/0,02·6,02·1023 =15,05·1023.

Вычислим полную энергию выделившуюся в результате реакции.

Е = Е1·N =0,0645408·10-11·15,05·1023 = 0,97·1012Дж.

Пример 2 При взрыве ядерной бомбы освобождается эн ргия 8,3·1016Дж. Эта

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ка

энергия получается в основном за счёт деления яд р урана 238. При делении

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

е

одного ядра урана 238 освобождается 200МэВ. Вычислите массу ядер урана,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

т

 

испытавших деление при взрыве и суммарный дефект масс.

Дано:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

Е =8,3·1016Дж

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

л

 

 

 

 

mя =238у.е.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m -? m -?

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

Решение:

Масса ядер

 

 

 

 

 

 

 

урана, испытавших деление при взрыве, равна

 

 

 

 

 

 

 

 

б

 

 

 

 

 

 

 

произведению массы одного дра на число ядер m = N·mя. Число ядер равно

ядра. N = Е/ΔЕ.

ая

 

 

 

 

 

 

 

 

частному от деления энергии взрыва на выход энергии при делении одного

Получаем значение массы. m = mяЕ/ΔЕ =8,3·1016·238/200 =1000кг.

 

 

 

 

 

ро

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Используя значениеннэнергии взрыва, получаем дефект масс. Е = m·с2,

 

m =Е/с2

т

=0,9кг.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=8,3·1016/9·1016

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

к

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

е

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

л

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Э

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

22

Задачи для самостоятельного решения Геометрическая оптика

1.1 Предмет находится на расстоянии 1м от плоского зеркала. Каким будет расстояние между предметом и его изображением в зеркале, если предмет отодвинуть от зеркала ещё на 0,5м?(Ответ: 3м)

1.2 Луч света падает на зеркало перпендикулярно его поверхности. Если зеркало повернуть на 450, то угол между падающим и отраженным лучом будет равен…(Ответ: 900)

1.3 Расстояние от Солнца до Земли 150 млн.км. Сколько времени идет свет

от Солнца до Земли? с = 3 ּ◌108м/с. (Ответ: 500с)

 

1.4 Скорость света в веществе 150 Мм/с. Абсолютный показатель

преломления этого вещества … (Ответ: 2)

АГНИ

 

1.5 Вертикально стоящий шест высотой 1м отбрасыва т тень 0,5м, а дерево–

тень длиной 4,5м. Какова высота дерева? (Ответ: 9м)

 

ка

е

1.6

 

 

 

 

 

 

 

Высота Солнца над горизонтом 500. Каким д лжен быть минимальный

 

 

 

 

 

 

 

т

 

угол падения лучей на плоское зеркало, чт бы тразившиеся лучи пошли

вертикально вверх? (Ответ: 200)

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

и

 

 

 

1.7

 

 

 

 

 

 

 

Предельный угол полного внутреннего отражения на границе двух сред

 

 

 

 

л

 

 

 

 

равен 300. Каков относительный показатель преломления этих сред? (Ответ: 2)

1.8

 

 

б

 

 

 

 

 

Расстояние от предмета до со рающей линзы 15см. Найти увеличение

 

 

и

 

 

 

 

 

 

линзы, если фокусное расстояние 30см. (Ответ: 2)

 

 

 

1.9

 

б

 

 

 

 

 

 

 

Фокусное расстояние собирающей линзы 0,1м. На каком расстоянии от

линзы следует поместить предмет, чтобы его действительное изображение

было в натуральную величину? (Ответ: 20см)

 

ая

(n = 1,58) имеет радиус кривизны

1.10 Плосковыпуклая линза

поверхности 11,6 см. Найдите фокусное расстояние линзы.(Ответ: 20см)

нн

 

 

1.11 Предмет асположен на расстоянии 1м от вогнутого зеркала с радиусом

кривизны 20 см. На каком расстоянии от зеркала находится изображение?

 

 

 

ро

 

 

т

(Ответ: 11см)

 

к

 

1.12 Выпуклое сферическое зеркало имеет радиус кривизны 60 см. На

е

 

 

л

 

 

 

Эрасстоянии 10 см от зеркала расположен предмет. Определить положение изображения. (Ответ: 7,5см)

1.13* Свет переходит из стекла в воду. Определите предельный угол полного внутреннего отражения на границе этих сред. Показатели преломления стекла 1,52, воды 1,33. (Ответ: 610)

23

1.14* Человек ростом 1,8м, стоя на берегу озера, видит в воде отражение Луны, находящейся под углом 300 к горизонту. На каком расстоянии от берега человек видит отражение Луны? (Ответ: 3,1м)

1.15* Оптическая сила линзы 15 дптр. Если изображение, даваемое линзой, прямое, мнимое и увеличенное в три раза, то расстояние от предмета до изображения равно….(Ответ: 9см)

1.18** Луч света падает на горизонтально расположеннуюАГНИпластинку толщиной 5мм. Пройдя пластинку, он выходит из неё смещённый по

1,16* Расстояние от предмета до собирающей линзы 15см. Увеличение

линзы 2. Определить фокусное расстояние. (Ответ: 10см)

1.17* Величина изображения предмета в вогнутом сферическом зеркале вдвое больше, чем величина самого предмета. Расстояние между предметом и

изображением 15см. Определить фокусное расстояние зеркала. (Ответ: 10см)

горизонтали от точки падения на расстояние 2мм. Ч му равно аналогичное

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ка

смещение луча отражённого от пластинки, если он прошёл слой воздуха той же

толщины, что и пластинка? nст. = 1,5. (Ответ: 3,4мм)

е

1.19**

 

 

 

 

 

 

 

т

 

Определить угол падения луча на поверхность стекла, если угол

 

 

 

 

 

 

 

о

 

 

между преломлённым и отражённым лучом равен 1200. nст =1,5. (Ответ: 370)

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

1.20**В мензурку налиты две несмешивающиеся жидкости с показателями

 

 

 

 

 

л

 

 

 

 

преломления 1,3 и 1,5. Толщина слоя каждой жидкости 5см. На каком

 

 

 

 

б

 

 

 

 

 

расстоянии от поверхности жидкости «кажется» расположенным дно сосуда?

(Ответ: 7,2см)

 

и

 

 

 

 

 

 

 

б

 

 

 

 

 

 

 

1.21**

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Луч света, падающий на лист бумаги под углом 300, даёт на ней

 

 

ая

 

 

 

 

 

 

 

 

светлое пятно. На сколько сместится это пятно, если на бумагу положить

 

нн

 

 

 

 

 

 

 

 

 

плоскопараллельную стеклянную пластинку толщиной 5см? nст=1,5 (Ответ:

1,12см)

ро

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.22** Свет в й луч падает в центр верхней грани стеклянного кубика. Чему

равен максимальный угол падения, при котором преломлённый луч ещё

 

 

т

=1,5. (Ответ: 600)

 

к

попадёт на нижнюю грань кубика? nст

е

 

 

1.23** Каков радиус вогнутого сферического зеркала, находящегося на

л

 

 

 

расстоянии 2м от лица, если человек видит в нём своё изображение в 1,5 раза Эбо ьшим, чем в плоском зеркале, находящемся на том же расстоянии от лица?

(Ответ: 6м)

1.24** При определённом расположении изображение предмета в вогнутом зеркале в 3раза меньше самого предмета. Если же предмет переместить на 15см ближе к зеркалу, то изображение станет в1,5раза меньше предмета. Найти фокусное расстояние зеркала. (Ответ: 10см)

24

1.25** Предмет находится перед собирающей линзой на расстоянии 6см. Линза даёт мнимое изображение, увеличенное в 4 раза. Чему равно расстояние от изображения до ближайшего фокуса линзы? (Ответ: 16см)

1.26** Светящаяся точка движется со скоростью 0,2м/с по окружности вокруг главной оптической оси собирающей линзы в плоскости, параллельной плоскости линзы и отстоящей от неё на расстояние в 1,8 раза большем фокусного расстояния линзы. Какова скорость движения изображения? (Ответ: 0,25м/с)

1.27** При фотографировании чертежа с расстояния 1м площадью 64см2, площадь изображения на плёнке оказалась 4см2. Какова оптическая сила

объектива фотоаппарата?(Ответ: 5дптр)

 

1.28** Экран находится на расстоянии 0,9м от предмета. На каком

 

АГНИ

расстоянии от предмета нужно поместить линзу с фокусным р сстоянием 0,2м,

чтобы получить на экране чёткое увеличенное изображ ние предмета? (Ответ:

30см)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ка

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

е

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.29** Линза с фокусным расстоянием 0,4м с здаёт на экране увеличенное

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

т

 

 

изображение предмета, который помещён на расст янии 2,5м от экрана. Каково

расстояние от предмета до линзы? (Ответ: 0,5м)

о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

л

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Фотометрия

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б

 

 

 

 

 

 

 

2.1 Светильник имеет силу света 100кд. Определить полный световой поток.

(Ответ: 1260лм)

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

помещается над

центром

2.2 Точечный изотропный источник света

 

 

 

 

 

 

ая

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

круглого стола на высоте 1м. Сила света источника 50кд. Определить значение

освещённости в центре стола. (Ответ: 50лк)

 

 

 

 

 

 

 

2.3 Прожектор дает пучок света в виде узкого конуса с телесным углом

0,02ср. Какова

свещённость

на расстоянии 100м

 

от прожектора,

если его

световой поток

нн

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

авен 5000лм? (Ответ: 25лк)

 

 

 

 

 

 

 

2.4 Най и поток излучения источника света, испускающего энергию 3,6кДж

 

 

 

ро

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

т

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

за 1мин. (Ответ: 60Вт)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

к

 

 

 

 

силой света 200кд на расстоянии1м получили

2.5 От точечного источника

 

е

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

освещённость 100лк. Под каким углом падали световые лучи? (Ответ: 60 )

л

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

помещается над

центром

2.6* Точечный изотропный источник света

 

Экруглого стола радиусом 0,5м на высоте над столом 1м. Сила света источника

50кд. Определить значение освещённости на краю стола. (Ответ: 36лк)

Волновые свойства света

25

 

3.1 Длина световой волны в воде 435нм. Какова длина этой волны в

воздухе? (nводы = 4/3) (Ответ: 580нм)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.2 Какова скорость света в среде, если при частоте ν=4 ּ◌1014Гц на длине

L=1м укладывается число волн N=2 ּ◌106? (Ответ: 200Мм/с)

 

 

 

3.3 Во сколько раз скорость света вакууме для красного луча (800нм)

больше, чем для фиолетового (400нм)? (Ответ: 1)

 

 

 

 

 

 

3.4 Если две когерентные волны с амплитудой 1мм приходят в точку с

разностью фаз 1800, то

 

амплитуда

результирующей волны будет

равна…(Ответ:0)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.5 Разность фаз двух интерферирующих световых лучей равна π/2. Длина

волны 4 ּ◌10-7 м. Какова минимальная разность хода этих лучей?(Ответ: 100нм)

 

3.6 Свет с длиной волны λ=0,5мкм падает на пленку нефти. Вследствие

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

АГНИ

интерференции наблюдаются светлые и темные полосы. Чему равна разность

хода отраженных волн для соседних темной и светлой полос?(Ответ: 250нм)

 

3.7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ка

 

если в точке

 

Какова разность хода двух когерентных св овых волн,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

е

 

 

наблюдается интерференционный максимум вт рого порядка для длины волны

400нм?(Ответ: 0,8мкм)

 

 

 

 

 

 

 

т

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.8 Сколько штрихов на каждый миллиметр содержится в дифракционной

решетке с периодом 1мкм?(Ответ: 1000)

 

и

 

 

 

 

 

л

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.9 Найти радиус первой зоны Френеля на расстоянии 2м от точечного

 

 

 

 

 

 

 

 

б

 

 

 

 

 

 

 

источника света с длиной волны 490нм. (Ответ: 0,7мм)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.10 Линза радиусом кривизны 0,5м лежит на плоской пластине. Определить

 

 

 

 

 

 

 

б

 

 

 

 

 

 

 

 

 

радиус третьего тёмного кольца Ньютона в отражённом свете при длине волны

400нм.(Ответ: 0,775мм)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.11 Вычислить радиус 1-ой зоны Френеля, если расстояние от источника

 

 

 

 

 

ая

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

света до волновой поверхности 1м, а от волновой поверхности до точки

наблюдения т же 1м. Длина волны 0,5мкм.(Ответ: 0,5мм)

 

 

 

 

 

 

 

нн

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.12 На щель шириной 0,05мм падает нормально свет с длиной волны 694нм.

Определи е направление света на второй дифракционный max.(Ответ: 20)

 

 

 

 

ро

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

т

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.13* На дифракционную решетку в направлении нормали к ее поверхности

пада т

к

 

 

свет. Период

решетки d = 2 мкм .

Определить

монохроматический

 

е

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

наибо ьший порядок дифракционного максимума, который дает эта решетка в

случаел

красного света (λ = 0,7 мкм ). (Ответ: 2)

 

 

 

 

 

 

Э

3.14* Определите длину отрезка, на котором укладывается столько же длин

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

волн монохроматического света в вакууме, сколько их укладывается на отрезке 5 мм в стекле. Показатель преломления стекла 1,5. (Ответ: 7,5мм)

26

3.15* На пути одного из двух параллельных лучей поставили плоскопараллельную стеклянную пластинку (n=1,5) толщиной 6см. Чему будет равно время запаздывания этого луча?(Ответ: 0,1нс)

3.16* В опыте Юнга расстояние между щелями 1мм, расстояние от щелей до экрана равно 3м. На каком расстоянии от центра экрана находится первая светлая полоса, если длина волны 0,5мкм?(Ответ: 1,5мм)

3.17* В опыте Юнга расстояние между щелями 1мм, расстояние от щелей до экрана равно 3м. Какова длина световой волны, если третья тёмная полоса находится на расстоянии 5,25мм от центра экрана? (Ответ: 0,5мкм)

3.18* В опыте с зеркалами Френеля расстояние между мнимыми изображениями источника света равно 0,5мм, расстояние от них до экрана

равно 5м. В

монохроматическом свете ширина интерференционных

полос

равна 6мм. Найти длину световой волны. (Ответ: 0,6мкм)

 

АГНИ

 

 

 

3.19*

Найдите расстояние между двумя соседними интерференционными

max в

установке Юнга,

если расстояние

между

 

ка

 

мм, а

щелями равно 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

е

 

 

расстояние от щели до экрана равно1 м, длина в лны равна 500 нм. (Ответ:

0,5мм)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

т

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

3.20* Определить длину волны для

ин

 

 

 

 

 

 

в дифракционном спектре 3-го

 

 

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

порядка, совпадающую с линией спектра 4-го порядка с длиной волны 510нм.

(Ответ: 680нм)

 

 

 

 

л

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б

 

 

 

 

 

 

 

3.21* Чему

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

равен наибольший порядок дифракционного максимума для

дифракционной решетки

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

с периодом 0,03мм для длины световой волны

600нм?(Ответ: 50)

 

 

б

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.22* Радиус первой зоны Френеля для световой волны длиной 600нм равен

0,5мм. Найти радиус второй зоны. (Ответ: 503мкм)

 

 

 

 

 

3.23*

На

диафрагму

ая

 

 

отверстием

диаметром 5мм

подает

 

с круглым

нормально пуч к света с длиной волны 0,6мкм. Определить расстояние от

 

 

 

нн

 

 

 

ро

точки наблюдения до отверстия, если оно открывает две зоны Френеля. (Ответ:

5,21м)

 

т

 

 

3.24* Определите радиус 3-ей зоны Френеля для случая плоской волны, если

 

к

 

расстояние от волновой поверхности до точки наблюдения равно 1,5м, а длина

е

 

 

во ны 0,6мкм. (Ответ: 1,64мм)

л

 

 

 

3.25* Постоянная дифракционной решётки длиной 2,5 см равна 5 мкм.

ЭОпределите разность длин волн, разрешаемую этой решёткой, для света с

длиной волны 0,5 мкм в дифракционном спектре второго порядка. (Ответ: 50пм)

3.26* Дифракционная решётка расположена параллельно экрану на расстоянии 1,2м от него. Сколько штрихов на 1мм содержит решётка, если при

27

нормальном падении на неё света с длиной волны 0,62мкм второй дифракционный максимум находится на расстоянии 6см от центра?(Ответ: 400)

3.27* Чему равен угол между главными плоскостями поляризатора и анализатора, если интенсивность естественного света, прошедшего поляризатор и анализатор, уменьшается в 4 раза? Поглощением света пренебречь.(Ответ:

3.29*

Узкий параллельный пучок рентгеновского излучения п дает на грань

 

 

е

нм. Определите

кристалла с расстоянием между атомными плоскостями 0,3

 

т

 

длину волны рентгеновского излучения, если под углом 30°как плоскости грани

 

о

 

 

наблюдается дифракционный максимум первого порядка.(Ответ: 300пм)

450)

 

 

 

3.28*

Плоско поляризованный монохроматический пучок

света падает на

поляроид и полностью им гасится. Когда на пути пучка поместили кварцевую пластину, интенсивность I пучка света после поляроида стала равна половине интенсивности пучка, падающего на поляроид. Определить минимальную толщину кварцевой пластины. Поглощением и отражением света поляроидом

пренебречь, постоянную вращения α кварца принять равной 48,9

град/мм.(Ответ: 0,92мм)

АГНИ

 

3.30* Степень поляризации частично поляриз ванн го света составляет 0,75.

Определите отношение максимальной интенс вности света, пропускаемого

 

 

 

л

анализатором, к минимальной интенсивностии.(Ответ: 7)

 

 

б

3.31* Определите показатель преломления стекла, если при отражении от него

 

и

 

света отражённый луч полностью поляризован при угле преломления 35°.

(Ответ: 1,43)

б

 

 

 

 

 

3.32* Свет, проходя через жидкость, налитую в стеклянный сосуд (n=1,5), отражается от дна, причем отражённый свет плоско поляризован при падении его на дно сосуда под углом 41°. Найдите показатель преломления

жидкости.(Ответ: 1,73)

 

 

 

нн

Юнга на экране наблюдают интерференцию

3.33** При повторе ии опытаая

света. Когда од у из щелей накрыли

мыльной плёнкой (n

= 1,33),

ро

изменилась

на противоположную.

Найти

интерференци нная картина

наименьшую толщину плёнки, если длина падающей световой волны 0,66мкм. (Ответ: 1мкм)

3.34** Определитьт

расстояние между двумя соседними интерференционными

 

е

Юнга, если расстояние между щелями 1мм, а расстояние от

maх в установкек

л

 

 

ще и до экрана 1м, длина волны 500нм. (Ответ: 0,5мм)

Э

 

 

 

3.35** На стеклянную пластинку нанесён тонкий слой прозрачного вещества (n

=1,3). Пластинка

освещена монохроматическим светом с длиной волны 640нм,

падающим на пластинку нормально. Какую минимальную толщину должен иметь слой, чтобы отражённый свет имел наименьшую яркость?(Ответ: 0,123мкм)

3.36** На поверхность стекла (n = 1,516) нанесли тонкую плёнку. Учитывая, что глаз наиболее чувствителен к свету с λ=555нм, найти наибольшую толщину плёнки, чтобы максимум света проходил сквозь стекло. (Ответ: 112,7нм)

28

3.37** Два точечных когерентных источника света расположены на расстоянии 8мм друг от друга. На расстоянии 1м параллельно источникам помещается экран. Найти расстояние между второй и четвёртой интерференционными полосами, расположенными с одной стороны от центра возникшей интерференционной картины, если λ=0,6мкм.(Ответ: 0,15см)

3.38** Два когерентных источника испускают монохроматический свет с

λ=0,6мкм. Найти, на каком расстоянии от точки, расположенной на экране на

0,5мкм.(Ответ: 50мкм)

АГНИ

равном расстоянии от источников, будет

находиться первый максимум

освещённости. Экран удалён от источников на расстояние 3м, расстояние между источниками 0,5мм. (Ответ: 3,6мм)

3.39** Два когерентных световых пучка падают на экран: один пучок по нормали, а другой – под углом 0,01рад. Найти расстояние между соседними светлыми полосами на экране, если длина световой волны в обоих пучках равна

3.40** На

дифракционную решётку нормально к её

поверхности падает

 

 

 

 

 

 

е

на расстоянии 1м от

монохроматический свет с λ = 550нм. Экран располож н

решётки.

Найти угол дифракции, соответствующий последнемука

максимуму,

 

 

 

 

 

о

 

 

 

если первый дифракционный max находится на расстоянии 12см от

центрального. (Ответ: 740)

 

л

т

 

 

3.41** Для получения колец Ньютона пр менялась плосковыпуклая линза с

оптической силой 2дптр и показателем пре

иом ения стекла 1,5. Найти радиус

 

 

б

свете при нормальном падении

второго тёмного кольца в отражённом

 

и

 

 

 

 

 

 

монохроматического света с длиной волны 600нм. (Ответ: 0,548мм)

 

 

б

 

 

 

 

 

 

 

3.42** Для получения колец Ньютона применялась плосковыпуклая линза с

оптической силой 2дптр и показателем преломления стекла 1,5. Найти радиус второго тёмного кольцааяв проходящем свете при нормальном падении монохроматического света с длиной волны 600нм. (Ответ: 0,474мм)

3.43** На круглоеннотверстие радиусом 1,5мм падает нормально плоская монохроматическая вол а с λ=0,6мкм. Экран расположен на расстоянии 0,6м от

отверстия. Найти число зон Френеля, укладывающихся на отверстии. (Ответ: 6) 3.44** На щельрошириной 0,5мм падает нормально монохроматическая волна с

длиной волны 0,5мкм. Дифракционная картина наблюдается на экране расположенномт параллельно щели на расстоянии1м. Найти ширину центральногок максимума. (Ответ: 2мм)

3.45**еП риод дифракционной решётки 10-5м. При нормальном освещении её монохроматическимл светом максимум 2ого порядка наблюдается на экране, Эотстоящем от решётки на расстояние 1м, на расстоянии 10смот центрального максимума. Найти общее число максимумов, которое может наблюдаться в

данном случае. (Ответ: 41)

3.46** На дифракционную решётку, имеющую 100 штрихов на 1мм длины, нормально падает белый свет. Найти ширину спектра второго порядка на экране находящемся от решётки на расстоянии 1м. Длина волны видимого спектра от 8·10-7м до 4·10-7м. (Ответ: 8см)

29

3.47** На поверхность дифракционной решётки нормально падает монохроматический свет. Период решётки в 4,6 раза больше длины световой волны. Найти общее число дифракционных максимумов, которое можно наблюдать в данном случае. (Ответ: 9)

3.48** Два поляроида расположены так, что угол между их плоскостями пропускания составляет 400. Естественный свет, проходя через такую систему ослабляется в 4раза. Во сколько раз будет ослабляться естественный свет, если угол между плоскостями уменьшится в 2раза? (Ответ: 2,66)

3.49** Кварцевую пластинку поместили между двумя скрещенными николями. При какой наименьшей толщине пластинки поле зрения после прохождения николей будет максимально просветлено? (αкв=27град/мм) (Ответ: 1,7мм)

3.50** Найти коэффициент отражения естественного света, падающего на

стекло (n=1,54) под углом полной поляризации. (Ответ: 0,083)

0

 

 

ка

3.51** Три поляроида, каждый из которых поглощает 10% п д ющегоАГНИна него

света, расположены вдоль одной прямой. Причём главные плоскости первых

двух поляроидов совпадают, главная

 

е

плоскость третьего поляроида

 

т

 

расположена под углом 60 по отношению к главным плоскостям двух первых

 

о

 

 

поляроидов. Какая часть интенсивности света станется после прохождения

третьего поляроида? (Ответ: 0,09)

 

 

 

3.52** Естественный свет проходит через поляр затор и анализатор, которые

поглощают по 20% падающего на них светаи. Найти угол между главными

 

 

б

плоскостями поляризатора и анализатора, лесли интенсивность света вышедшего

 

и

из анализатора составляет 1/8 интенс вности света падающего на поляризатор.

(Ответ: 510)

б

 

 

 

3.53** Луч света падает перпендикулярно на анизотропный кристалл толщиной

выходе из кристалла он оказаялся смещённым по отношению к обыкновенному на 4см. (Ответ: 2,23)

8см. Определить показатель преломления для необыкновенного луча, если на

трубку длинойро50ннсм, содержащую сахарный раствор, то интенсивность падающего на николь света уменьшается в 4раза. Определить массовую концентрациютсахарного раствора. [α] =1,17·10-2рад·м2/кг (Ответ: 89,46кг/м3)

3.54**Плоско поляризова ный монохроматический свет, прошедший через

николь, оказывается полностью погашенным. Если перед николем поместить

3.55** кКогда свет прошёл через трубку длиной 22см, содержащую раствор сахара с концентрацией 10%, плоскость поляризации света повернулась на 150.

е Влдругом растворе сахара, налитом в трубку длиной 15см, плоскость

Эпо яризации повернулась на 250. Найти концентрацию второго раствора. (Ответ: 24,4%)

3.56** Два поляроида расположены так, что угол между плоскостями колебаний составляет 600. Естественный свет, проходя через такую систему, ослабляется в 9 раз. Пренебрегая потерей света при отражении, определить коэффициент поглощения света в поляроидах. (Ответ: 0,057)

3.57** Кварцевую пластинку толщиной 1,5мм, вырезанную перпендикулярно оптической оси, поместили между двумя параллельными николями, в

30