32

Министерство образования и науки Российской Федерации

Тверской государственный технический университет

­­­­­­­­­­­­­­­­­

Кафедра теплофизики

З А Д А Ч И П О Ф И З И К Е

Часть 3

ОПТИКА. АТОМНАЯ ФИЗИКА. КВАНТОВАЯ МЕХАНИКА.

ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА

Методические указания к расчетно-графическим работам

Тверь 2005

Предназначены для студентов первого и второго курсов дневного отделения факультетов ПИЭ и АС. Содержат условия задач, предлагаемых при выполнении расчетно-графических работ, необходимые справочные данные и список рекомендуемой литературы.

Обсуждены и рекомендованы к печати на заседании кафедры теплофизики (протокол № 7 от 28 июня 2004 г.)

Составители: Кривенко И.В., Испирян С.Р., Кошкин В. М.

 Тверской государственный

технический университет, 2004

 Кривенко И.В., Испирян С.Р. , Кошкин В.М.

Тема 1. Интерференция света

1. Во сколько раз нужно изменить расстояние от источников света до экрана в опыте Юнга, чтобы пятая светлая полоса новой интерференционной картины оказалась на том же расстоянии от нулевой, что и третья в прежней картине?

2. Во сколько раз и как нужно изменить расстояние от источников света до экрана в опыте Юнга, чтобы пятая темная полоса новой интерференционной картины оказалась на том же расстоянии от нулевой, что и шестая светлая в прежней картине?

3. Как и во сколько раз нужно изменить расстояние от источников света до экрана в опыте Юнга, чтобы четвертая темная полоса новой интерференционной картины оказалась на том же расстоянии от нулевой, что и восьмая темная в прежней картине?

4. Расстояние между щелями в опыте Юнга b = 0,55 мм. Каково расстояние от щелей до экрана, если расстояние между соседними темными полосами на нем равно 1 мм при  = 550 нм?

5. В опыте Юнга щели сначала облучали светом с длиной волны ₁ =660 нм, а затем с длиной волны ₂. Чему равна длина волны ₂, если седьмая светлая полоса для длины волны ₁ совпадает с одиннадцатой темной для длины волны ₂?

6. На мыльную пленку с показателем преломления 1,33 падает по нормали монохроматический свет с длиной волны 0,6 мкм. Какова наименьшая толщина пленки, при которой отраженный свет в результате интерференции имеет наибольшую яркость?

7. В интерферометре Жамена на пути интерферирующих лучей помещены две одинаковые трубки, закрытые прозрачными пластинками (рис.1). Одна заполнена воздухом при нормальных условиях, а из другой он выкачан. Чему равен показатель преломления воздуха, если длина трубок 5 см и при выкачивании воздуха интерференционная картина сместилась на 20 полос ( = 0,73 мкм)?

8. Для измерения показателя преломления аммиака в одно из плеч интерферометра Майкельсона поместили откачанную трубку длиной L = 14 см. Концы трубки закрыты плоскопараллельными стеклами. При заполнении трубки аммиаком интерференционная картина для света с длиной волны  = 0,59 мкм сместилась на k = 180 полос. Чему равен показатель преломления аммиака?

9. Пучок белого света падает нормально на стеклянную пластинку, толщина которой d = 0,4 мкм. Показатель преломления стекла n = 1,5. Какие длины волн, лежащие в пределах видимого спектра (от 400 до 700 нм), усиливаются в отраженном пучке?

10. На мыльную пленку (n = 1,3), находящуюся в воздухе, падает нормально пучок лучей белого света. При какой наименьшей толщине d пленки отраженный свет с длиной волны  = 0,55 мкм окажется максимально усиленным в результате интерференции?

11. На экране наблюдается интерференционная картина от двух когерентных источников света с длиной волны  = 480 нм. Когда на пути одного из пучков поместили тонкую пластинку из плавленого кварца с показателем преломления n = 1,46, интерференционная картина сместилась на k =69 полос. Определить толщину кварцевой пластинки.

12. Для измерения показателя преломления аргона в одно из плеч интерферометра Майкельсона поместили пустую стеклянную трубку длиной L = 12 см с плоскопараллельными торцевыми поверхностями. При заполнении трубки аргоном интерференционная картина сместилась на k = 106 полос. Определить показатель преломления аргона, если длина волны света  = 639 нм.

13. Определить перемещение зеркала в интерферометре Майкельсона, если интерференционная картина сместилась на k = 100 полос. Опыт проводился со светом с длиной волны  = 546 нм.

14. Найти все длины волн видимого света (от 0,76 до 0,38 мкм), которые будут максимально ослаблены при оптической разности хода  интерферирующих волн равной 1,8 мкм.

15. В опыте Юнга расстояние от щелей до экрана уменьшилось в 1,67 раза. Определить номер светлой полосы, которая в новой интерференционной картине оказалась на том же расстоянии от нулевой, что и третья в прежней картине?

16. Монохроматический свет длиной  = 0,6 мкм падает нормально на мыльную пленку. Определить показатель преломления пленки, если ее минимальная толщина, при которой отраженный свет имеет наибольшую яркость, равна 0,12 мкм.

17. Расстояние между щелями в опыте Юнга b = 0,5 мм. Экран удален от щелей на 91 см. Две соседние темные полосы на экране расположены на расстоянии, равном 1мм. Чему равна длина волны света, падающего на щели?

18. Какой должна быть толщина пластинки с показателем преломления n = 1,6, если с введением ее на пути одного из интерферирующих лучей ( = 550 нм) картина сместилась на четыре полосы?

19. В опыте Юнга отверстия, расположенные на расстоянии 1 мм, освещались монохроматическим светом с длиной волны 610^-5 см, расстояние от отверстий до экрана равно 3 м. Найти положение трех первых светлых полос относительно центра интерференционной картины.

20. На пути одного из интерферирующих лучей помещается пластинка толщиной 12 мкм. Определить, на сколько полос сместится интерференционная картина, если показатель преломления стекла n = 1,5; длина волны света  = 750 нм и свет падает на пластинку нормально.

21. О дин луч от источника S монохроматического света ( = 0,72 мкм) падает в точку А экрана непосредственно, другой - после отражения от плоского зеркала З (рис. 2). SA = 2 м, SC = 1 м, BC = 2 мм. Что будет наблюдаться в точке А в результате интерференции лучей – светлая или темная полоса?

22. Оптическая разность хода  двух интерферирующих волн монохроматического света равна 0,3. Определить разность фаз этих волн .

23. Плоская монохроматическая световая волна падает нормально на диафрагму с двумя узкими щелями, отстоящими друг от друга на расстоянии d = 2,5 мм. На экране, расположенном за диафрагмой на L = 100 см, образуется система интерференционных полос. На какое расстояние и в какую сторону сместятся эти полосы, если одну из щелей перекрыть стеклянной пластинкой толщины h = 10 мкм? Показатель преломления стекла n = 1,5.

24. Расстояние d между щелями в опыте Юнга равно 1 мм, расстояние L от щелей до экрана равно 3 м. Определить длину волны , испускаемой источником монохроматического света, если ширина полос интерференции на экране равна 1,5 мм.

25. Расстояние d между двумя когерентными источниками света ( = 0,5 мкм) равно 0,1 мм. Расстояние b между интерференционными полосами на экране в средней части интерференционной картины равно 1 см. Определить расстояние L от источников до экрана.