Добавил:

inrad Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники

Предмет:

Физика

Файл:

Контрольная оптика

..doc

Скачиваний:

113

Добавлен:

01.04.2014

Размер:

1.07 Mб

Скачать

☆

МИНИСТЕРСТВО ПО ЧРЕЗВЫЧАЙНЫМ СИТУАЦИЯМ

РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

институт

Зачётная книжка № --116

Контрольная работа №3

по курсу

«Физика»

Слушателя курса,

учебной группы №

факультета заочного обучения

Служебный адрес:

тел.: .

Домашний адрес:

тел. .

Проверил: преподаватель кафедры

внутренней службы

2009

Содержание

Задача №6………………………………………………..3
Задача №16………………………………………………5
Задача №26………………………………………………7
Задача №36………………………………………………8
Задача №46………………………………………………10
Задача №56………………………………………………12
Задача №66………………………………………………13
Задача №76………………………………………………14
Задача №86………………………………………………15
Задача №96………………………………………………16
Литература………………………………………………17

Задача № 6

Над серединой чертежной доски, образующей с горизонтальной плоскостью угол в 30°, на высоте 2 м висит лампа силой света 200 кд. Определить освещенность, яркость и светимость листа бумаги на доске, если коэффициент отражения бумаги 60%. Соответствует ли такая освещенность принятым нормам освещенности в 50 лк? (Лампы считать точечным источником света.)

Дано:

2 м

200 кд

60%

=50 лк

Решение.

Освещённость поверхности, создаваемая источником силой света I, в точке, удалённой от него на расстояние , выражается формулой:

Найти:

Так как светимость листа обусловлена его освещенностью:

Принимаем, что яркость источника не зависит от направления, тогда:

Проводим расчет:

лк<=50 лк Освещенность не соответствует принятым нормам.

лк

Ответ:

лк. Освещенность не соответствует принятым нормам.

лк

Задача № 16

На стеклянный клин нормально падает монохроматический свет с длиной волны 6680 . С какой наименьшей толщины клина будут видны интерференционные полосы? Определить угол клина, если линейное расстояние между полосами 5,6 мм.

Дано:

Решение.

Параллельный пучок света, падая нормально на клин, отражается от его верхней и нижней граней . Так как угол очень мал, лучи, отраженные от граней AB и AC, можно считать параллельными

Найти:

. При малой толщине клина эти лучи будут когерентны для света даже с малой степенью когерентности, и при их наложении на поверхности AB будет наблюдаться интерференционная картина. Поверхность будет пересечена темными и светлыми полосами. Ширина интерференционной полосы - это расстояние между соседними максимумами или минимумами. Пусть в точках 1 и 2 наблюдаются соседние минимумы (темные полосы). Условие минимума в общем случае для отраженного света:

где - толщина клина в месте темной полосы, соответствующей номеру , - угол преломления света, - дополнительная разность хода, обусловленная отражением световой волны на поверхности от оптически более плотной среды. Угол падения, согласно условию, равен нулю.

Тогда условие минимума интерференции можно записать в виде .Из рисунка следует, что .Так как и -- толщины клина, соответствующие двум соседним полосам, а угол - мал ( ), можно записать:

Интерференционные полосы начнут появляться с появлением первого максимума.

Условие максимума (m=1) для отраженного света:

Размерность:

Проводим расчет: (для стекла n=1,5)

Ответ:

Задача № 26

Монохроматический свет с длиной волны 5750 падает нормально на дифракционную решетку с периодом 2,4 мкм. Определить наибольший порядок спектра и общее число главных максимумов в дифракционной картине.

Дано:

Решение.

Найти:

Условие максимума света при дифракции монохроматического света с длиной волны на дифракционной решетке с периодом имеет вид:

Для должно выполняться условие . Значит,

Так как m целое, то

Как видно из рисунка, общее число максимумов в дифракционной картине равно

Ответ:

Задача № 36

Луч естественного света при прохождении двух николей был ослаблен в пять раз. В каждом николе интенсивность света за счет отражения и поглощения уменьшилась на 10%. Определить угол между плоскостями поляризации николей. Дать схему опыта.

Дано:

Решение.

Найти:

Согласно закона Малюса с учетом потерь света:

. На первый николь падает естественный свет, выходит из него поляризованный.

Расчет:

Ответ:

Задача № 46

При наблюдении линии водорода Н (длина волны 4340 ), установили; что она сдвинута в спектре излучения туманности и имеет длину 4460 . В каком направлении и с какой скоростью относительно Земли движется эта туманность? Чему равно «красное смещение» для этой линии водорода?

Дано:

Решение.

Принимаем, что туманность движется по прямой соединяющей её и Землю. В системе отсчета, связанной с Землёй, спектральный прибор зарегистрирует электромагнитное излучение частоты (рассматриваем релятивистский случай):

Найти: V-?

Где - собственная частота монохроматического излучения,

- угол между вектором и направлением наблюдения, измеренный в системе отсчета наблюдателя.

Так как длина волны увеличилась, то . Туманность удаляется от Земли.

Проводим расчет:

«Красное смещение» равно

Ответ:

Задача № 56

Площадь поверхности нити накала 60-ваттной вольфрамовой лампы накаливания 0,5 см². Интегральная поглощательная способность вольфрама 0,6. Определить температуру нити накала.

Дано:

0,5 см²= м²

Решение.

Мощность излучения серого тела:

Где Т – абсолютная температура,

- поглощательная способность

- площадь излучающей поверхности

σ = - постоянная Стефана-Больцмана

Найти:

T - ?

Значит:

Размерность:

Проводим расчет:

Ответ:

Задача № 66

Кванты света соответствующие длине волны 0,2 мкм, падают на цинковую пластинку. Определить максимальный импульс вылетающих электронов.

Дано:

Решение.

Определяем максимальную скорость фотоэлектронов по уравнению Эйнштейна для фотоэффекта:

Найти:

- масса электрона;

- постоянная Планка;

- работа выхода электрона из металла;

- скорость света

Максимальный импульс фотоэлектрона равен:

Размерность:

Проводим расчет:

Ответ:

Задача № 76

Найти наибольшую и наименьшую длину волны спектра водорода серии Бальмера.

Дано:

n = 2

Серия Бальмера

Решение.

Длина волны, излучаемой или поглощаемой при переходе электрона с орбиты на орбиту , определяется формулой:

Найти:

где

-постоянная Ридберга.

при

Для серии Бальмера

Проводим расчет:

Ответ:

Задача № 86

Какую наименьшую разность потенциалов нужно приложить к рентгеновской трубке с вольфрамовым антикатодом, чтобы в спектре излучения вольфрама были все линии K‑серии.

Дано:

K‑серия – W