Летучки и кр по физике

162

1.Поляризация света на границе раздела двух диэлектриков (нарисуйте поясняющий чертеж). Закон Брюстера. Применение.

2.Одна волна с частотой 103 Гц идет в воздухе, вторая волна с периодом 10-4 с - в воде (n = 1,33). Во сколько раз отличаются их длины волн?

3.В среде распространяется световая волна со скоростью 2,4∙108 м/с и длиной волны 450 нм. Определить показатель преломления среды и частоту волны.

4.На мыльную пленку под углом 30о падает параллельный пучок монохроматического света (λ = 600 нм). При какой минимальной толщине пленки она будет светлой в отраженном свете?

5.Концентрацию оптически активного вещества уменьшили в 1,5 раза, а длину трубки с раствором увеличили в 3 раза. Как изменится угол поворота плоскости поляризации оптически активным веществом?

6.Главные плоскости двух призм Николя, поставленных на пути луча, образуют между собой угол 30о. Как изменится интенсивность света,

прошедшего через эти призмы, если угол между главными плоскостями станет равным 45о?

Вариант 13

1.Поляризация света при двойном лучепреломлении. В каких кристаллах наблюдается это явление? Что такое оптическая ось кристалла? Главная плоскость кристалла? В каких плоскостях лежат и как поляризованы обыкновенный и необыкновенный лучи?

2.Длина волны при переходе из одной среды в другую увеличилась в 1,4 раза. Как изменилась скорость волны? Ее частота? Период? Чему равно отношение показателей преломления двух сред? Какая среда является оптически более плотной?

3.Напишите уравнение электрической составляющей плоской

электромагнитной волны, если амплитуда напряженности электрического поля равна 100 В/м, период 10-3 с, длина волны 1,0 мм.

4.Оптическая разность хода двух когерентных лучей в некоторой точке экрана равна 4,36 мкм. Каков будет результат интерференции света в этой точке экрана, если длина волны света равна 670,9 нм?

5.Угол преломления луча в жидкости равен 35о. Определите показатель преломления жидкости, если известно, что отраженный луч полностью поляризован.

6.При прохождении света через слой 10%-ного раствора сахара толщиной 10 см плоскость поляризации повернулась на 16о30’. В другом растворе, взятом в слое толщиной 25 см, плоскость поляризации повернулась на 33о. Найти концентрацию второго раствора.

Вариант 14

1. Какое устройство называют поляризатором? Опишите принцип работы призмы Николя. Какой луч мы получаем на выходе из призмы? Как он поляризован?

163

2.Одна волна имеет частоту 104 Гц, вторая – период 10-2 с. Длина первой волны

λ1 = 0,5 λ2. Найти отношение скоростей волн и показателей преломления сред, в которых распространяются волны.

3.Найти разность фаз двух когерентных волн, если первая волна прошла 4

см в среде с n1 = 1,1, а вторая прошла 2 см в среде с n2 = 1,3. Период волн равен

10-5 с.

4.Разность хода двух интерферирующих волн в вакууме равна 1,2 λ. Чему равна соответствующая разность фаз? Каков результат интерференции?

5.Из анализатора выходит световой поток, равный 25 Лм. Угол между главными плоскостями поляризатора и анализатора равен 60о. Какой световой поток падал на анализатор? На поляризатор?

6.Раствор сахара, налитый в трубку длиной 20 см и помещенный между

поляризатором и анализатором, поворачивает плоскость поляризации света с длиной волны 0,5 мкм на 30о. Найти (в г/см3) концентрацию сахара в растворе, если удельное вращение сахара для этой длины волны равно 6,67 град.см2/г.

Вариант 15

1.Чему равен угол поворота плоскости поляризации в оптически активном кристалле? Почему? Чему равен угол поворота плоскости поляризации света в растворе оптически активного вещества? Что такое удельное вращение? От чего оно зависит? Применение в медицине.

2.Длина волны при переходе из одной среды в другую уменьшилась в 1,25 раза. Как изменились ее скорость, частота, период? Чему равно отношение показателей преломления сред?

3.Одна ЭМВ с периодом, равным 2.10-3 с, прошла 100м со скоростью 2.108 м/с. Вторая волна с частотой 5.103 Гц прошла 200 м со скоростью 108 м/с. Найти отношение их фаз в момент времени t = 10-6 c.

4.Два когерентных источника света (λ = 0,5 мкм) дают на экране интерференционную картину. Как изменится эта картина, если на пути одного из лучей поместить плоскопараллельную стеклянную пластинку (n = 1,5) толщиной 10,5 мкм?

5.Во сколько раз ослабляется естественный свет, проходя через 2 призмы Николя, главные плоскости которых составляют угол 60о?

6.На стеклянную пластину (n = 1,5) падает луч света под углом полной поляризации. На сколько нужно изменить угол падения, чтобы получить полную поляризацию отраженного луча, если вместо стекла будет вода (n = 1,33)?

Вариант 16

1. Что такое поляризатор и анализатор? Как с помощью поляризатора и анализатора отличить естественный свет от поляризованного? От чего зависит интенсивность света на выходе из анализатора (закон Малюса)?

164

2.Одна волна с частотой 104 Гц идет в стекле (n = 1,5), вторая волна с периодом 10-6 с идет в вакууме. Во сколько раз отличаются их длины волн?

3.Волна имеет период 10-5 с и скорость 105 м/с. Найти ее фазу на расстоянии 1 км от источника в момент времени t = 5.10-2 c.

4.Оптическая разность хода интерферирующих лучей равна 2 мкм. Найдите все дины волн видимого диапазона (от 0,76 до 0,4 мкм), которые дают в этом случае минимум интерференции.

5Концентрацию оптически активного вещества увеличили в 1,5 раза, а длину трубки с раствором уменьшили в 2 раза. Как изменится угол поворота плоскости поляризации оптически активным веществом?

6.На стеклянную пластину (n = 1,5) падает естественный луч света. Определить угол между падающим и отраженным лучом, если отраженный луч полностью поляризован.

Вариант 17

1.Напишите уравнение плоской волны. Назовите все входящие в него величины. Чем уравнение волны отличается от уравнения гармонического колебания? Что такое фаза волны?

2.Рассчитайте длину волны от источника с частотой 106 Гц. Волна идет в воде (n = 1,33).

3.Чему равна фаза электромагнитной волны в точке, удаленной на 200 м от источника электромагнитных волн с частотой 0,5 Мгц, в момент времени 15 с? Волна распространяется в воде (n = 1,33).

4.Одна волна описывается уравнением x1 = 10 sin 100π (t – x/300) см, вторая волна – уравнением x2 = sin 2π/10-2 (t – x/500) см. Будут ли эти волны интерферировать? Почему?

5.Через анализатор проходит ¼ часть интенсивности падающего на него света. На какой угол нужно развернуть анализатор, чтобы интенсивность света на выходе из анализатора была максимальной?

6.Определите толщину кварцевой пластинки, для которой угол поворота плоскости поляризации света с длиной волны 500 нм равен 48о. Постоянная вращения кварца для этой длины волны равна 30 град/мм.

Вариант 18

1.Какие вещества называются оптически активными? Каковы особенности их строения? Приведите примеры оптически активных веществ. Что такое оптические изомеры?

2.Одна волна с частотой 102 Гц идет в стекле (n = 1,5), вторая волна с периодом 10-3 с идет в воде (n = 1,33). Во сколько раз отличаются их длины волн?

3.В воздухе идет звуковая волна со скоростью 340 м/с и частотой 1000 Гц. В какой момент времени на расстоянии 1360 м смещение будет максимальным?

166

такой микроскоп: а) отдельные мышечные волокна (толщина 50–100 мкм); б) отдельные саркомеры – участки между двумя Z-линями мышечного волокна (2,5 мкм); в) толстые филаменты (толщина 15 нм)? Найти минимальное и максимальное значения полезного увеличения микроскопа.

Вариант 2

1.От чего зависит полезное увеличение микроскопа? Как его можно увеличить?

2.Монохроматический свет с длиной волны 500 нм падает перпендикулярно плоскости дифракционной решетки, имеющей 750 штрихов на 1 мм. Определите угол дифракции, соответствующий максимуму наивысшего порядка.

3.Постройте изображение предмета, распложенного на расстоянии d от

собирающей линзы с фокусным расстоянием F, при условии d 53 F . Предмет

представляет собой стрелку с началом на главной оптической оси линзы. Охарактеризуйте полученное изображение.

4.Сравнить размеры предмета и его изображения в системе, описанной в Задаче 3.

5.В таблице даны некоторые характеристики светового микроскопа, рассматриваемого микрообъекта и его изображения. Заполнить пустые ячейки таблицы, подтвердить расчетами.

6. Препарат стенки дна желудка человека рассматривается в микроскоп с угловой апертурой 140° и водным раствором глицерина в качестве иммерсионной жидкости (n = 1,43) при освещении голубым светом с длиной волны λ = 490 нм. Можно ли увидеть в такой микроскоп: а) собственные железы желудка (диаметром 30-50 мкм); б) секреторные гранулы (0,9–1 мкм); в) бактерии Helicobacter pylori, инфицирующие желудок (3 мкм в длину, 0,5 мкм в диаметре)? Найти минимальное и максимальное значения полезного увеличения микроскопа.

Вариант 3

167

1.Как можно добиться изменения числовой апертуры микроскопа? Как зависит полезное увеличение микроскопа от числовой апертуры?

2.Дифракционная решетка имеет 100 штрихов на 1 мм. Рассчитайте длину

волны света, падающего перпендикулярно на дифракционную решетку, если угол между двумя максимумами первого порядка равен 8о. Определите общее число дифракционных максимумов.

3.Постройте изображение предмета, распложенного на расстоянии d от собирающей линзы с фокусным расстоянием F, при условии d 1,25F . Предмет

представляет собой стрелку с началом на главной оптической оси линзы. Охарактеризуйте полученное изображение.

4.Сравнить размеры предмета и его изображения в системе, описанной в Задаче 3.

5.В таблице даны некоторые характеристики светового микроскопа, рассматриваемого микрообъекта и его изображения. Заполнить пустые ячейки таблицы, подтвердить расчетами.

6. Препарат стенки двенадцатиперстной кишки человека рассматривается в световой микроскоп с угловой апертурой 120° и масляной иммерсией (n = 1,5) при освещении оранжевым светом с длиной волны λ = 610 нм. Можно ли увидеть в такой микроскоп: а) кишечные крипты (диаметр 70 мкм); б) отдельные микроворсинки на поверхности клеток кишечного эпителия (0,08 – 0,11 мкм в диаметре, 0,01 – 0,02 мкм - промежутки между ворсинками; в) бактерии Helicobacter pylori, инфицирующие двенадцатиперстную кишку (3 мкм в длину, 0,5 мкм в диаметре)? Найти минимальное и максимальное значения полезного увеличения микроскопа.

Вариант 4

1.От чего зависит максимальный порядок спектра, наблюдаемого на экране, расположенном за дифракционной решеткой?

2.Для определения периода дифракционной решетки на нее направили световые лучи, у которых длина волны равна 760 нм. Каков период решетки, если на экране, отстоящем от решетки на 1 м, расстояние между максимумами первого порядка равно 15,2 см? Учесть при расчетах, что для малых углов tg φ ≈ sin φ.

168

3. Постройте изображение предмета, расположенного на расстоянии d от собирающей линзы с фокусным расстоянием F, при условии d 2,25F . Предмет представляет собой стрелку с началом на главной оптической оси линзы. Охарактеризуйте полученное изображение.

4.Сравнить размеры предмета и его изображения в системе, описанной в Задаче 3.

5.В таблице даны некоторые характеристики светового микроскопа, рассматриваемого микрообъекта и его изображения. Заполнить пустые ячейки таблицы, подтвердить расчетами.

6. Препарат сетчатки глаза человека рассматривается в световой микроскоп с угловой апертурой 120° и водным раствором глицерина в качестве иммерсионной жидкости (n = 1,43) при освещении синим светом с длиной волны λ = 450 нм. Можно ли увидеть в такой микроскоп: а) наружный сегмент палочек – фоторецепторных клеток (длина 20–25 мкм, диаметр 2 мкм); б) гранулы меланина в пигментных клетках сетчатки (средний диаметр 1 мкм); в) отдельный мембранный диск наружного сегмента палочки (толщина 15 нм)? Найти минимальное и максимальное значения полезного увеличения микроскопа.

Вариант 5

1.Какое изображение дает окуляр микроскопа? Зависит ли предел разрешения микроскопа от характеристик окуляра?

2.Дифракционная решетка, освещенная нормально падающим

монохроматическим светом, отклоняет лучи, идущие на максимум второго порядка, на угол 30о. На какой угол она отклоняет лучи, идущие на максимум третьего порядка? Возможно ли наблюдение в такой системе максимума пятого порядка? Подтвердите расчетами.

3.Постройте изображение предмета, распложенного на расстоянии d от собирающей линзы с фокусным расстоянием F, при условии d 0,8F . Предмет

представляет собой стрелку с началом на главной оптической оси линзы. Охарактеризуйте полученное изображение.

4. Сравнить размеры предмета и его изображения в системе, описанной в Задаче 3.

169

5. В таблице даны некоторые характеристики светового микроскопа, рассматриваемого микрообъекта и его изображения. Заполнить пустые ячейки таблицы, подтвердить расчетами.

6. Препарат обонятельной выстилки человека рассматривается в световой микроскоп с угловой апертурой 140° и масляной иммерсией (n = 1,5) при освещении желтым светом с длиной волны λ = 590 нм. Можно ли увидеть в такой микроскоп: а) периферический отросток обонятельной рецепторной клетки (длина 15-20 мкм); б) волоски обонятельных рецепторных клеток (длина 2–3 мкм); в) отдельные микроворсинки поддерживающих клеток (диаметр около 0,1 мкм)? Найти минимальное и максимальное значения полезного увеличения микроскопа.

Вариант 6

1. Перечислите основные элементы оптической системы светового микроскопа. Раскройте назначение этих элементов.

2. . При нормальном освещении дифракционной решетки монохроматическим светом, длина волны которого 760 нм, максимум третьего порядка наблюдается под углом 40о30'. Определите длину световой волны, для которой максимум второго порядка будет виден под углом 15о21'. Какова постоянная решетки?

3. Постройте изображение предмета, распложенного на расстоянии d от рассеивающей линзы с фокусным расстоянием F, при условии d 2,5F . Предмет представляет собой стрелку с началом на главной оптической оси линзы. Охарактеризуйте полученное изображение.

4.Сравнить размеры предмета и его изображения в системе, описанной в Задаче 3.

5.В таблице даны некоторые характеристики светового микроскопа, рассматриваемого микрообъекта и его изображения. Заполнить пустые ячейки таблицы, подтвердить расчетами.

170

6. Препарат почек человека рассматривается в световой микроскоп с угловой апертурой 130° и водным раствором глицерина в качестве иммерсионной жидкости (n = 1,43) при освещении зеленым светом с длиной волны λ = 550 нм. Можно ли увидеть в такой микроскоп: а) почечные тельца нефронов (диаметр 200 мкм); б) дистальные канальцы нефронов (диаметром 20–50 мкм); в) отдельные микроворсинки щеточной каемки проксимальных канальцев нефрона (диаметр около 0,1 мкм)? Найти минимальное и максимальное значения полезного увеличения микроскопа.

Вариант 7

1.Как изменится предел разрешения микроскопа и его полезное увеличение, если перейти от освещения объекта красным светом к освещению фиолетовым светом? Почему?

2.Дифракционная решетка имеет 100 штрихов на 1 мм. Лучи каких длин волн будут отклонены на один и тот же угол, равный 9°, в спектрах второго и третьего порядков? Будут ли лучи этих длин волн иметь одинаковое отклонение в спектрах третьего и четвертого порядков? Докажите расчетами.

3.Постройте изображение предмета, распложенного на расстоянии d от рассеивающей линзы с фокусным расстоянием F, при условии d 1,25F .

Предмет представляет собой стрелку с началом на главной оптической оси линзы. Охарактеризуйте полученное изображение.

4.Сравнить размеры предмета и его изображения в системе, описанной в Задаче 3.

5.В таблице даны некоторые характеристики светового микроскопа, рассматриваемого микрообъекта и его изображения. Заполнить пустые ячейки таблицы, подтвердить расчетами.