Интерференция и дифракция света-2013

Интерференция света. Дифракция света.

Уровень 1.

1. Для интерференции двух волн необходимо и достаточно

а) одинаковая частота и одинаковое направление колебаний;

б) постоянная для каждой точки разность фаз и одинаковое направление колебаний;

в) одинаковая амплитуда и одинаковая частота колебаний.

2. В данную точку пространства пришли две световые волны с одинаковым направлением колебаний вектора , периодами Т₁ и Т₂ и начальными фазами и . Интерференция наблюдается в случае …

а) Т₁ =2 с ; Т₂ =4 с; б) Т₁ =2 с ; Т₂ =2 с;

в) Т₁ =2 с ; Т₂ =4 с; г) Т₁ =2 с ; Т₂ =2 с;

3. Когерентные волны с начальными фазами и и разностью хода Δ при наложении максимально ослабляются при выполнении условия (к=0, 1, 2…)

а) б) в) г)

4. Если на пути одного из двух интерферирующих лучей поставить синюю пластинку, а на пути второго – красную, то

а) интерференционная картина будет представлять чередование фиолетовых полос;

б) интерференционная картина будет представлять чередование красных, черных и синих полос;

в) интерференционная картина будет представлять чередование красных и синих полос;

г) интерференционной картины на.

5. Разность хода двух интерферирующих лучей монохроматического света равна λ/4 (λ – длина волны). При этом разность фаз колебаний равна…

а) π/4 б) π в) 2π г) π/2 д) π/6

6. При интерференции когерентных лучей с длиной волны 400 нм максимум второго порядка возникает при разности хода

а) 100 нм б) 400 нм в) 800 нм г) 200 нм

7. Тонкая стеклянная пластинка с показателем преломления n и толщиной d помещена между двумя средами с показателями преломления n₁ и n₂ , причем n₁< n>n₂ . На пластинку нормально падает свет с длиной волны λ. Разность хода двух интерферирующих отраженных лучей равна

а) б) в) г)

8. Тонкая пленка, освещенная белым светом, вследствие явления интерференции в отраженном свете имеет зеленый свет. При уменьшении толщины ее цвет

а) не изменится; б) станет красным ; в) станет синим.

9. Угол дифракции в спектре k-ого порядка больше для

а) красных лучей; б) фиолетовых лучей; в) зеленых лучей; г) желтых лучей.

10. Дифракционная решетка освещается зеленым светом. При освещении решетки красным светом картина дифракционного спектра на экране

а) не изменится; б) сузится; в) расширится; г) исчезнет.

11. Если закрыть n открытых зон Френеля, а открыть только первую, то амплитудное значение вектора напряженности электрического поля…

а) увеличится в 2 раза б) не изменится в) уменьшится в 2 раза

12. На рисунке представлена схема разбиения волновой поверхности на зоны Френеля. Амплитуды колебаний, возбуждаемых в точке Р 1-й, 2-й, 3-й и т.д. зонами, обозначим А₁, А₂, А₃ и т.д. Амплитуда результирующего колебания в точке наблюдения Р равна

а) б)

в) г) д)

13. Если открыть все n зон Френеля, то интенсивность света от первой зоны Френеля

а) уменьшится в 2 раза;

б) увеличится в n раз;

в) уменьшится в 4 раза;

г) увеличится в 2 раза.

14. На дифракционную решетку падает излучение одинаковой интенсивности с длинами волн _и ₂ . Укажите рисунок, иллюстрирующий положение главных максимумов, создаваемых дифракционной решеткой, если ₁>₂? (J – интенсивность,  – угол дифракции).

15. Имеются 4 решетки с различными постоянными d, освещаемые одним и тем же монохроматическим излучением различной интенсивности. Какой рисунок иллюстрирует положение главных максимумов, создаваемых дифракционной решеткой с наименьшей постоянной решетки? (J – интенсивность света,  - угол дифракции).

Уровень 2.

1. Два когерентных пучка с оптической разностью хода интерферируют в некоторой точке. Максимум или минимум наблюдается в этой точке? Почему?

2. На плоскопараллельную пластину падает луч света. Чему равна оптическая разность хода для случая интерференции, наблюдаемой в отраженном свете, если n₁<n₂>n₃?

3. В некоторую точку пространства приходят две монохроматические электромагнитные волны с одинаковой амплитудой. Какова интенсивность в этой точке, если колебания: 1) синфазны; 2) противофазны?

4. В некоторую точку пространства приходят волны от двух когерентных источников S₁ и S₂. Длина волны в вакууме 600 нм. При какой минимальной разности фаз в этой точке будет наблюдаться минимум интерференции?

5. Как объяснить радужные полосы, наблюдаемые в тонком слое нефти на поверхности воды?

6. Как изменится картина колец Ньютона, если пространство между линзой и пластинкой заполнить водой? Почему?

7. Докажите, что радиус колец Ньютона в желтом свете больше, чем в фиолетовом.

8. Тонкая пленка, освещенная белым светом, вследствие явления интерференции в отраженном свете имеет зеленый цвет. При уменьшении толщины пленки ее цвет 1) не изменится; 2) станет красным; 3) станет синим.

9. Как изменится амплитудное значение вектора напряженности электрического поля , если закрыть n открытых зон Френеля, а открыть только первую?

10. Каковы характерные особенности дифракционной картины, получающейся при дифракции на малом непрозрачном диске?

11. Что наблюдается на экране при дифракции в параллельных лучах, если ширина щели равна длине волны света? Ответ обоснуйте.

12. Как определить наибольший порядок спектра дифракционной решетки?

13. Почему дифракционная решетка разлагает белый свет в спектр?

14. Сколько дополнительных максимумом и минимумов возникает при дифракции на пяти щелях?

Уровень 3.

1. Интерференция света. Когерентные волны.

2. Геометрическая и оптическая длина пути. Оптическая разность хода. Разность фаз.

3. Условие максимума и минимума при интерференции света.

4. Ширина интерференционной полосы.

5. Способы получения когерентных волн.

6. Можно ли наблюдать интерференцию света, излучаемого двумя одинаковыми лампами накаливания? Почему?

7. Полосы равного наклона. Полосы равной толщины.

8. Принцип Гюйгенса. Принцип Гюйгенса-Френеля.

9. Дифракция света.

10. В чем заключается принцип построения зон Френеля.

11. Дифракция Френеля. Дифракция Фраунгофера.

12. Условие максимумов и минимумов при дифракции на одной щели.

13. Дифракционная решетка. Постоянная дифракционной решетки.

14. Условия главных максимумов и минимумов при дифракции на решетке. Условия добавочных минимумов при дифракции на решетке.

15. Сравните дифракционные картины, получаемые при дифракции монохроматического и белого света на одной щели.

ЛИТЕРАТУРА:

1. Трофимова Т.И. Курс физики: Учеб. пособ. для инж.-техн. специальностей вузов.–М.: Высш. школа, 2003.- С. 316-347.

2. Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики. - М.: Высш.шк., 1999. – С. 420 – 452.

3. Трофимова Т.И. Оптика и атомная физика: законы, проблемы, задачи: Учеб. пособие для втузов. - М.: Высш. школа, 1999.- С. 7-53

4. Калашников Н.П., Кожевников Н.М. Физика. Интернет-тестирование базовых знаний: Учебное пособие. – СПб.: Изд-во «Лань», 2009.- С. 98-106.

5. Бердинская Н.В., Ярош Э.М. Волновая оптика: конспект лекций. – Омск: Изд-во ОмГТУ, 2009. – С. 3-50