Вариант 10

1. Найти длину отрезка ₁, на котором укладывается столько же длин волн монохроматического света в вакууме, сколько их укладывается на отрезке ₂=5 мм в стекле. Показатель преломления стекла 1,5.

2. Пучок параллельных лучей с длиной волны 0,6 мкм падает под углом 30⁰ на мыльную пленку с коэффициентом преломления 1,3. При какой наименьшей возможной толщине пленки отраженные лучи будут максимально ослаблены интерференцией?

3. Во сколько раз возрастает радиус m-го кольца Ньютона при увеличении длины световой волны в 1,5 раза?

4. Вычислить радиус третьей зоны Френеля при условии, что на данную пластину падает плоская волна, а расстояние от пластины до точки наблюдения равно 1 м. Длина волны 500 нм.

5. На пластину с щелью шириной 0,1 мм падает нормально монохроматический свет с длиной волны 0,6 мкм. Определить расстояние между минимумами первого порядка, если экран удален от щели на расстояние 2 м.

6. В спектре, даваемом дифракционной решеткой с периодом d=2300 нм, видны при =500 нм только два максимума (кроме центрального). Какова ширина щели этой решетки?

7. Степень поляризации частично поляризованного света Р=0,25. Определить отношение интенсивности поляризованной составляющей этого света к интенсивности естественной составляющей.

8. Естественный свет проходит через систему из двух одинаковых поляризаторов, угол между главными плоскостями которых равен 60⁰. Определить коэффициент поглощения света в каждом поляризаторе, если известно, что интенсивность света, прошедшего систему, уменьшается в 32 раза.

9. Предельный угол полного внутреннего отражения пучка света на границе жидкости с воздухом равен 43⁰. Определить угол Брюстера при падении луча из воздуха на поверхность этой жидкости.

3.2. Основные формулы и законы теплового излучения, атомной и ядерной физики

3.2.1. Тепловое излучение

Спектральная плотность энергетической светимости (излучательности) тела численно равна мощности излучения с единицы площади поверхности тела в интервале длин волн единичной ширины:

,

где - термодинамическая температура тела;- энергия электромагнитных волн, излучаемых за единицу времени с единицы площади поверхности тела в интервале длин волн отдо.

Интегральная энергетическая светимость (излучательность) тела численно равна мощности излучения с единицы площади поверхности тела во всем интервале длин волн от нуля до бесконечности:

.

Спектральная поглощательная способность тела равна отношению мощности электромагнитных волн, поглощаемых телом, к мощностиэлектромагнитных волн, падающих на единицу площади поверхности этого тела в интервале длин волн отдо:

.

Для абсолютно черного тела: . Для серого тела:< 1.

Согласно закону Кирхгофа для любого тела:

,

где - спектральная поглощательная способность тела;и- спектральные плотности энергетических светимостей, соответственно, данного тела и абсолютно черного тела.

Закон Стефана-Больцмана для излучательности абсолютно черного тела:

,

где - постоянная Стефана-Больцмана.

Излучательность серого тела:

.

Первый закон Вина устанавливает связь между длиной волны , на которую приходится максимальная спектральная плотность энергетической светимости абсолютно черного тела, и термодинамической температуройэтого тела:

, где .

Согласно второму закону Вина максимальная плотность энергетической светимости абсолютно черного тела:

, где .

Соотношение между спектральными плотностями энергетической светимости абсолютно черного тела для длин и частот электромагнитных волн:

,

где - скорость света в вакууме.

Формула Планка для спектральной плотности энергетической светимости абсолютно черного тела:

или ,

где - постоянная Планка (;- постоянная Больцмана;T – термодинамическая температура; - основание натурального логарифма.

Энергия кванта электромагнитного излучения (фотона):

, где - частота электромагнитных колебаний.