Модуль 8. Электромагнитные волны.

Геометрическая и волновая оптика

Вариант 1

1. Радиостанция настроена на частоту 102,7 МГц. Определите длину волны, на которой работает радиостанция.

2. С повышением температуры показатель преломления воды уменьшается. Что при этом происходит с предельным углом полного отражения света для пары «вода - воздух»?

3. Световой луч падает нормально на поверхность пластинки толщиной 50 мкм, имеющей показатель преломления 1,2. Чему равно время распространения луча в пластинке?

4. На рисунке изображены две световые волны от источников S₁ и S₂, приходящие в точку А экрана. Каков результат интерференции этих волн в точке A? Дайте письменное пояснение ответу.

5. Мыльная пленка толщиной 0,3 мкм освещается белым светом, падающим нормально, и рассматривается в проходящем свете. В какой цвет будет окрашена пленка, если показатель преломления 1,33?

6. В интерферометре Жамена две одинаковые трубки длиной 15 см были заполнены воздухом. Показатель преломления воздуха n₁ = 1,000292. Когда в одной из трубок воздух заменили ацетоном, то интерференционная картина сместилась на m = 80 полос. Определите показатель преломления ацетона n₂, если в интерферометре использовался источник света с длиной волны λ = 0,590 мкм.

7. На зонную пластинку падает свет с интенсивностью I₀. Зонная пластинка открывает первые три нечётные зоны Френеля. Во сколько раз интенсивность I в центре дифракционной картины отличается от I₀?

8. Чему равна угловая дисперсия для решетки с d = 5 мкм в 3-ем порядке спектра, если на нее падает нормально свет с λ = 500 нм?

9. Естественный свет проходит через поляризатор и анализатор, поставленные так, что угол между их главными плоскостями равен α. Как поляризатор, так и анализатор поглощают 8% падащего на них света. Интенсивность луча, вышедшего из анализатора, равна 9% интенсивности естественного света, падающего на поляризатор. Найдите угол α.

10. Пучок плоско поляризованного света с длиной волны  = 450 нм падает нормально на пластинку из исландского шпата, вырезанную параллельно его оптической оси. Показатели преломления для обыкновенного и необыкновенного лучей в кристалле n_o = 1,66 и n_e = 1,49 соответственно. Определите длины волн обыкновенного и необыкновенного лучей.

Модуль 8. Электромагнитные волны.

Геометрическая и волновая оптика

Вариант 2

1. Электромагнитная волна частоты  = 3 МГц переходит из вакуума в диэлектрик проницаемости  = 4. На сколько изменится длина волны?

2. Предельный угол полного отражения для пары веществ «стекло - воздух» равен 45. Чему равен показатель преломления этого сорта стекла?

3. Световой луч распространяется вдоль оси ОХ от точки x = 0 до точки x = 0,6 м. Показатель преломления среды изменяется по закону: n(x) = 1 + x, где координата x выражена в метрах. Определите оптическую длину пути светового луча.

4. Если k – целое число, то при какой разности фаз колебаний вектора наблюдается интерференционный максимум двух когерентных волн, пришедших в некоторую точку пространства? Ответ пояснить.

5. На поверхность стеклянного объектива (n₁ = 1,51) нанесена тонкая пленка, показатель преломления которой n₂ = 1,2 («просветляющая пленка»). При какой наименьшей толщине этой пленки произойдет максимальное ослабление отраженного света в средней части видимого спектра?

6. Расстояние между первым и вторым тёмными кольцами Ньютона в отраженном свете равно 1 мм. Определите расстояние между 9-м и 10-м кольцами.

7. На зонную пластинку падает свет с интенсивностью I₀. Зонная пластинка открывает первые четыре чётные зоны Френеля. Во сколько раз интенсивность I в центре дифракционной картины отличается от I₀?

8. Дифракционная решетка содержит 400 штрихов на 1 мм. На нее падает красный свет с длиной волны λ = 650 нм. Под каким углом виден 1-й максимум? Сколько всего максимумов дает эта решетка?

9. Анализатор в 4 раза уменьшает интенсивность света, приходящего к нему от поляризатора. Определить угол между плоскостями пропускания поляризатора и анализатора. Потерями света в анализаторе пренебречь.

10. Кварцевую пластинку поместили между скрещенными николями. При какой наименьшей толщине d_min кварцевой пластинки поле зрения между николями будет максимально просветлено? Постоянная вращения кварца [φ_о] =27 град/мм.

Модуль 8. Электромагнитные волны.