Геометрическая и волновая оптика

Вариант 5

1. В вакууме распространяется плоская электромагнитная волна, у которой амплитуда электрической составляющей E_m = 50 мВ/м. Чему равно среднее за период колебания значение плотности потока энергии?

2. Угол преломления светового луча, падающего из воздуха на поверхность вещества с показателем преломления 1,732, в 2 раза меньше угла падения α. Найдите угол α.

3. С помощью линзы получено мнимое увеличенное изображение предмета. Пусть a – расстояние до предмета, b – расстояние до изображения, f – расстояние до фокуса линзы. Запишите формулу тонкой линзы для данного случая. Сделайте чертеж.

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. Свет с длиной волны λ = 0,55 мкм падает нормально на поверхность стеклянного клина. В проходящем свете наблюдают систему интерференционных полос, расстояние между соседними максимумами которых Δх = 0,21 мм. Найдите угол между гранями клина.

6. В опыте с зеркалами Френеля расстояние d между мнимыми изображениями источника света равно 0,5 мм, расстояние l от них до экрана равно 3 м. Длина волны λ = 0,6 мкм. Определите ширину b полос интерференции на экране.

7. В открытой части волнового фронта, выде­ленного круглым отверстием в эк­ране, для некоторой точки наблюдения Р (см. рис.) уложилось пять зон Френеля (амплитуды волн от всех зон считать одинаковыми). Если перекрыть пятую зону, то какой станет интенсивность света в точке Р?

8. При нормальном падении света на дифракционную решетку максимум 2-го порядка для λ₁ = 0,65 мкм наблюдается под углом 45°. Найдите угол дифракции для λ₂ = 0,5 мкм в 3-ем порядке.

9. Свет падает из стекла в жидкость, частично отражается, частично преломляется. Найдите показатель преломления жидкости, если отраженный луч полностью поляризован, когда угол преломления равен 42°30'. Какова скорость света в жидкости? n = 1,5.

10. Никотин (чистая жидкость), содержащийся в стеклянной трубке длиной 8 см, поворачивает, плоскость поляризации желтого света натрия на угол φ = 136,6°. Плотность никотина ρ = 1,01 г/см³. Определите удельное вращение [φ_о] никотина.

Модуль 8. Электромагнитные волны.

Геометрическая и волновая оптика

Вариант 6

1. В вакууме распространяется плоская электромагнитная волна, у которой амплитуда магнитной составляющей H_m = 0,1 мА/м. Определите среднее за период колебания значение плотности потока энергии.

2. Луч света падает на стекло (показатель преломления 1,5). Преломлённый луч перпендикулярен отражённому лучу. Чему равен угол падения?

3. Световой луч прошёл расстояние 1,2 км в однородной среде с показателем преломления n = 1,5. Определить разницу между оптической и геометрической длинами пути этого луча.

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

5. Мыльную пленку, расположенную вертикально, наблюдают в проходящем свете через красное стекло (λ = 6,31·10^-7 м). Расстояние между соседними темными полосами получилось равным 3 мм. Затем эту же пленку наблюдают через синее стекло (λ = 4·10^-7 м). Найдите новое расстояние между соседними темными полосами.

6. Найдите длину волны монохроматического излучения, если в опыте Юнга расстояние 1-го интерференционного максимума от центральной полосы у = 0,05 см. Данные установки: L = 5 м; d = 0,5 см.

7. Пучок монохроматического света падает нормально на диафрагму с круглым отверстием. На экране, расположенном за диафрагмой, наблюдается дифракционная картина в виде тёмных и светлых колец со светлым пятном в центре. Свет в центре обусловлен тем, что в открытой диафрагмой части волнового фронта уложилось пять зон Френеля (амплитуды колебаний от всех зон считать одинаковыми). С помощью зонной пластинки перекрыли вторую и четвёртую зоны Френеля. Как изменилась интенсивность света в центре?

8. Период дифракционной решетки 0,01 мм, общее число штрихов равно 990. Увидим ли мы раздельно в спектре 1-го порядка обе компоненты дублета желтой линии натрия с длинами волн 5890 Å и 5896 Å? Каково угловое расстояние между этими максимумами в спектре 2-го порядка?

9. Чему равен показатель преломления стекла, если при отражении от него света отраженный луч будет полностью поляризован при угле преломления 30°?

10. Во сколько раз ослабляется свет, проходя через два николя, плоскости поляризации которых составляют угол 30°, если в каждом из николей теряется 10% падающего на него светового потока?

Модуль 8. Электромагнитные волны.