Тема 7. Дифракція світла
Задача 7.1
Між точковим джерелом світла (довжина
хвилі
=0,5
мкм) і екраном розмістили діафрагму з
круглим отвором радіусом
=1
мм. Відстані від діафрагми до джерела
та екрану відповідно рівні
=1
м,
=2
м. Як зміниться освітленість екрану в
точці
,
яка лежить навпроти центра отвору
діафрагми, якщо діафрагму забрати?
(Відповідь: зменшиться в чотири рази).
Задача 7.2
На щілину падає нормально паралельний пучок монохроматичного світла. Розміщена за щілиною лінза з фокусною відстанню =2 м, проектує на екран дифракційну картину у вигляді світлих і темних смуг, що чергуються. Ширина центральної світлої смуги =5 см. Як потрібно змінити ширину щілини, щоб центральна смуга на екрані займала весь екран при будь-якій ширині екрану?
(Відповідь:
)
Задача 7.3
Визначити довжину хвилі монохроматичного
світла, що падає нормально на дифракційну
решітку з періодом
=2,2
мкм, якщо кут між максимумами першого
і другого порядків спектра
=15о.
(Відповідь: =0,54 мкм).
Задача 7.4
При якому мінімальному числі штрихів
дифракційної решітки
,
якщо
=
=2,9
мкм, можна розділити компоненти дублету
жовтої лінії натрію, довжини хвиль яких
складають:
=5890
Ао,
=5896
Ао.
(Відповідь:
).
Тема 8. Поляризація світла
Задача 8.1
Вивести закон Брюстера за допомогою формул Френеля
,
Задача 8.2
Природне світло падає під кутом Брюстера на поверхню скла показник заломлення якого =1,6. Визначити коефіцієнт відбивання .
(Відповідь: =0,10 або 10%).
Задача 8.3
Визначити за допомогою формул Френеля
,
коефіцієнт відбивання природного світла при нормальному падінні на поверхню скла показник заломлення якого =1,50.
(Відповідь: =0,04 або 4%).
Задача 8.4
Пучок
природного світла падає на поліровану
поверхню скляної пластинки, яка занурена
в рідину. Відбитий від пластинки пучок
світла утворює кут
=97о
з падаючим пучком (див. малюнок 34).
Визначити показник заломлення рідини
,
якщо відбите світло максимально
поляризоване.
(Відповідь: =1,33).
Задача 8.5
Два
ніколя
і
розміщені так, що кут між їхніми площинами
пропускання світла складає
60о.
Визначити в скільки разів зменшиться
інтенсивність природного світла
:
При проходженні через один ніколь ;
При проходженні через обидва ніколя.
Коефіцієнт поглинання світла в ніколі =0,05. Втрати на відбивання світла не враховувати.
Тема 9. Теплове випромінювання. Закони теплового випромінювання
Випромінююча і поглинаюча здатність тіл. Абсолютне чорне тіло. Сіре тіло. Закон Кірхгофа. Закон Стефана-Больцмана. Два закони Віна. Закон Релея-Джинса. Формула випромінювання Планка. Електрична лампочка розжарювання. Оптична пірометрія.
– потік
випромінювання, який дорівнює середній
потужності випромінювання за час, значно
більший періоду світлових коливань.
– енергетична
світність (випромінюваність) потоку
випромінювання.
– потік
проміння.
– площа
поверхні, яка випромінює світло.
– енергія,
яку випромінює поверхня за час
.
– спектральна
густина енергетичної світності
(або
),
яка
або характеризує розподіл енергії в спектрі випромінювання за
частотами
(або за довжинами хвиль).
– енергетична
світність, яка припадає на інтервал
частот від
(або від
).
– зв’язок
між енергетичною світністю
і спектральною густиною енергетичної
світності
(або
).
– закон
Кірхгофа – зв’язок між спектральними
густинами енергетичної світності сірого
тіла
і абсолютно чорного тіла
при тій самій температурі.
– поглинаюча
здатність сірого тіла.
– поглинаюча
здатність сірого тіла показує, яка
частина потоку проміння частоти
,
що падає на поверхню цього тіла,
поглинається.
– закон
Стефана-Больцмана.
– стала
Стефана-Больцмана.
– енергетична
світність сірого тіла.
– коефіцієнт
випромінювання, який показує, яку частину
складає
даного тіла від
абсолютно чорного тіла, взятого при тій
же температурі.
– залежить від природи тіла і температури.
– тільки
для сірого тіла.
– перший
закон Віна.
– другий
закон Віна.
– закон
Релея-Джинса для
.
Залежність максимального значення
спектральної густини енергетичної
світності (випромінюваності)
від температури.
– закон
Планка для спектральної густини
випромінювальної здатності абсолютно
чорного тіла.
– формула
Планка.
де
Вт.м2,
– формула
Планка
– стала
Планка
– стала
Планка.
– постійна
Больцмана
с – швидкість світла у вакуумі
– швидкість
світла у вакуумі
– циклічна
частота
Задача 9.1 (26–1, Фирганг)
Енергетична піч споживає потужність
Вт. Температура її внутрішньої поверхні
при відкритому невеликому отворі
діаметром
см рівна 700 оС.
Завдання 1. Яка частина споживаної потужності розсіюється стінками?