ИДЗ Волновая оптика. Идз волновая оптика. Тепловое излучение

• Название: Идз волновая оптика. Тепловое излучение
• Анкор: ИДЗ Волновая оптика
• Дата: 14.06.2022
• Размер: 0.53 Mb.
• Имя файла: IDZ_8_Volnovaya_optika_Teplov_izluchenie_25_var_8_zad_2018.docx
• Тип: Документы; #591163
• страница: 4 из 4

ИДЗ Волновая оптика. Тепловое излучение

Вариант 20

1. Н а тонкую плоскопараллельную пластинку падает световая волна. Волна 1, прошедшая через пластинку, и волна 2, отраженная от нижней и верхней поверхностей пластинки, интерферируют. Интерференция наблюдается в проходящем свете. Для показателей преломления сред выполняется соотношение n₁ = n₃ < n₂. Волны 1 и 2 гасят друг друга в случае, представленном под номером…

1) (AB+BC)×n₂ +l/2=2ml/2 2) AD×n₃=2ml/2

3) (AB+BC)×n₂ -AD×n₃=(2m+1)l/2 4) (AB+BC)×n₂ -AD×n₃ +l/2=(2m+1)l/2

2. На пути одного из интерферирующих световых лучей в опыте Юнга помещается стеклянная (n= 1,5) пластинка толщиной 6,4 мкм. Свет падает на пластинку нормально. Интерференционная картина при этом смещается на ∆m =8 полос. Какова длина волны света?

3. Между двумя плоскопараллельными стеклянными пластинками положили очень тонкую проволочку, расположенную параллельно линии соприкосновения пластинок и находящуюся на расстоянии l =75 мм от нее. В отраженном свете (l = 500 нм) на верхней пластинке видны интерференционные полосы. Определить диаметр d поперечного сечения проволочки, если на протяжении a= 30 мм насчитывается m= 16 светлых полос.

4. Дифракционная картина наблюдается на расстоянии l= 18 м от точечного источника монохроматического света (l= 480 нм). На расстоянии а = 0,4lот источника помещена круглая непрозрачная преграда. Определить диаметр преграды D, если преграда закрывает только центральную зону Френеля.

5. М ежду точечным источником света и экраном помещена непрозрачная преграда с круглым отверстием (см. рисунок). В отверстие укладывается нечетное число зон Френеля.

Распределение интенсивности I светана экране качественно правильно изображено на графике под номером…



6. На щель, вырезанную непрозрачном экране, нормально падает параллельный пучок монохроматического света с длинной волны λ, равной четверти ширины a щели. Сколько дифракционных максимумов (включая центральный) даёт эта щель?

7 . Если площадь фигуры под графиком спектральной плотности энергетической светимости абсолютно черного тела r_ν,T при увеличении температуры увеличилась в 81 раз, то отношение температур Т₁/Т₂ равно …

8. Температура верхних слоев звезды Сириус равна 10⁴ К. Определить поток энергии Ф_е, излучаемой с поверхности площадью S = 1 км² этой звезды.

ИДЗ Волновая оптика. Тепловое излучение

Вариант 21

1. Световой луч прошел расстояние L (геометрический путь):частьэтого расстояния L₁=L/2 в однородной среде с показателем преломления n, другую часть L₂=L/2 - в воздухе (n_возд =1). Оптический путь луча оказался равным l=1,25L. Показатель преломления n среды равен...

2. На мыльную пленку падает белый свет под углом i= 30° к поверхности пленки. При какой наименьшей толщине dпленки отраженные лучи будут окрашены в желтый цвет (l= 585 нм)? Показатель преломления мыльной воды п = 1,33.

3. Установка для получения колец Ньютона освещается монохроматическим светом, падающим нормально. При наблюдении в отраженном свете радиусы двух соседних темных колец =4 мм, =4,38 мм. Радиус кривизны линзы R =6,4 м. Найдите порядковые номера колец и длину волны падающего света.

4. Плоская световая волна (l= 400 нм) падает нормально на диафрагму с круглым отверстием диаметромd= 1 см. На каком расстоянии от отверстия должна находиться точка наблюдения, чтобы отверстие открывало две зоны Френеля?

5. На дифракционную решетку падает излучение с длинами волн λ₁ и λ₂. Укажите номер рисунка, иллюстрирующего положение главных максимумов, создаваемых дифракционной решеткой, при ν₁ > ν₂ и J₁ > J₂? ( J – интенсивность, φ – угол дифракции).



6. На дифракционную решетку, имеющую период d=830 нм, падает нормально белый свет. Определить разность углов Dj=j_кр-j_ф дифракции для красной (l_кр=740 нм) и фиолетовой (l_ф=430 нм) линий в спектре первого порядка и наибольший порядок m_max для фиолетовой линии.

7. Н а рисунке представлено распределение энергии в спектре излучения абсолютно черного тела в зависимости от длины волны излучения для температур Т₁ и Т₂.

При условии, что Т₂ > Т₁ , верная зависимость r_λT(λ) приведена на рисунке под номером …

8. Черное тело находится при температуре Т₁ = 3 кК. При остывании тела длина волны, соответствующая максимуму спектральной плотности энергетической светимости, изменилась на Δλ=8 мкм. Определите температуру Т₂, до которой охладилось тело.
ИДЗ Волновая оптика. Тепловое излучение

Вариант 22

1 . Световая волна из воздуха падает на плоскопараллельную пластинку толщиной d (см. рисунок). Так как n₁ < n₂, то оптическая разность хода D₂₁ волн 2 и 1, отраженных от нижней и верхней граней пластинки, определяется выражением…

1) D₂₁ = 2d(n₂ – n₁) 2) D₂₁ = 2dn₂ + l/2

3) D₂₁ = dn₂+ 2l/2 4) D₂₁ = 2dn₁

2. В опыте Юнга расстояние между щелями d = 0,8 мм, длина волны λ = 640 нм. На каком расстоянии L от щелей следует расположить экран, чтобы ширина интерференционной полосы оказалась равной ∆x = 2 мм.

3. Установка для получения колец Ньютона освещается монохроматическим светом, падающим по нормали к поверхности пластинки, радиус кривизны линзы R= 8,6 м. Наблюдение ведется в отраженном свете. Измерениями установлено, что радиус четвертого темного кольца (считая центральное тёмное пятно за нулевое) r₄ = 4,5 мм. Найти длину волны l падающего света.

4. Параллельный пучок монохроматического света с длиной волны l= 600 нм нормально падает на диафрагму с круглым отверстием радиусом R = 0,6 мм. В центре экрана, расположенного на расстоянии b₁= 20 см от диафрагмы, наблюдается светлое пятно. На какое минимальное расстояние Db, измеряемое вдоль оси перпендикулярной отверстию, нужно удалить экран, чтобы в центре его вновь наблюдалось светлое пятно?

5 . На узкую щель шириной aпадает нормально плоская световая волна с длиной волны λ. На рисунке схематически представлена зависимость интенсивности света от синуса угла дифракции: Если ширина центрального максимума равна 10 см, то расстояние от щели до экрана составляет … (Учесть, что )

6. На дифракционную решетку падает нормально параллельный пучок света. Для того чтобы увидеть красную линию (l= 700 нм) в спектре второго порядка, зрительную трубу пришлось установить под углом j= 30° к оси коллиматора. Найти постоянную dдифракционной решетки. Какое число штрихов nнанесено на единицу длины этой решетки?

7. Исследована спектральная плотность энергетической светимости двух тел - абсолютно черного и серого при одинаковой температуре. Условиям опыта соответствует рисунок под номером:


8. Металлическая поверхность площадью S = 15 см², нагретая до температуры Т = 3 кК, излучает в одну минуту 100 кДж. Определить отношение энергетических светимостей этой поверхности и черного тела при данной температуре

ИДЗ Волновая оптика. Тепловое излучение

Вариант 23

1. На пути луча, идущего в воздухе, поставили стеклянную пластинку толщиной d= 3 мм. Показатель преломления стекла n = 1,5. Как изменилась при этом оптическая длина пути луча, если луч падает на пластинку нормально?

1) увеличится на 1,5 мм 2) уменьшится на 2 мм

3) увеличится на 4,5 мм 4) уменьшится на 4,5 мм

2. На мыльную пленку (n = 1,3), расположенную горизонтально, падает нормально пучок лучей белого света. Какова наименьшая толщина d пленки, если в проходящем свете она кажется зеленой (λ = 0,55 мкм)?
3. Мыльная пленка, расположенная вертикально, образует клин вследствие стекания жидкости. При наблюдении интерференционных полос в отраженном свете ртутной дуги (l = 546,1 нм) оказалось, что расстояние между пятью полосами l = 2 см. Найти угол γ клина. Свет падает перпендикулярно к поверхности пленки. Показатель преломления мыльной воды n = 1,33.
4. Дифракционная картина наблюдается на расстоянии l= 6 м от точечного источника монохроматического света (λ= 666 нм). Посередине между экраном и источником света помещена диафрагма с круглым отверстием. При каком наименьшем радиусе отверстия в центре дифракционной картины будет наблюдаться максимум интенсивности?
5. Одна и та же дифракционная решетка освещается различными монохроматическими излучениями с разными интенсивностями. Случаю освещения светом с наименьшей частотой? ( I– интенсивность света, φ – угол дифракции) соответствует рисунок под номером …




6. На щель шириной а = 20 мкм падает нормально параллельный пучок монохроматического света (l= 500 нм). Найти ширину А изображения щели на экране, удаленном от щели на расстояние l= 1 м. Шириной изображения щели считать расстояние между первыми дифракционными минимумами, расположенными по обе стороны от главного максимума освещенности.
7 . Были исследованы спектры теплового излучения тела при трех различных температурах (Т₃>T₂>T₁).Верная зависимость мощности излучения от частоты соответствует графику под номером …
8. Площадь, ограниченная графиком спектральной плотности энергетической светимости r_λ,Т(λ) черного тела, при переходе от термодинамической температуры Т₁ к температуре Т₂ увеличилась в 5 раз. Определите, как изменится при этом длина волны λ_m, соответствующая максимуму спектральной плотности энергетической светимости черного тела.

ИДЗ Волновая оптика. Тепловое излучение

Вариант 24

1 . На тонкую плоскопараллельную пластинку падает световая волна. Волна 1, прошедшая через пластинку, и волна 2, отраженная от нижней и верхней поверхностей пластинки, интерферируют. Интерференция наблюдается в проходящем свете. Для показателей преломления сред выполняется соотношение n₁ = n₃ < n₂ Оптическая разность хода D₂₁ волн 1 и 2 равна…

1) D₂₁ = (AB+BC)×n₂ -AD×n₃ +l/2 2) D₂₁ =AD×n₃

3) D₂₁ = (AB+BC)×n₂ -AD×n₃ 4) D₂₁ = (AB+BC)×n₂ +l/2

2. На поверхность объектива (n = 1,7) нанесена тонкая прозрачная «просветляющая» пленка с показателем преломления . Толщина пленкиd = 0,11 мкм. На пленку нормально падают световые лучи с длиной волны l = 0,55 мкм. При каком показателе преломления пленки n_1, произойдет максимальное ослабление отраженного света?

3. Между стеклянной пластинкой и лежащей на ней плоско – выпуклой линзой с радиусом кривизны R = 1 м находится жидкость. При наблюдении в отраженном свете (l = 6×10^–7 м) радиус десятого темного кольца r = 2,1 мм. Определить показатель преломления n жидкости.

4. Плоская световая волна (l= 700 нм) падает нормально на диафрагму с круглым отверстием радиусом R= 1,4 мм. Определите расстояния b₁, b₂, b₃ от диафрагмы до наиболее удаленных от нее точек, в которых наблюдаются минимумы интенсивности.

5. При дифракции на дифракционной решетке наблюдается зависимость интенсивности излучения с длиной волны λ = 700 нм от синуса угла дифракции, представленная на рисунке (изображены только главные максимумы). Количество штрихов на 1 мм  длины решетки равно …



6. На дифракционную решетку нормально падает пучок света. Натриевая линия (l₁= 589 нм) дает вспектре первого порядка угол дифракции j₁ = 17°8'. Некоторая линия дает в спектре второго порядка угол дифракции j₂ = 24°12'. Найти длину волны l₂ этой линии и число штрихов nна единицу длины решетки.

7. На рисунке представлены графики зависимости спектральной плотности энергетической светимости для абсолютно черного тела и серого тела при одинаковой температуре. Серому телу соответствует зависимость под номером …

8. Считая, что тепловые потери обусловлены только излучением, определите, какую мощность необходимо подводить к медному шарику диаметром d = 2 cм, чтобы при температуре окружающей среды t₀ = -13⁰С поддерживать его температуру равной t = 17 ⁰С.Принять поглощательную способность меди равной a_T = 0,6.

ИДЗ Волновая оптика. Тепловое излучение

Вариант 25

1. Световой луч проходит путь L, причем часть пути r – в однородной среде с показателем преломления n = 1,33, другую часть пути r₀ – в вакууме (n = 1). Оптическая длина пути луча наибольшая в случае, представленном под номером…



2. Пучок монохроматических (l = 0,5 мкм) световых волн падает под углом на находящуюся в воздухе мыльную пленку (n = 1,33). При какой наименьшей толщине h_min пленки отраженные световые волны будут максимально усилены интерференцией

3. Установка для получения колец Ньютона освещается монохроматическим светом с длиной волны l=500 нм, падающим по нормали к поверхности пластинки. Пространство между линзой и стеклянной пластинкой заполнено водой (n=1,33). Найти толщину h слоя воды между линзой и пластинкой в том месте, где наблюдается третье светлое кольцо в отраженном свете.

4. На диафрагму с диаметром отверстия D= 1,96 мм падает нормально параллельный пучок монохроматического света (l= 600 нм). При каком наибольшем расстоянииbмежду диафрагмой и экраном в центре дифракционной картины еще будет наблюдаться светлое пятно?

5. На дифракционную решетку падает излучение с длинами волн λ₁ и λ₂. Укажите номер рисунка, иллюстрирующего положение главных максимумов, создаваемых дифракционной решеткой, при λ₂ < λ₁ и J₂ > J₁? ( J – интенсивность, φ – угол дифракции).



6 . На дифракционную решетку, содержащую n=300 штрихов на 1мм, падает нормально монохроматический свет. Зрительная труба спектрометра наведена на максимум третьего порядка. Чтобы навести трубу на другой максимум того же порядка, ее повернули на угол Dj=44⁰. Определите длину волны l монохроматического света и наибольший порядок m_max, который наблюдается с помощью этой решетки.

7. На рисунке представлена зависимость спектральной плотности энергетической светимости абсолютно черного тела от длины волны при некоторой температуре. При повышении температуры увеличатся:

1) длина волны, соответствующая максимуму излучения;

2) высота максимума функции;

3) площадь под графиком;

4) энергетическая светимость.
8. Принимая Солнце за черное тело и учитывая, что его максимальной плотности энергетической светимости соответствует длина волны 500 нм, определить температуру поверхности Солнца и энергию, излучаемую Солнцем в виде электромагнитных волн за время 10 мин.