Контрольная работа для студентов заочной формы обучения Тема Оптика Вариант 1, 15 в опыте Юнга отверстия s 1 и s 2
 Скачать 33.56 Kb.
|
|
Контрольная работа для студентов заочной формы обучения Тема: Оптика Вариант 1, 15 1.В опыте Юнга отверстия S1 и S2 освещались монохроматическим светом с длиной волны λ=600нм. Расстояние d между отверстиями равно 1 мм. Найдите положение трех первых светлых полос на экране, расположенном на расстоянии L = 3 м от отверстий. 2. На щель шириной a=0,05 мм падает нормально монохроматический свет (λ=0,6 мкм). Определить угол φ между первоначальным направлением пучка света и направлением на четвертую темную дифракционную полосу. 3. Мощность излучения абсолютно черного тела N=34 кВт. Найти температуру T этого тела, если известно, что его поверхность S=0,6 м2. 4. Определить угол θ рассеяния фотона, испытавшего соударение со свободным электроном, если изменение длины волны Δλ при рассеянии равно 3,62 пм. 5. Свет длиной волны λ=600 нм падает нормально на зеркальную поверхность и оказывает давление 4 мкПа. Какое количество фотонов попадает на поверхность площадью 1 мм2 за время 10с? Вариант 2, 16 1. В опыте Юнга отверстия S1 и S2 освещались монохроматическим светом с длиной волны λ=600нм. На пути одного из интерферирующих лучей помещалась тонкая стеклянная пластинка, вследствие чего центральная светлая полоса смещалась в положение, первоначально занятое пятой светлой полосой (не считая центральной). Луч падает перпендикулярно к поверхности пластинки, показатель преломления которой n = 1,5. Какова толщина l пластинки? 2. На узкую щель падает нормально монохроматический свет. Угол φ отклонения пучков света, соответствующих второй светлой дифракционной полосе, равен 1°. Скольким длинам волн падающего света равна ширина щели? 3. Какую энергетическую светимость Rэ имеет абсолютно черное тело, если максимум спектральной плотности его энергетической светимости приходится на длину волны λ=484 нм? 4. При каком запирающем напряжении прекращается фототок в цезиевом фотоэлементе при облучении светом с длиной волны λ=400 нм. Красная граница фотоэффекта на цезии равна λкр=620 нм. 5. Источник находится на расстоянии 10 см от поверхности. Давление света на поверхности равно 1 мПа. Найти мощность источника. Вариант 3, 17 1. На пути одного из двух параллельных лучей, распространяющихся в вакууме, поставили плоскопараллельную стеклянную пластинку (n = 1,5) толщиной 6 см. Чему будет равно время запаздывания τ этого луча? 2. Дифракционная решетка содержит n=200 штрихов на 1 мм. На решетку падает нормально монохроматический свет (λ=0,6 мкм). Максимум какого наибольшего порядка дает эта решетка? 3. Мощность излучения абсолютно черного тела N=10 кВт. Найти площадь S излучающей поверхности тела, если максимум спектральной плотности его энергетической светимости приходится на длину волны λ=700 нм. 4. Определите красную границу фотоэффекта λкр фотокатода с работой выхода 2 эВ. 5. Световой поток мощностью 0,9 Вт падает нормально на зеркальную поверхность. Найти силу давления света на эту поверхность. Вариант 4, 18 1. Для уменьшения потерь света при отражении от стекла на поверхность объектива (n2 = 1,7) нанесена тонкая прозрачная пленка (n1 = 1,3). При какой наименьшей толщине ее произойдет максимальное ослабление отраженного света, длина волны которого λ0= 560 нм? Считать, что лучи падают нормально к поверхности объектива. 2. На дифракционную решетку с периодом d=10 мкм под углом α=30° падает монохроматический свет с длиной волны λ=600 нм. Определить угол φ дифракции, соответствующий второму главному максимуму. 3. На какую длину волны λ приходится максимум спектральной плотности энергетической светимости абсолютно черного тела, имеющего температуру, равную температуре t=37° человеческого тела, т. е. T=310 К? 4. При какой частоте света, падающего на поверхность металла с работой выхода, равной 2,2 эВ, максимальная скорость фотоэлектронов равна 1000 км/с? 5. Найти давление света, оказываемое на зачерненную поверхность колбы лампы накаливания изнутри. Колбу считать сферой радиуса 10см, спираль лампы принять точечным источником света мощностью 1 кВт. Вариант 5, 19 1. На установке для наблюдения колец Ньютона был измерен в отраженном свете радиус третьего темного кольца (r=3). Когда пространство между плоскопараллельной пластиной и линзой заполнили жидкостью, то тот же радиус стало иметь кольцо с номером, на единицу большим. Определить показатель преломления n жидкости. 2. С помощью дифракционной решетки с периодом d=20 мкм требуется разрешить дублет натрия (λ1=589,0 нм и λ2=589,6 нм) в спектре второго порядка. При какой наименьшей длине решетки это возможно? 3. Абсолютно черное тело имеет температуру T1=2900 К. В результате остывания тела длина волны, на которую приходится максимум спектральной плотности энергетической светимости, изменилась на Δλ=9 мкм. До какой температуры T2 охладилось тело? 4. Длина волны λ фотона равна комптоновской длине λк электрона. Определить энергию ε и импульс p фотона. 5. Световой поток мощностью 120 Вт/м2 падает нормально на поверхность и оказывает давление 0,5 мкПа. Найти коэффициент отражения поверхности Вариант 6, 20 1. На мыльную пленку падает белый свет под углом α = 45о . При какой наименьшей толщине d пленки отраженные лучи будут окрашены в желтый цвет λ=600 нм. Показатель преломления мыльной воды n = 1,33. 2. Свеча находится на расстоянии 12,5 см от собирающей линзы, оптическая сила которой равна 10 дптр. На каком расстоянии от линзы получится изображение и каким оно будет? 3 Мощность излучения абсолютно черного тела N=34 кВт. Найти температуру T этого тела, если известно, что его поверхность S=0,6 м2. 4. Свет падает нормально на зачерненную поверхность и за время 10 мин приносит энергию 20 Дж. Площадь поверхности 3 см2. Найти энергетическую освещенность поверхности и давление света. 5. Свет длиной волны 620 нм падает нормально на зачерненную поверхность и оказывает давление 0,1 мкПа. Какое количество фотонов падает на поверхность площадью 5 см2 за время 10с? Вариант 7, 21 1. Установка для получения колец Ньютона освещается монохроматическим светом, падающим по нормали к поверхности пластинки. Радиус кривизны линзы R = 15 м. Наблюдение колец Ньютона ведется в отраженном свете. Определите длину волны λ монохроматического света, если расстояние между пятым и двадцать пятым светлыми кольцами Ньютона равно l= 9 мм. 2. Каковы радиусы кривизны поверхностей выпукло-вогнутой собирающей линзы с оптической силой 5 дптр, если один из них больше другого в 2 раза 3. Какую энергетическую светимость Rэ имеет абсолютно черное тело, если максимум спектральной плотности его энергетической светимости приходится на длину волны λ=484 нм? 4. Дифракционная решётка имеет 400 штрихов на 1 мм. Известно, что при падении на эту решётку плоской монохроматической волны, наибольший порядок спектра, который можно наблюдать, равен 4. Найдите длину падающей волны. 5. Свет падает нормально на зеркальную поверхность и оказывает на нее давление 40 мкПа. Какова энергетическая освещенность поверхности? Вариант 8 1. На вершине сферической поверхности плоско-выпуклой стеклянной линзы имеется сошлифованный плоский участок радиуса r0 = 3,0 мм, которым она соприкасается со стеклянной пластинкой. Радиус кривизны выпуклой поверхности линзы R = 150 см. Найдите радиус шестого светлого кольца при наблюдении в отраженном свете с длиной λ= 655 нм. 2. Для устранения отражения света от поверхности линзы на нее наносится тонкая пленка вещества с показателем преломления 1,26, меньшим чем у стекла. При какой наименьшей толщине пленки отражение света с длиной волны 0,55 мкм не будет наблюдаться, если угол падения лучей 30 0? 3. При каком запирающем напряжении прекращается фототок в цезиевом фотоэлементе при облучении светом с длиной волны λ=400 нм. Красная граница фотоэффекта на цезии равна λкр=620 нм. 4. На дифракционную решётку с периодом 20мкм по нормали падает монохроматическая волна света. Угол между спектрами второго и третьего порядков составляет 2º. Оцените длину волны. 5. Свет длиной волны 600 нм падает нормально на зеркальную поверхность и оказывает давление 4 мкПа. Какое количество фотонов попадает на поверхность площадью 1 мм2 за время 10с? Вариант 9 1. В установке для получения колец Ньютона, находящейся в воздухе, монохроматическая волна с длиной волны λ = 600 нм распространяется по нормали к поверхности пластинки. Найдите толщину воздушного слоя между линзой и пластинкой в точках, где наблюдаются четвертое светлое и четвертое темное кольца в отраженном свете. 2. Электрон движется по окружности радиусом r=0,5 см в однородном магнитном поле с индукцией B=8 мТл. Определить длину волны де Бройля λ электрона. 3. При какой частоте света, падающего на поверхность металла с работой выхода, равной 2,2 эВ, максимальная скорость фотоэлектронов равна 1000 км/с? 4. Свет длиной волны 450 нм падает перпендикулярно на непрозрачную плоскость с двумя узкими горизонтальными щелями. В результате, на экране, находящемся на расстоянии 4 м от плоскости появляются интерференционные полосы. Чему равно расстояние между щелями, если первые интерференционные минимумы находятся на расстоянии 0,5 см друг от друга? 5. Свет с длиной волны 590 нм падает на зеркальную поверхность под углом 60 градусов. Плотность светового потока 1 кВт/м2. Определить давление света на поверхность Вариант 10 1. Пучок белого света падает по нормали к поверхности стеклянной пластинки d = 0,4 мкм. Показатель преломления стекла n = 1,5. Какие длины волн λ , лежащие в пределах видимого спектра (от 400 до 700 нм), усиливаются в отраженном свете? 2. Какую силу тока I покажет гальванометр, присоединенный к селеновому фотоэлементу, если на расстоянии r=75 см от него поместить лампочку, полный световой поток Ф0 которой равен 1,2 клм? Площадь рабочей поверхности фотоэлемента равна 10 см2, чувствительность i=300 мкА/лм. 3. Длина волны λ фотона равна комптоновской длине λк электрона. Определить энергию ε и импульс p фотона. 4. Два когерентных источника света расположены на расстоянии 2 мм друг от друга и испускают свет с длиной волны 400 нм. На расстоянии 50 см от источников помещается экран. Какое пятно будет наблюдаться на экране в точке напротив одного из источников? 5. Источник находится на расстоянии 10 см от поверхности. Давление света на поверхности равно 1 мПа. Найти мощность источника. Вариант 11 1. В установке для получения колец Ньютона пространство между линзой и стеклянной пластинкой заполнено водой с показателем преломления n = 1,33. Монохроматический свет с длиной волны λ = 500 нм распространяется по нормали к поверхности пластинки. Найдите толщину слоя воды в тех точках, где наблюдается третье светлое кольцо в отраженном свете. 2. Свеча находится на расстоянии 12,5 см от собирающей линзы, оптическая сила которой равна 10 дптр. На каком расстоянии от линзы получится изображение и каким оно будет? 3. Найдите массу фотона: а) красных лучей света (λ = 700 нм); б) рентгеновских лучей (λ = 25 пм); в) γ-лучей (λ= 1,24 пм). 4. Дифракционная решётка с периодом 3 мкм освещается узким пучком света длиной волны 694 нм. На каком расстоянии от центрального пятна находятся ближайшие яркие точки дифракционной картины, если экран для наблюдения находится на расстоянии 2 м от решётки? 5. Световой поток мощностью 0,8 Вт падает нормально на зеркальную поверхность площадью 6 см2. Найти давление и силу давления света. Вариант 12 1. На экране наблюдается интерференционная картина от двух когерентных источников света с длиной волны λ=480 нм. Когда на пути одного из пучков поместили тонкую пластинку из плавленого кварца с показателем преломления n=1,46, то интерференционная картина сместилась на m=69 полос. Определить толщину d кварцевой пластинки. 2. Световой поток мощностью 120 Вт/м2 падает нормально на поверхность и оказывает давление 0,5 мкПа. Найти коэффициент отражения поверхности 3. Предполагая, что неопределенность координаты движущейся частицы равна дебройлевской длине волны, определить относительную неточность Δp/p импульса этой частицы. 4. Определить энергию ε, массу m и импульс p фотона, которому соответствует длина волны λ=380 нм (фиолетовая граница видимого спектра). 5.Световой поток мощностью 0,8 Вт падает нормально на зеркальную поверхность площадью 6 см2. Найти давление и силу давления света. Вариант 13 1. Вычислить радиус ρ5 пятой зоны Френеля для плоского волнового фронта (λ=0,5 мкм), если построение делается для точки наблюдения, находящейся на расстоянии b=1 м от фронта волны. 2. Плоская световая волна с длиной волны λ =0.5 мкм падает нормально на диафрагму с круглым отверстием диаметром d =1 мм . На каком расстоянии b от отверстия должна находиться точка наблюдения , чтобы отверстие открывало одну зону Френеля ? 3. Кинетическая энергия T электрона в атоме водорода составляет величину порядка 10 эВ. Используя соотношение неопределенностей, оценить минимальные линейные размеры атома. 4. Чему должна быть равна минимальная толщина плёнки масла (n= 1,42), на поверхности воды (n= 1,3), чтобы как можно сильнее отражать фиолетовый цвет (=400 нм)? 5. Свет падает нормально на поверхность с коэффициентом отражения 0,8. Давление света, оказываемое на эту поверхность, равно 5,4 мкПа. Какую энергию принесут падающие на поверхность площадью 1 м2 фотоны за время 1с? Вариант 14 1. На диафрагму с круглым отверстием диаметром d=4 мм падает нормально параллельный пучок лучей монохроматического света (λ=0,5 мкм). Точка наблюдения находится на оси отверстия на расстоянии b=1 м от него. Сколько зон Френеля укладывается в отверстии? Темное или светлое пятно получится в центре дифракционной картины, если в месте наблюдений поместить экран? 2. С помощью дифракционной решетки с периодом d=20 мкм требуется разрешить дублет натрия (λ1=589,0 нм и λ2=589,6 нм) в спектре второго порядка. При какой наименьшей длине решетки это возможно? 3. Какую ускоряющую разность потенциалов U должен пройти электрон, чтобы длина волны де Бройля λ была равна 0,1 нм? 4. Дифракционная решётка отклоняет максимум второго порядка для жёлтого света (=550 нм) на 25°. Чему равен период этой решётки? 5. Найти давление света, оказываемое на зачерненную поверхность колбы лампы накаливания изнутри. Колбу считать сферой радиуса 10см, спираль лампы принять точечным источником света мощностью 1 кВт. |