|
|
физика внеауд рег. Методические указания к внеаудиторной работы для студентов 1 курса, обучающихся по специальности 060103 Педиатрия Красноярск 2009
Самоконтроль по ситуационным задачам:
Входной сигнал на усилителе описывается формулой Uвх= 25 cos50t, выходной сигнал Uвых= 5 cos50t. Найти коэффициент усиления.
Ответ: К=5.
Коэффициент усиления на первом усилителе К1= 5, второго- К2=10. Найти коэффициент усиления схемы из двух усилителей.
Ответ: К=50.
Тема №12. Определение длины волны лазерного излучения с помощью дифракционной решетки.
Формы работы:
подготовка к лабораторному занятию;
подготовка материалов по УИРС.
Вопросы для самоподготовки:
Что такое дифракционная решетка? Как определяется ее период?
Начертите ход лучей в дифракционной решетке и выведите уравнение положения главных максимумов.
Как можно создать состояние вещества с инверсной населенностью?
Начертите схему гелий-неонового лазера и объясните принцип его работы.
С какой целью лазерное излучение применяется в терапии?
Какое излучение называется спонтанным? Каковы его особенности? Покажите на рисунке.
Какие энергетические уровни называются метастабильными?
Перечислите основные направления применения лазеров в медицине.
Какое излучение называется вынужденным? Каковы его особенности? Покажите на рисунке.
Какое явление называется дифракцией света?
С какой целью лазерное излучение применяется в хирургии?
От чего зависит число квантовых переходов, совершаемых в секунду при индуцированном излучении?
Перечислите основные свойства лазерного излучения.
Во сколько раз увеличится оптическая разность хода волн, прошедших через дифракционную решетку, если длину волны увеличить в 3 раза?
Какую картину будут представлять главные максимумы дифракционной решетки, если на нее нормально падает белый свет? Почему?
В какой среде можно вызвать усиление электромагнитных волн?
Начертите схему гелий-неонового лазера и объясните принцип его работы.
С какой целью лазерное излучение применяется в медицине (в стоматологии)
Перечень практических умений по изучаемой теме:
уметь объяснить устройство и принцип действия оптического квантового генератора;
приобрести практические навыки работы с газовым лазером;
определить длины волны лазера и энергии кванта излучении;
уметь объяснить свойства лазерного излучения;
уметь объяснить явление дифракции света;
уметь выводить основную формулу дифракционной решетки;
уметь решать ситуационные задачи по данной теме.
Подготовка материалов по темам УИРС:
Применение оптических квантовых генераторов в медицине.
Использование лазеров в хирургии.
Использование лазеров в терапии.
Использование лазеров в стоматологии.
Использование лазеров в офтальмологии.
Самоконтроль по тестовым заданиям данной темы
Выберите правильный ответ
1.Свет-это
электромагнитная волна
поток отрицательно заряженных частиц (электронов)
поток положительно заряженных частиц (позитронов)
2. Интерференцией света называется
явление изменения направления распространения световой волны на границе раздела двух сред
отклонение когерентных световых волн от прямолинейного распространения в среде с резкими неоднородностями, соизмеримыми с длиной волны
наложение когерентных световых волн, в результате которого образуется устойчивая картина их усиления и ослабления
3. Явление дифракции объясняется
квантовыми свойствами света
волновыми свойствами света
4. Когерентными называются источники света, излучающие волны
одинаковой частоты и с постоянной разностью фаз
в которых векторы Е и Н колеблются в определенных плоскостях
разных частот и с хаотической ориентацией плоскостей колебаний векторов Е
5. Выберите из предложенных уравнений основную формулу дифракционной решетки
R=/∆
d Sin = k
2d Sin=k
6. Чему равна длина световой волны, если в дифракционном спектре максимум второго порядка возникает при оптической разности хода волн 1000 нм?
500 нм
1000 нм
1500 нм
2000 нм
7. Индуцированное излучение возникает
при любом переходе атомов из возбужденного состояния в основное
при переходе атомов из возбужденного состояния в основное под действием внешнего излучения
8. Излучение лампы накаливания можно считать
индуцированным
вынужденным
спонтанным
9. Какой из перечисленных интервалов длин волн относится к белому свету?
(10-400) нм
(400-760) нм
(760-2500) нм
10. Явление дифракции света на дифракционной решетке можно объяснить с помощью принципа
наименьшего действия
Гюйгенса-Френеля
Паули
11. Определите оптическую разность хода волн длиной 700 нм, прошедших через решетку и образующих максимум первого порядка
700 нм
1400 нм
350 нм
2100 нм
12. Инверсная населенность-это превышение концентрации электронов
на высоких энергетических уровнях, по сравнению с низкими уровнями
на низких энергетических уровнях, по сравнению с высокими уровнями
13.В гелий-неоновом лазере имеет метастабильные уровни и является «рабочим» газом
гелий
неон
Выберите правильные ответы
14. Лазерное излучение
монохроматичное
немонохроматичное
когерентное
некогерентное
имеет незначительно расходящийся пучок
поляризованное
неполяризованное
15. Назовите способы получения когерентных волн
призма Николя
зеркало Ллойда
метод Юнга
бипризма Френеля
16. Кванты спонтанного излучения отличаются друг от друга
длиной волны
направлением
фазой колебаний
плоскостью поляризации
Установите соответствие между
17. Названием величин и формулой
1) разрешающая способность диф- а) /∆
ракционной решетки б) k/(d cos)
2) угловая дисперсия дифракцион- в) kN
ной решетки г) d/d
Вставьте в логической последовательности номера ответов
18. При записи голограммы на фотопластинку от объекта поступает______
волна, а от лазера ______ волна.
опорная
сигнальная
19. Если в ширину щели укладывается четное число зон Френеля, то на экране будет наблюдаться ______ интенсивности света.
максимум
минимум
20. В дифракционном спектре чередование цветов идет от _____ и______с чередованием цветов в обычном спектре.
красного к фиолетовому
фиолетового к красному
совпадает
не совпадает
Ответы
В |
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
О
|
1
|
3
|
2
|
1
|
2
|
1
|
2
|
3
|
2
|
2
| В |
11
|
12
|
13
|
14
|
15
|
16
|
17
|
18
|
19
|
20
|
О
|
1
|
1
|
2
|
1,
3,
5,
6
|
2,
3,
4
|
1,
2,
3,
4
|
1а,в
2б,г
|
2,
1
|
2
|
2,
3
|
Самоконтроль по ситуационным задачам:
Разности хода двух интерферирующих волн в вакууме равны: а) 0; б) 0,2λ; в) λ. Чему равна соответствующая разность фаз?
Ответ: а) =0; б) =0,4; в) =2.
На мыльную пленку (n= 1,33) падает белый свет под углом i = 45°. При какой наименьшей толщине пленка в отраженном свете будет выглядеть окрашенной в желтый цвет (λ= 610-7 м)?
Ответ: hmin1,3310-7 м
Расстояние между когерентными источниками света S1 и S2 равно 0,5 мм, расстояние от источников до экрана D=5 м. В зеленом свете получились интерференционные полосы на расстоянии h=5 мм друг от друга. Найдите длину волны зеленого света.
Ответ: λ=500 нм.
Оптическая разность хода двух когерентных лучей в некоторой точке экрана равна δ= 4,36 мкм. Каков будет результат интерференции света в этой точке экрана, если длина волны света равна:
а) 670,8 нм; б) 435,8 нм?
Ответ: а)максимум m650 б)минимум m1000.
Найдите длину волны лазерного излучения, падающего на дифракционную решетку, если известно, что период решетки равен 5 мкм, а также sin()=0,5 для наблюдаемого второго максимума интенсивности.
Ответ: =1,25 мкм.
При прохождении лазерного излучения с длиной волны 630 нм через дифракционную решетку, первый максимум наблюдается на расстоянии 20 мм от центрального максимума интенсивности. Расстояние от дифракционной решетки до экрана равно 20 см. Вычислите период дифракционной решетки.
Ответ: d6,3 мкм.
Во сколько раз увеличилась длина волны лазерного излучения, падающего на дифракционную решетку, если угол между нулевым и третьим максимумом увеличился с 30 до 45 градусов, а расстояние до экрана постоянно?
Ответ: В  раз.
Во сколько раз период дифракционной решетки больше длины волны =500 нм лазерного излучения, если ширина штриха равна 500 нм, а расстояние между штрихами равно 1000 нм?
Ответ: В 3 раза.
Рентгеновское излучение с длиной волны 0,163 нм падает на кристалл каменной соли. Найдите межплоскостное расстояние кристаллической решетки каменной соли, если дифракционный максимум первого порядка наблюдается при угле скольжения = 170 .
Ответ: 0,279 нм.
Найдите энергию одного кванта света, имеющего длину волны 500 нм.
Ответ: E = 3,9810-19 Дж.
ЛИТЕРАТУРА
Ремизов А.Н. Медицинская и биологическая физика: Учебник для мед. спец. вузов /А.Н. Ремизов. –М.: Высшая школа, 2007. – 558с.
Федорова В.Н., Степанова Л.А. Краткий курс медицинской и биологической физики с элементами реабилитологии. Лекции и семинары. -М.: ФИЗМАТЛИТ, 2005.- 624c.
Ремизов А.Н., Исакова Н.Х., Максина А.Г. Сборник задач по медицинской и биологической физике. - М.: Дрофа, 2001.- 192с.
Антонов В.Ф. Коржуев А.В. Физика и биофизика. Курс лекций для студентов медицинских вузов. - М.: ГЭОТАР-Медиа.-2006.- 240 с.
Шаповалов К.А. Основы высшей математики. Учебное пособие.– Красноярск: ООО “Печатные технологии”, 2004.- 92c.
Руководство к лабораторным работам по медицинской и биологической физике / Барцева О.Д., Вяткина Г.Я., Квашнина О.П., Попельницкая И.М., Селиверстова О.Ю., Суховольский В.Г., Шапиро Л.А., Шаповалов К.А., Шилина Н.Г. -Красноярск, ООО “Печатные технологии”, 2004.- 227c.
Типовые тестовые задания для итогового контроля знаний по медицинской и биологической физике/ Квашнина О.П., Попельницкая И.М., Ремизов И.А., Шапиро Л.А., Шаповалов К.А., Шилина Н.Г. -. Красноярск: ООО “Поликом”, 2006.- 150c.
www.krasgmu.ru
ПРИЛОЖЕНИЕ
Требования к оформлению реферата
Структура реферата
План.
Введение: цель реферата или обоснование темы.
Теоретическая часть.
Оформляется с разбивкой на главы или параграфы, соответствующие плану (пункт 1). Используемые литературные источники указываются ссылками в виде скобок, например /3/.
Практическая часть.
Приводятся расчеты; описываются новые приборы, методики и т.д.
Выводы.
Литература.
В работе должно быть не менее трех ссылок. Не допускаются ссылки на учебную литературу. Вся используемая литература должна быть не ранее 2004 г.
|
|
|
Скачать 0.88 Mb.