РГЗ. Решение По закону Снелла где показатель преломления воздуха

Название	Решение По закону Снелла где показатель преломления воздуха
Дата	16.10.2022
Размер	391.68 Kb.
Формат файла
Имя файла	РГЗ.docx
Тип	Решение #736513

ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра физики

Отчёт по РГЗ:

Выполнил: ст. группы МЦ-21-1 / Баканов А.В. /

(должность) (подпись) (Ф.И.О)

Проверил: доцент / Стоянова Т.В. /

(должность) (подпись) (Ф.И.О)

Вариант 2

1. Дано:		Решение: По закону Снелла где – показатель преломления воздуха. Поскольку отраженный луч полностью поляризован, то по закону Брюстера: С и имеем: = ; ; И подставляя в найдём искомую величину:

Размерность:

Вычисления:

Ответ:

2.На тонкий стеклянный клин падает по нормали монохроматический свет. Преломляющий угол клина равен 2``. Показатель преломления стекла равен 1,55. Определить длину волны, если расстояние между соседними светлыми интерференционными полосами, равно 0,3 мм.

Дано:

Решение.

Условие минимума интерференции имеет вид:

, где

Разность хода лучей 1 и 2 равна:

, где

- угол преломления пучка;

учитывает то, что пучок 1 отражается от более плотной среды и происходит изменение фазы на π.

По закону преломления имеем:

(учтено что падение из воздуха и его показатель преломления равен единице).

Принимаем что происходит нормальное падение на пленку, значит,

.

Значит,

.

Тогда,

.

Значит,

.

Для соседней полосы имеем:

.

Из рисунка видно, что

.

Значит,

.

Тогда,

.

Получаем,

.

Ответ.

.

3.При заполнении находящейся на пути из интерферирующих лучей в интерферометре Жамена пустой трубки длиной 5 см кислородом (n=1.000272) происходит смещение интерференционных полос. Какую толщину должен иметь компенсирующий стеклянный клин (nст=1,5) на пути второго луча, чтобы восстановилась первоначальная картина?

Дано:

l = 5 см 5·10^-2 м

n_к =1,000272

n_ст =1,5

d - ?

Смещение картины произошло из-за того, что изменилось значение оптической разности хода

На участке, соответствующем длине трубки, оптический путь первого луча равен

второго

Тогда, поскольку первоначальная картина восстановилась, имеем

Поэтому

Определим толщину пластинки

Ответ:

4.Постоянная дифракционной решетки в 5 раз больше длины световой волны монохроматического света нормально падающего на ее поверхность. Определить угол между двумя первыми дифракционными максимумами. Сколько максимумов наблюдается в спектре?

Дано:

Решение.

Для дифракционной решетки:

.

Так как

, значит

.

Значит,

. Тогда,

.

Из рисунка

.

Получаем,

.

Наибольшее число дифракционных максимумом равно:

.

Уравнение дифракционной решетки:

при

. Значит,

. Тогда,

.

Значит,

.

Ответ.

.

5.Две звезды рассматриваются в зрительную трубу. Угол между лучами, идущими от звезд к месту наблюдения – α. Наблюдение ведется через светофильтр пропускающий свет с длиной волны 550 нм. Определить при каком минимальном угле α, звезды можно будет наблюдать в зрительную трубу раздельно, если диаметр объектива зрительной трубы 70 мм.

Дано:

Решение. Угловой предел разрешения равен:

.

Получаем,

.

Ответ.

.

6.Естественный свет падает на систему из двух скрещенных николей, между которыми расположена кварцевая пластинка, вырезанная перпендикулярно оптической оси. Найти минимальную толщину пластинки, при которой система пропускает 0,3 светового потока, если постоянная вращения кварца 17 град/мм.

Дано:

Решение. После первого николя интенсивность равна:

.

После второго николя имеем:

, где

.

Значит,

.

Тогда,

.

Значит,

.

Получаем,

.

Ответ.

.

7.Муфельная печь потребляет мощность 1 кВт. Температура ее внутренней поверхности при открытом отверстии площадью 25 см² равна 1,2 кК. Считая, что отверстие печи излучает как черное тело, определить, какая часть ее мощности рассеивается стенками.

Дано:

Решение. По закону Стефана-Больцмана:

, где

- постоянная Стефана-Больцмана.

Мощность излучения равна:

.

Значит,

.

Получаем,

.

Рассеивается 70 % мощности.

Ответ.

.

8.Найти длину волны де Бройля протона, прошедшего ускоряющую разность потенциалов: 1) 1 кВ; 2) 1 МВ.

Дано:

Решение. Длина волны де Бройля равна:

, где

- постоянная Планка.

По закону сохранения энергии:

, где

- масса протона,

- заряд протона.

Тогда,

. Значит,

.

Тогда,

.

Проверка размерности:

.

Получаем,

.

Ответ.

.

9.Определить ширину запрещенной зоны собственного (беспримесного) полупроводника, если при температуре 25ºС сопротивление 5000 Ом, а при 80ºС его сопротивление всего 700 Ом.

Дано:

Решение. Изменение удельной проводимости имеет вид:

, где

- постоянная Больцмана.

Значит,

.

Так как

, то имеем:

.

Значит,

.

Тогда,

.

Проверка размерности:

.

Получаем,

.

Ответ.

.

10.Определить концентрацию свободных электронов в металле при температуре

Энергию Ферми принять равной 1эВ.

Дано:

Е_F=1эВ
n-?

Решение:

Энергия уровня Ферми при Т=0К определяется формулой:

Где

ℏ=1,05*10^-34Дж*с – постоянная Планка

m=9,1*10^-31кг– масса электрона

n – Концентрация электронов

Имеем:

Ответ:

11.Какое количество радиоактивного элемента останется не распавшимся по истечении 2, 5, 10 периодов полураспада?

Дано:

Решение. По закону радиоактивного распада имеем:

, где

- постоянная распада.

Значит,

.

Тогда,

.

Ответ.

.

12.Период полураспада радия ²²⁶Ra составляет 1660 лет. Вычислить среднюю продолжительность жизни атомов радия и вероятность для одного атома распасться в течение 1 года.

Дано:

Решение. Средняя продолжительность жизни равна:

, где

- постоянная распада.

Значит,

.

Вероятность распада равна:

.

Получаем,

.

Ответ.

.

13.Определить энергию связи нуклонов в ядре изотопа бора

. Масса нейтрона 1,008665 а.е.м.; масса протона 1,007825 а.е.м.; массу ядра бора определить по справочным данным.

Дано:

Решение. Энергия связи равна:

.

Имеем,

- массовое число,

- зарядовое число.

Значит,

.

Получаем,

.

Ответ.

.

14.Вычислить энергию α-частицы, испускаемой изотопом радия

, если препарат радия активностью 0,02 Ки, помещенный в калориметр, вызывает повышение температуры на 0,49ºС в час. Теплоемкость калориметра 1 кал/ºС.

Дано: