ВОЛНОВАЯ ОПТИКА
ПРИНЯТЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
A - амплитуда колебания свето- вой волныа - расстояние от источника до волновой поверхности b- расстояние от волновой по- верхности до точки наблю- дения, ширина щели ne - показатель преломления не- обыкновенных лучей R - радиус кривизны линзы r - радиус кольца Ньютона
B - постоянная Керра Р - степень поляризации
с - концентрация t - время
d - расстояние между источни- ками, период решетки
Е - напряженность электриче- ского поля
H - напряженность магнитного поля
v- скорость распространения света в среде
V - постоянная Верде
x - координата, смещение
h - толщина пластинки [] - удельная постоянная враще- ния
I - интенсивность света - угол преломления
k - целое число (порядок спек- тра), волновое число
- оптическая разность хода
l - длина, расстояние от источ- ника до точки наблюдения (от щели до экрана)
1 –
2 -
угол падения, угол преломления
m - целое число -
0 -
длина волны
длина волны в вакууме
n - показатель преломления - напряжение внешнего меха-
нического воздействия
ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ
Вставьте вместо точек пропущенный фрагмент.
«Интерференцией света называется явление пространственного перерас- пределения энергии светового излучения , приводя-
щее к возникновению максимумов и минимумов интенсивности».
а) при наложении двух произвольных сферических световых волн;
б) при наложении двух или более световых волн с непрерывно меняю- щейся разностью фаз;
в) при наложении двух или более когерентных световых волн;
г) при наложении когерентных световых волн от непрерывного коли- чества источников.
Соотношение b 2/l является количественным критерием, позволяющим определять, какой вид дифракции имеет место. Установите соответствие между численным значением параметра и результатом наблюдения.
Значение параметра Результат наблюдения
b2
 а) l >> 1 1) дифракция Френеля
b2
б) l 1 2) дифракция Фраунгофера
b2
в) l << 1 3) геометрическая оптика
а) ; б) ; в) .
Какое из приведенных выражений определяет положения минимумов ин- тенсивности в дифракционной картине от узкой щели.
а) = m; б) bsin = k; в) 2hncos
= (2k + 1)2;
г) 2dsin = m.
Установите соответствие между определением и его математическим вы- ражением.
Определение Математическое выражение а) оптическая разность хода 1) 2 б) разность фаз колебаний 2) ( n2 – n1) l
в) фаза колебания 3) 2 г) волновое число 4) l( t - v)
а) ; б) ; в) ; г) .
 Радиусы светлых колец Ньютона в проходящем свете определяются фор- мулой:
 а) rk = kR;б) rk= (2 k – 1)R в) rk = ( k – 1)R;г) rk = kR2.
2 ;
Какое явление отображает картинка, изображенная на рисунке?
 а) интерференцию в тонких пленках (кольца Ньютона); б) дифракцию от круглого отверстия, открывающего нечетное число зон Френеля; в) дифракцию от круглого диска, закрывающего небольшое число зон Френеля; г) ничего сказать определенного нельзя.
Для интерференционной картины от двух когерентных световых волн ус- тановите соответствие между определением и его математическим выра- жением.
Определение Математическое выражение
l
а) ширина интерференционной полосы 1) nxd
d
б) оптическая разность хода 2) ml в) координаты минимумов 1 l3) ( m + 2) d
d
г) координаты максимумов 4) l а) ; б) ; в) ; г) .
Пучок белого света падает нормально на пластинку, толщина которой
h = 1 мкм. Показатель преломления стекла n = 1,5. Какая область видимо-
го спектра будет усиливаться в отраженном пучке? а) красная; б) желтая; в) зеленая; г) фиолетовая.
Оптическая разность хода лучей, отраженных от граней плоскопарал- лельной пластики толщины h при нормальном падении, равна:
а) hn; б) 2hn;
в) 2hn + 2;
г) 2hn + .
а) 2 h = (2 m + 1) 2;б) 2 h= m;
в) 2hncos
2 = (2m + 1) 2;
г) 2hncos2 = m.
Какое явление отображает картинка, изображенная на рисунке?
 а) интерференцию в тонких пленках (кольца Ньютона);
б) дифракцию от круглого отверстия, открывающего четное число зон Френеля;
в) дифракцию от круглого диска, закрывающего нечетное число зон Френеля;
г) ничего сказать определенного нельзя.
Радиус m зоны Френеля для сферической волны определяется выражени- ем:
 
  aba + b
m ; в) m;
a+ b ab
Амплитуда колебания световой волны, создаваемая в некоторой точке Р
всей сферической волновой поверхностью, равна:
а) A1; б) A; в) A1 + Am; г) A1 – Am.
2 1 2 2 2 2
На пути точечного источника А поставлен непрозрачный диск С, который закрывает небольшую часть центральной зоны Френеля. Что будет на- блюдаться на экране В.
 В
а) на экране будет наблюдаться дифракционная картина в виде чере- дования светлых и темных колец;
б) на экране будет наблюдаться дифракционная картина в виде чере- дования темных и светлых колец;
в) свет не отбрасывает тени – освещенность экрана всюду остается та- кой же, как и при отсутствии преграды.
Что будет наблюдаться на экране, если на пути от точечного источника поставить непрозрачный диск, закрывающий большое число зон Френеля?
а) в центральной части экрана будет темное пятно, а на границе гео- метрической тени будет наблюдаться чередование светлых и темных колец;
б) на экране будет наблюдаться дифракционная картина в виде чередо- вания светлых и темных колец, в центре экрана будет светлое пят- нышко;
в) диск отбрасывает на экране тень в соответствие с законами геомет-
рической оптики.
Угловая дисперсия дифракционной решетки равна:
dа) m; б)в) m ; г) m
;
  d cos
 Радиусыm зоны Френеля в случае плоской волны определяются выраже- нием:
а) rm= ab m; б) r = bm; в) rm= m( a +b)2.
a + b
m
Какое из приведенных выражений определяет положения главных макси- мумов интенсивности в дифракционной картине от дифракционной ре- шетки?
а) dsin = k; б) dsin = k
N
в) dsin = m; в) dsin =
(m + N)2;
(2m +1) 2.
Перед точечным источником монохроматического света S с длиной вол- ны на расстоянии а установлен непрозрачный диск с отверстием диа- метра D (см. рисунок). Отверстие открывает четыре зоны Френеля. Какой из приведенных графиков описывает зависимость интенсивности света I=f(sin) в дифракционной картине получающейся на экране, помещен- ном на расстоянии b от диска (D<,b).
I
sin
  B а) б) в)
Плоская световая волна (с длиной волны ) падает нормально на узкую щель ширины b. График зависимости I=f(sin) интенсивности света в ди- фракционной картине, наблюдаемой на экране, имеет вид:
 
  
I
sin
  b
Э
а) б) в)
Какое явление отображает картинка, изображенная на рисунке?
а) дифракцию от щели;
б) дифракцию от прямолинейного края полуплоскости;
в) интерференцию в тонких пленках (полосы равной толщины); г) ничего сказать определенного нельзя.
Характеристике спектрального прибора приведите в соответствие опреде- ление.
Характеристика Определение
а) угловая дисперсия 1)
d
б) линейная дисперсия 2)
d
в) разрешающая способность 3) = –
г) дисперсионная область 4) ld
а) ; б) ; в) ; г) .
Закону поставьте в соответствие математическое выражение.
Закон Математическое выражение
а) закон полного внутреннего отражения 1) tg = n21
б) закон Брюстера 2) 2dsin = m
в) закон Малюса 3) sin = n21
г) формула Брэгга-Вульфа 4)I = I0cos2
а) ; б) ; в) ; г) .
Естественный свет падает на поверхность стекла под углом Брюстера. Че- му равна степень поляризации отраженных лучей?
а) 0; б) 0,25; в) 0,5; г) 1.
Чему равен угол между главными плоскостями поляризатора и анализато- ра, если интенсивность естественного света, прошедшего через поляриза- тор и анализатор уменьшается в четыре раза.
а) ; б) /3; в) /4; г) /2.
Степень поляризации Р частично поляризованного света равна 0,5. Во сколько раз отличается максимальная интенсивность света, пропускаемо- го через анализатор, от минимальной.
а) 1; б) 2; в) 3; г) 4.
⎢⎢
При отражении естественного света на границе раздела двух диэлектри-
ков интенсивность отраженных (I , I
) и преломленных лучей (I
, I
⎢⎢)
рассчитывается по формулам Френеля (I 0 – интенсивность падающего ес- тественного света). Установите соответствие между интенсивностью и расчетной формулой.
Интенсивность Расчетная формула
а) Iб) I⎢⎢1) 0,5 I04sin 2 2cos 2 1 sin 2( 1 + 2)  sin 2( 1 – 2)  в) Iг) I⎢⎢2) 0,5I0 sin 2( 1 + 2) 4sin 2 2cos 2 1 3) 0,5I0 sin 2( 1 + 2)cos 2( 1 – 2) tg 2( 1 - 2)  4) 0,5I0 tg 2( 1 + 2)
а) ; б) ; в) ; г) .
Пусть эллиптически поляризованный свет падает на поляризатор. Как бу- дет изменяться интенсивность вышедшего из поляризатора плоско- поляризованного света при вращении поляризатора вокруг направления луча.
а) интенсивность света за период будет изменяться от Iminдо Imax;
б) интенсивность света за период будет дважды изменяться от Iminдо
Imax;
в) вращение поляризатора не сопровождается изменением интенсив- ности света.
Естественный свет проходит последовательно через два совершенных по- ляризатора, плоскости колебания которых образуют угол = /3. Во сколько раз уменьшится интенсивность света, по выходе из второго поля- ризатора?
а) 1,3 раза; б) 2 раза; в) 4 раза; г) 8 раза.
Установите соответствие между физическим явлением и его математиче- ским выражением.
Явление Математическое выражение
а) искусственное двойное лучепрелом- ление
= VlH
б) эффект Керра 2) no – ne =k
в) естественное вращение плоскости поляризации
г) магнитное вращение плоскости поля- ризации (эффект Фарадея)
3) = 2BlE2
4) = []cl
а) ; б) ; в) ; г) .
Естественный свет интенсивности I eпроходит последовательно поляриза- тор Р и кювету с левовращающим оптически активным раствором, а затем отражается зеркалом и вновь проходит кювету с оптически активным рас- твором и поляризатор Р. При прохождении оптически активного раствора плоскость поляризации поворачивается на угол /4. Чему равно отноше- ние Ie/I?
 Зеркало
а) Ie= 2; б) Ie= 4;в) Ie, I = 0 (темнота).
I I I
Для какой ориентации оптической оси кристалла выполнено построение волновых поверхностей и огибающих вторичных волн обыкновенных и необыкновенных лучей при нормальном падении плоской световой волны на поверхность пластинки, вырезанной из положительного одноосного кристалла.
ось
а) ; б) ; в) .
|
Скачать 1.31 Mb.
