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: 1 из 4

ИДЗ Волновая оптика. Тепловое излучение

Вариант 1

1. Расстояние от источника света до экрана равно L. Часть этого расстояния L₁=2L/5 световой луч прошел в однородной среде с показателем преломления n, другую часть расстояния L₂=3L/5 - в воздухе (n_возд = 1). Оптическая длина пути при этом оказалась равной l=1,2L. Показатель преломления n среды равен…

2. На мыльную пленку (n=1,3), находящуюся в воздухе, падает нормально пучок лучей белого света. При какой наименьшей толщине пленки d отраженный свет с длиной волны l=550 нм окажется максимально усиленным в результате интерференции?

3. На тонкий стеклянный клин (n=1,5) в направлении нормали к его поверхности падает монохроматический свет (l=600 нм). Определить угол g между поверхностями клина, если расстояние между соседними интерференционными минимумами в отраженном свете равно b=4 мм.

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= 15 см от диафрагмы, наблюдается темное пятно. На какое минимальное расстояние Db, измеряемое вдоль оси, перпендикулярной отверстию, нужно удалить экран, чтобы в центре его вновь наблюдалось темное пятно?

5. Одна и та же дифракционная решетка освещается различными монохроматическими излучениями с разными интенсивностями. Случаю освещения светом с наибольшей частотой (I – интенсивность света, φ – угол дифракции) соответствует рисунок под номером …



6. На щель шириной a= 0,1 мм нормально падает параллельный пучок света от монохроматического источника (l= 0,6 мкм). Определить ширину центрального максимума в дифракционной картине, проецируемой с помощью линзы, находящейся непосредственно за щелью, на экран, находящийся на расстоянии L=1 м от линзы.

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

1) увеличится длина волны, соответствующая максимуму излучения;

2) увеличится высота максимума функции;

3) уменьшится площадь под графиком;

4) уменьшится энергетическая светимость.

Укажите номер (или номера) правильного утверждения. Ответ пояснить.
8. Температура абсолютно черного тела равна Т= 2000 К. Определите энергетическую светимость в интервале длин волн от 0,59 мкм до 0,61мкм. Принять, что среднее значение спектральной плотности энергетической светимости тела в этом интервале равно значению, найденному для длины волны 0,60 мкм.

ИДЗ Волновая оптика. Тепловое излучение

В ариант 2

1. Световая волна из воздуха падает на плоскопараллельную пластину толщиной d (см. рисунок). Если n₁<n₂, то лучи 2 и 1, отраженные от нижней и верхней граней пластинки, усиливают друг друга в случае, представленном под номером

1) 2d(n₂ – n₁)=ml 2) 2dn₁ + l/2=(2m+1)l/2

3) 2dn₁=2ml/2 4) 2dn₁ + l/2=2ml/2

2. На пути одного из интерферирующих лучей в опыте Юнга помещается стеклянная пластинка толщиной 14 мкм. Свет падает на пластинку нормально. Показатель преломления стекла n= 1,5; длина волны света λ = 700 нм. На какое число полос сместится интерференционная картина?

3. Расстояние между первым и вторым темными кольцами Ньютона в отраженном свете равно l₁=1 мм. Определить расстояние l₂ между девятым и десятым кольцами.

4. Дифракционная картина наблюдается на расстоянии l от точечного источника монохроматического света (l= 480 нм). На расстоянии а = 0,4lот источника помещена круглая непрозрачная преграда радиусом R= 1,44 мм. Найти расстояние l, если преграда закрывает 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 λ₁ < λ₂ и J₁ > J₂? ( J – интенсивность, φ – угол дифракции).



6 . Дифракционная решетка содержит n= 200 штрихов на 1 мм. На решетку падает нормально монохроматический свет (λ= 600 нм). Максимум какого наибольшего порядка дает эта решетка? Чему равно общее число дифракционных максимумов?

7. В каком спектре излучения тела больше видимых лучей, если графики соответствуют температурам:

1 - Т₁ = 1500К;

2 – Т₂ = 3000К;

3 – Т₃ = 4000К;

8. Мощность излучения шара радиусом R = 10 см при некоторой постоянной температуре Т равна Р = 1 кВт. Найти эту температуру, считая шар серым телом с коэффициентом поглощения а_T = 0,25.
ИДЗ Волновая оптика. Тепловое излучение

Вариант 3

1. Световой луч падает нормально на стеклянную пластинку толщиной h = 12 см. На сколько могут отличаться друг от друга показатели преломления в различных местах пластинки, чтобы изменение оптического пути луча от этой неоднородности не превышало DL = 1мкм?

2. На тонкую стеклянную пластинку (n₁= 1,5) покрытую очень тонкой пленкой, показатель преломления вещества которой n₂= 1,4, падает нормально пучок монохроматического света (l= 600 нм). Отраженный от пленки свет максимально ослаблен вследствие интерференции. Определить толщину d пленки.

3. Мыльная пленка (n=1,33), расположенная вертикально, образует клин. Интерференция наблюдается в отраженном свете через красное стекло (l=640 нм). Расстояние между соседними красными полосами при этом равно а = 3 мм. Затем эта же пленка наблюдается через синее стекло (l= 480 нм). Найти расстояние между соседними синими полосами. Свет падает на пленку нормально.

4. Радиус пятой зоны Френеля для плоского волнового фронта равен 4 мм. Чему равен радиус второй зоны Френеля?

5. При дифракции на дифракционной решетке наблюдается зависимость интенсивности излучения с длиной волны λ = 400 нм от синуса угла дифракции, представленная на рисунке (изображены только главные максимумы). Количество штрихов на 1 мм  длины решетки равно …



6. На щель шириной а= 2 мкм падает нормально параллельный пучок монохроматического света (l = 589 нм). Под какими углами j будут наблюдаться дифракционные минимумы света?

7 . На графике показана зависимость r_λ = f(λ) при температуре Т для АЧТ. Что происходит со спектром излучения при нагревании?

1. 
   С ростом температуры тела доля коротковолнового излучения в спектре увеличивается
   
2. 
   Площадь под кривой увеличивается
   
3. 
   Максимум кривой смещается вправо
   
4. 
   Максимум кривой смещается влево
   

8. При уменьшении термодинамической температуры Т₁ абсолютно черного тела в два раза длина волны l_m, на которую приходится максимум спектральной плотности энергетической светимости, изменилась на Dl = 300 нм. Определить конечную температуру Т₂.

ИДЗ Волновая оптика. Тепловое излучение

Вариант 4

1 . На 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 > n₂ > n₃. Оптическая разность хода D₂₁ волн 1 и 2 равна…

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

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

2. В опыте Юнга отверстия освещались монохроматическим светом (l= 580 нм). Расстояние между отверстиями d= 1 мм, расстояние от отверстия до экрана L = 5 м. Найти положение трех первых светлых полос.

3. Расстояние между пятым и двадцать пятым светлыми кольцами Ньютона равно 9 мм. Радиус кривизны линзы R=15 м. Найти длину волны монохроматического света, падающего нормально на установку. Наблюдение ведется в отраженном свете.

4. На диафрагму с диаметром отверстия D= 2 мм падает свет (l= 0,5 мкм) от точечного источника, находящегося на расстоянии a= 1 м от диафрагмы. Чему равно расстояние от диафрагмы до экрана, при котором в отверстии диафрагмы укладывается четыре зоны Френеля?

5. Между точечным источником света и экраном помещен непрозрачный диск (см. рисунок). Распределение интенсивностиI света на экране качественно правильно изображено на графике под омером…



6. Дифракционная решетка шириной l=12 мм содержит 4800 штрихов. Определить количество главных максимумов n, наблюдаемых в спектре дифракционной решетки для длины волны l=580 нм и угол, соответствующий последнему максимуму.

7. На рисунке изображены зависимости спектральной плотности энергетической светимости абсолютно черного и серого тела. Укажите номера верных утверждений. Ответ пояснить.

1) кривая 1 соответствует черному телу, а кривая 2 – серому;

2) кривая 2 соответствует черному телу, а кривая 1 – серому;

3) энергетическая светимость обоих тел одинакова;

4) температура тел одинакова.
8. Найти температуру T печи, если известно, что излучение из отверстия в ней площадью S = 6,1 см² имеет мощность N = 34,6 Вт. Излучение считать близким к излучению абсолютно черного тела.

ИДЗ Волновая оптика. Тепловое излучение

Вариант 5

1. Световой луч проходит расстояние L: часть этого пути r₀ - в вакууме (n = 1), другую часть пути r - в однородной среде с показателем преломления n =1,5. В каком из приведенных ниже случаев оптическая длина пути наибольшая?



2. Пучок монохроматических (l = 0,6 мкм) световых волн падает под углом на находящуюся в воздухе мыльную пленку (n = 1,33). При какой наименьшей толщине d_min пленки отраженные световые волны будут максимально ослаблены интерференцией?

3. При нормальном падении монохроматического света с длиной волны l₁ = 580 нм, на поверхности тонкой клиновидной пластинки наблюдаются светлые интерференционные полосы, расстояние между которыми l₁ = 5 мм. Каким станет расстояние между интерференционными полосами, если длина волны падающего света будет l₂ = 660 нм?

4. Свет от монохроматического источника (l=500 нм) падает нормально на диафрагму с диаметром отверстия d= 4 мм. За диафрагмой на расстоянии b=2 м от нее находится экран. Какое число зон Френеля укладывается в отверстии диафрагмы? Каким будет центр дифракционной картины на экране: светлым или темным?

5. Имеются 4 решетки с различными постоянными d, освещаемые одним и тем же монохроматическим излучением различной интенсивности. На рисунке приведено распределение интенсивности света на экране, получаемое вследствие дифракции. (J – интенсивность света, j – угол дифракции). Решетке с наибольшей постоянной d соответствует рисунок под номером…


6. Дифракционная решетка освещена нормально падающим монохроматическим светом. В дифракционной решетке максимум второго порядка отклонен на угол j₁=14⁰. На какой угол j₂ отклонен максимум третьего порядка.
7. Тело нагрето до Т = 4000 К. Максимум спектральной плотности энергетической светимости лежит …

1) в видимой области излучения

2) В инфракрасной области излучения

3) В ультрафиолетовой области излучения

4) В области рентгеновского излучения

8. Какую мощность надо подводить к зачер­ненному металлическому шарику радиусом R = 1 см, чтобы поддерживать его температуру на DТ= 30 К температуры окружающей среды? Температура окружающей среды Т=273 К. Считать, что тепло теряется только вследствие излучения.

ИДЗ Волновая оптика. Тепловое излучение

Вариант 6

1 . На плоскопараллельную пластинку падает световая волна. Волны 1 и 2, полученные в результате отражения от верхней и нижней поверхностей пластинки, интерферируют. Для показателей преломления сред выполняется соотношение n₂ < n₁, n₂ < n₃. Оптическая разность хода D₂₁ волн 1 и 2 равна…

1) D₂₁ =AD×n₁ 2) D₂₁ = (AB+BC)×n₂ +l/2

3) D₂₁ = (AB+BC)×n₂ -AD×n₁ 4) D₂₁ = (AB+BC)×n₂ -AD×n₁ +l/2

2. Во сколько раз увеличится расстояние между соседними интерференционными полосами на экране в опыте Юнга, если зеленый светофильтр (l₁ = 550 нм) заменить красным (l₂ = 640 нм)?

3. Диаметры двух светлых колец Ньютона d_i= 4,0 и d_k = 6,1 мм. Порядковые номера колец не определялись, но известно, что между этими двумя измеренными кольцами расположено три светлых кольца. Кольца наблюдались в проходящем свете (λ = 500 нм). Найти радиус R кривизны плосковыпуклой линзы, взятой для опыта.

4. Найти радиусы r_k первых пяти зон Френеля, если расстояние от источника света до волновой поверхности a= 1 м, расстояние от волновой поверхности до точки наблюдения b= 1 м. Длина волны света l= 500 нм.

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 расстояние от щели до экрана составляет 0,5 м, то ширина центрального максимума (в см) равна … (Учесть, что )

1) 5 см 2) 10 см.. 3) 20 см 4) 25 см

6. На дифракционную решетку нормально падает пучок света от разрядной трубки. Какова должна быть постоянная d дифракционной решетки, чтобы в направлении j=41⁰ совпадали максимумы линий l₁=656,3 нм и l₂=410,2 нм?
7 Если при уменьшении температуры площадь фигуры под графиком спектральной плотности энергетической светимости абсолютно черного тела r_ν,T уменьшилась в 16 раз, то отношение температур Т₁/Т₂ равно

8. Можно условно принять, что Земля излучает как серое тело, находящееся при температуре Т = 280 К. Определить коэффициент поглощения а_T , если энергетическая светимость ее поверхности равна R_э = 325 кДж/ м²·ч.