Главная Учебники - Разные Лекции (разные) - часть 28
Федеральное агенство по образованию ГОУ ВПО «Уральский государственный технологический университет – УПИ» Нижнетагильский технологический институт (филиал) УГТУ-УПИ Кафедра общей физики
По теме: «Оптика»
Вариант № 21
2007 1.
Между двумя плоскопараллельными стеклянными пластинами заключен очень тонкий воздушный клин. На пластинки падает нормально монохромный свет с длиной волны λ=500 нм. Найдите угол θ между пластинками, если в отраженном свете на l=
1 см помещается N=20 интерференционных полос. λ= 500 нм =500*10-9
м l
= 1см =10-2
м N=20 n=1.5 Найти θ -? Решение. Параллельный пучок света, падая нормально, отражается от первой и второй пластины. Т.к. угол наклона мал, то отраженные лучи когерентны, и на поверхности клина будут наблюдаться интерференционные полосы. Условие максимума в отраженном свете: где hm
и hm
+
N
- толщина клина в месте интерферентной полосы, соответствующей номерам m и (m+N); n=1.5 - показатель преломления стекла; r=0 - угол преломления. Тогда Из рисунка следует, что Угол наклона клина очень мал, поэтому принимаем Проверим размерность: 2.
Радиус кривизны плосковыпуклой линзы R=4м. Чему равна длина волны λ падающего света, если радиус пятого светового кольца Ньютона в отраженном свете равен r5
=3.6мм. R=4м r5
=3.6мм=3.6 k=5 Найти λ-? Решение. Радиус светлых колец Ньютона в отраженном свете: Отсюда длина волны: Проверим размерность: Ответ: длина волны λ = 720 нм. 3.
На дифракционную решетку нормально падает пучок света от разрядной трубки, наполненной гелием. На каждую линию λ2
в спектре третьего порядка накладывается красная линия гелия с длиной волны λ1
=670 нм спектра второго порядка. λ1
=670 нм = k1
=2 k2
=3 λ2
-? Решение. Условие главного максимума для дифракционной решетки: где m- порядок спектра; d - постоянная решетки. Тогда из условия Приравнивая формулы 2 и 3 получаем: Из формулы 4 следует: Проверяем размерность: Ответ: длина волны λ2
=447 нм. 4.
Естественный луч света падает на полированную поверхность стеклянной пластины, погруженной в жидкость. Отраженный от пластины луч составляет угол φ = 97о
с падающим лучом. Определите показатель преломления жидкости, если отраженный свет максимально поляризован. Дано: φ =97о
n1
=1.5 Найти n2
-? Решение. По закону Брюстера если угол падения светового луча равен поляризационному углу (углу Брюстера), то отраженный луч полностью линейно поляризован. В этом случае обратный и преломленный лучи образуют прямой угол. В соответствии с рисунком Согласно закону преломления Из формул 2 и 3 получим Отсюда Ответ: показатель преломления жидкости n2
=1,695. 5.
Металлическая поверхность площадью S=15 см2
нагретая до температуры Т=3000 К, излучает в одну минуту W=100 кДж. Определите: 1) энергию, излучаемую этой поверхностью, считая ее черной; 2) отношение энергетических светимостей этой поверхности и черного тела при данной температуре. Дано: Т=3000 К W=100 кДж=105
Дж Найти: We
; R/Re
- ? Решение. Энергия излучаемая телом где в случае черного тела излучаемый поток энергии где энергетическая светимость черного тела по закону Стефана-Больцмана Проверим размерность Из формул 1 и 2 следует, что т.е. искомое соотношение энергетических светимостей поверхности и черного тела Ответ: энергия излучаемая черным телом 6.
Какова максимальная кинетическая энергия Те
фотоэлектрона, если никелевая пластина освещается ультрофиолетовыми лучами с длиной волны λ=100 нм. Дано: Найти Те
- ? Решение. Максимальная кинетическая энергия фотоэлектрона Согласно уравнению Энштейна т.к. то получаем отсюда где А- работа выхода, 7.
Плоская световая волна интенсивностью I= 300 Вт/м2
. Определите давление света P, падающего нормально на зеркальную поверхность. Дано: I=300 Вт/м Найти Р- ? Решение. Давление, производимое светом при нормальном падении на поверхность где с- скорость света; ρ=1- коэффициент отражения зеркальной поверхности. Проверим размерность Ответ: давление света 8.
Фотон с энергией Е, равной энергии покоя электрона, рассеялся на рассеялся на свободном электроне под углом Дано: Найти ε′
, Те
- ? Решение. Энергия покоя электрона Для определения энергии фотона до рассеивания рассмотрим формулу Комптона Выразив λ и λ′ через энергии фотонов ε и ε′, воспользовавшись формулой получим Преобразовав формулу 3, получим из формул 1 и 4 следует Ответ: энергия рассеянного фотона ε'=0.205 МэВ, кинетическая энергия электрона отдачи Tе
=0.307 МэВ.
|