Тепловое излучение

Задачи, для самостоятельного решения по Оптике

1. Интерференция

1. Расстояние между двумя когерентными источниками 1,1 мм, а расстояние от источников до экрана 2,5 м. Источники испускают монохроматический свет с длиной волны 0,55 мкм. Определить число интерференционных полос, приходящихся на 1см длины экрана.

2. В опыте Юнга одна из щелей перекрывалась прозрачной пластинкой толщиной 10мкм, вследствие чего центральная светлая полоса смещалась в положение, первоначально занятое восьмой светлой полосой. Найти показатель преломления пластинки, если длина волны света 0,6 мкм.

3. Источник S света (λ=0,6 мкм) и плоское зеркало М расположены, как показано на рис. (зеркало Ллойда). Что будет наблюдаться в точке Р экрана, где сходятся лучи SP и SMP,— свет или темнота, если |SP|=r=2 м, а=0,55 мм, |SM |=|MР|?

2. Интерференция в тонких пленках.

1. Плосковыпуклая линза выпуклой стороной лежит на стеклянной пластинке. Определить толщину d слоя воздуха там, где в отраженном свете (λ=0,6 мкм) видно первое светлое кольцо Ньютона.

2. На тонкий стеклянный клин (n=1,55) падает нормально монохроматический свет. Двугранный угол а между поверхностями клина равен 2'. Определить длину световой волны λ, если расстояние b между смежными интерференционными максимумами в отраженном свете равно 0,3 мм.

3. Кольца Ньютона образуются между плоским стеклом и линзой с радиусом кривизны 12,1 м. Монохроматический свет падает нормально. Диаметр второго светлого кольца в отраженном свете равен 6,6 мм. Найти длину волны падающего света.

3. Дифракция. Метод зон Френеля.

1. Вычислить радиус r₅ пятой зоны Френеля для плоского волнового фронта (λ=0,5 мкм), если построение делается для точки наблюдения, находящейся на расстоянии b=l м от фронта волны.

2. На диафрагму с круглым отверстием диаметром d=4 мм падает нормально параллельный пучок лучей монохроматического света (λ=0,5 мкм). Точка наблюдения находится на оси отверстия на расстоянии b=1 м от него. Сколько зон Френеля укладывается в отверстии? Темное или светлое пятно получится в центре дифракционной картины, если в месте наблюдений поместить экран?

3. Свет от монохроматического источника (l=0,6 мкм) падает нормально на диафрагму с круглым отверстием диаметром 1,2 мм. Темным или светлым будет центр дифракционной картины на экране, находящемся на расстоянии 0,3 м от диафрагмы?

Дифракция на щели. Дифракционная решетка.

1. На щель шириной 0,05 мм падает нормально монохроматический свет с длиной волны 0,6 мкм. Определить угол между первоначальным направлением пучка света и направлением на четвертую темную дифракционную полосу.

2. Сколько штрихов на каждый миллиметр содержит дифракционная решетка, если при наблюдении в монохроматическом свете (λ=0,6 мкм) максимум пятого порядка отклонен на угол φ=18°?

3. Дифракционная решетка освещена нормально падающим монохроматическим светом. В дифракционной картине максимум второго порядка отлонен на угол φ₁=14º. На какой угол φ₂ отклонен максимум третьего порядка?

Поляризация

1. Угол между плоскостями пропускания поляризатора и анализатора равен 45°. Во сколько раз уменьшится интенсивность света, выходящего из анализатора, если угол увеличить до 60°.

2. Анализатор в 2 раза уменьшает интенсивность света, приходящего к нему от поляризатора. Определить угол a между плоскостями пропускания поляризатора и анализатора. Потерями интенсивности света в анализаторе пренебречь.

3. Степень поляризации частично - поляризованного света равна 0,5. Во сколько раз отличается максимальная интенсивность света, пропускаемого через анализатор, от минимальной?

6. Тепловое излучение

1. Найти температуру печи, если известно, что из отверстия в ней площадью 6,1 см² излучается в 1 с энергия 34,7 Дж. Излучение считать близким к излучению абсолютно черного тела.

2. Найти какое количество энергии с 1 см² поверхности в 1 с излучает абсолютно черное тело, если известно, что максимальная плотность его энергетической светимости приходится на длину волны 484 нм.

3. При нагревании абсолютно черного тела длина волны, на которую приходится максимум спектральной плотности энергетической светимости, изменилась от 690 до 500 нм. Во сколько раз увеличилась при этом энергетическая светимость тела?

7. Фотоэффект

1. Катод вакуумного фотоэлемента освещается светом с длиной волны 0,405 мкм. Фототок прекращается при задерживающей разности потенциалов 1,2 В. Найти работу выхода электронов из катода.

2. Красной границе фотоэффекта для алюминия соответствует длина волны 0,332 мкм. Найти длину волны монохроматической световой волны, падающей на алюминиевый электрод, если фототок прекращается при задерживающей разности потенциалов 1 В.

3. На поверхность металла падают монохроматические лучи с длиной волны l=0,1мкм. Красная граница фотоэффекта l=0,3 мкм. Какая доля энергии металла расходуется на сообщение электрону кинетической энергии?

12 Следующая ⇒