Волновая теория света
Рассмотрение длины волны света в опыте Ллойда. Определение ширины интерференционных полос в отраженном свете. Расстояние между линзой и экраном. Интенсивность света при прохождении через поляроид и никель. Максимальная плотность энергии излучения.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 04.06.2014 |
| Размер файла | 204,7 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Учреждение образования
Белорусский государственный университет
Информатики и радиоэлектроники
Факультет непрерывного и дистанционного обучения
Специальность: Информационные системы и технологии в экономике
Контрольная работа
По физике № 5
Волновая теория света
Пономарёва Евгения Александровна
Зачетная книжка 102301-18
Адрес: Минский р-н, в/г 137 а , общ. №1
E-mail: patti_173@mail.ru
Минск 2014
1. Задание 1
В опыте Ллойда (Рис. 29) расстояние от источника до экрана равно 1 м. При некотором положении источника относительно экрана ширина интерференционной полосы на экране 0,3 мм. После того, как источник отодвинули от зеркала на мм, ширина полос стала 0,2 мм. Найти длину волны света. Начертить оптическую схему.
Решение:
Найдем ширину полосы
,
где угловое расстояние между действительным S и мнимым источниками.
Таким образом
(*);
Если источник отодвинули на , то
, тогда
, тогда
Следовательно подставив значение а в (*) получим
Подставим цифры:
Ответ: 720нм.
2. Задание 2
Между двумя тонкими прозрачными плоскопараллельными пластинами находится проволока толщиной 0,01 мм на расстоянии 10 см от точки их соприкосновения, образуя воздушный клин. На пластины падает нормально света с длиной волны 650 нм. Найти ширину интерференционных полос в отраженном свете.
Решение:
Т.к. интерференционные полосы наблюдаются при малых углах а клина, то отраженные лучи 1 и 2 будут фактически параллельны.
Светлые полосы наблюдаются на тех участках клина, для которых оптическая разность хода кратна целому числу волн:
,
где к=0,1,2,3…
Разность хода двух лучей 1 и 2:
,
где - абсолютный показатель преломления клина; - толщина клина в том месте, где наблюдается светлая полоса, соответствующая номеру к; - добавочная разность хода, возникающая при отражении волны от оптически более плотной среды (показатель преломления стекла больше показателя преломления воздуха). Тогда
.
Откуда
и наконец величина
.
Аналогично получаем
.
Т.к. диаметр проволоки D, а расстояние от точки соприкосновения пластин до проволоки H, то
Поэтому из треугольника получаем
,
де - ширина интерференционных полос в отраженном свете.
Откуда расстояние между N полос равно
Т.к. нам нужно найти ширину полос, то N=1. Поэтому
,
но это ширина светлой и темной полос. Поэтому ширина одной полосы равна
.
Подставляем числа:
Ответ: .
3. Задание 3
На дифракционную решетку с периодом 4 мкм падает нормально свет с длиной волны 500 нм. Линза, помещенная вблизи решетки, проецирует дифракционную картинку на экран. Найти расстояние между линзой и экраном, если максимумы первого порядка расположены на расстоянии 12 см друг от друга.
Решение:
Постоянная d дифракционной решетки, длина волны и угол отклонения лучей, соответствующий к-му дифракционному максимуму, связаны соотношением
(1)
Где к - порядок спектра, или максимума.
В данном случае к=1
(в виду того, что )
С учетом последних трех равенств соотношение (1) примет вид:
, откуда
Подставим числа:
Ответ: 0,48 м.
4. Задание 4
Два поляроида расположены так, что угол между их плоскостями пропускания составляет 300. Найти, во сколько раз уменьшиться интенсивность света при прохождении: а) через один поляроид; б) через два поляроида. Коэффициент поглощения каждого поляроида равен 0,1.
Решение:
а) При прохождении, через 1-ый поляроид получаем:
б) после второго поляроида интенсивность света по отношению к изначальной:
Тогда
Ответ: а) 2,22 раза; б) 3,3 раза.
5. Задание 5
Естественный свет интенсивностью падает на два николя, которые расположены так, что угол между их плоскостями пропускания составляет 450. Коэффициент поглощения в первом николе равен 0,08, а во втором - 0,1. Определить, во сколько раз уменьшиться интенсивность света: а) при прохождении через первый николь; б) при прохождении через оба николя. Потерями на отражение пренебречь.
Решение:
При прохождении через первый николь (если свет естественный) получаем:
тогда
После второго николя
, тогда
Ответ: а) ослабится в 2,2 раз; б) ослабится в 4,83 раза.
6. Задание 6
Найти, какое количество энергии с 1 см2 поверхности излучает абсолютно черное тело за 1 с, если известно, что максимальная плотность энергии излучения приходится на длину воны в 484 нм.
Решение:
Энергия излучения
W=N*t=Rэ*S*t
где, N - мощность излучения.
Энергетическую светимость определим из закона Стефона-Больцмана:
;
Из закона смешения Вина
;
Отсюда энергия излучения
W=N*t=Rэ*S*t
Ответ: .
7. Задание 7
волна свет поляроид интерференционный
На поверхность металла падает монохроматический свет с длиной волны 0,2 мкм. Красная граница фотоэффекта для этого металла составляет 0,3 мкм. Какая доля энергии фотона расходуется на сообщение фотоэлектрону кинетической энергии.
Решение:
Формула Эйнштейна для фотоэффекта:
Откуда ;
По определению
(скорость света), тогда работа выхода из метала.
Тогда .
Подставим числа:
Ответ: 33,3 %.
8. Задание 8
Кинетическая энергия электрона равна 1,02 МэВ. Во сколько раз изменится дебройлевская длина волны электрона, если его кинетическую энергию уменьшить в 2 раза.
Решение:
Связь длины де Бройля с кинетической энергией в классическом приближении
.
В релятивистском случае длину волны нужно вычислять по формуле
,
где - масса покоя электрона и равна 0,511 МэВ. В нашем случае кинетические энергии сравнима с массой покоя электрона и поэтому нужно использовать формулу для релятивистского случая.
Тогда ,
Поэтому искомая величина равна
Подставляем числа:
.
То есть увеличится в 1,63 раза.
Ответ: увеличится в 1,63 раза.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Проведение измерения длины световой волны с помощью бипризмы Френеля. Определение расстояний между мнимыми источниками света и расчет пути светового излучения от мнимых источников до фокальной плоскости микроскопа. Расчет ширины интерференционных полос.
лабораторная работа [273,5 K], добавлен 14.12.2013Исследование корпускулярной и волновой теорий света. Изучение условий максимумов и минимумов интерференционной картины. Сложение двух монохроматических волн. Длина световой волны и цвет воспринимаемого глазом света. Локализация интерференционных полос.
реферат [928,6 K], добавлен 20.05.2015Поляризация при отражении и преломлении. Интерференция поляризованного света. Эллиптическая и круговая поляризация электромагнитной волны. Прохождение линейно поляризованного света лазера через вращающийся поляроид. Явление искусственной анизотропии.
презентация [4,0 M], добавлен 07.03.2016Волновая теория света и принцип Гюйгенса. Явление интерференции света как пространственного перераспределения энергии света при наложении световых волн. Когерентность и монохроматичных световых потоков. Волновые свойства света и понятие цуга волн.
презентация [9,4 M], добавлен 25.07.2015Изучение явления интерференции света с помощью интерференционной картины, ее получение по заданным параметрам (на экране не менее восьми светлых полос). Сравнение длины световой волны с длиной волны падающего света. Работа программы "Интерференция волн".
лабораторная работа [86,5 K], добавлен 22.03.2015Волновые и квантовые аспекты теории света. Теоретические вопросы интерференции и дифракции. Оценка технических возможностей спектральных приборов, дифракционной решетки. Методика определения длины волны света по спектру от дифракционной решетки.
методичка [211,1 K], добавлен 30.04.2014Показатель преломления жидкости при максимально поляризованом отраженном свете. Определение энергии, излучаемой черной металлической поверхностью. Максимальная кинетическая энергия фотоэлектрона. Давление света, падающего на зеркальную поверхность.
контрольная работа [1,3 M], добавлен 10.01.2009Взаимодействие света с веществом. Основные различия в дифракционном и призматическом спектрах. Квантовые свойства излучения. Поглощение и рассеяние света. Законы внешнего фотоэффекта и особенности его применения. Электронная теория дисперсии света.
курсовая работа [537,4 K], добавлен 25.01.2012Видимое излучение и теплопередача. Естественные, искусственные люминесцирующие и тепловые источники света. Отражение и преломление света. Тень, полутень и световой луч. Лунное и солнечное затмения. Поглощение энергии телами. Изменение скорости света.
презентация [399,4 K], добавлен 27.12.2011Преобразование света при его падении на границу двух сред: отражение (рассеяние), пропускание (преломление), поглощение. Факторы изменения скорости света в веществах. Проявления поляризации и интерференции света. Интенсивность отраженного света.
презентация [759,5 K], добавлен 26.10.2013Объяснение явления интерференции. Развитие волновой теории света. Исследования Френеля по интерференции и дифракции света. Перераспределение световой энергии в пространстве. Интерференционный опыт Юнга с двумя щелями. Длина световой волны.
реферат [31,1 K], добавлен 09.10.2006Понятие оптического излучения и светового луча. Оптический диапазон длин волн. Расчет и конструирование оптических приборов. Основные законы геометрической оптики. Проявление прямолинейного распространения света. Закон независимости световых пучков.
презентация [12,0 M], добавлен 02.03.2016Исследование распределения интенсивности света на экране с целью получения информации о свойствах световой волны - задача изучения дифракции света. Принцип Гюйгенса-Френеля. Метод зон Френеля, увеличение интенсивности света с помощью зонной пластинки.
презентация [146,9 K], добавлен 18.04.2013Преломляющий угол призмы. Угол наименьшего отклонения луча от первоначального направления. Оптическая сила составной линзы. Точечный источник с косинусным распределением силы света. Образование интерференционных полос. Сила света в направлении его оси.
контрольная работа [285,1 K], добавлен 04.12.2010Отклонение лучей призмой. Линзы, их элементы и характеристики. Интерференция света и условия интерференционных максимумов и минимумов. Получение когерентных пучков. Дифракция света и построение зон Френеля. Поляризация света при отражении и преломлении.
реферат [911,7 K], добавлен 12.02.2016Длины световых волн. Закон прямолинейного распространения света. Относительные показатели преломления. Явление полного внутреннего отражения для построения световодов. Вектор плотности потока энергии. Фазовая и групповая скорости монохроматической волны.
реферат [893,5 K], добавлен 20.03.2014Исследование дифракции, явлений отклонения света от прямолинейного направления распространения при прохождении вблизи препятствий. Характеристика огибания световыми волнами границ непрозрачных тел и проникновения света в область геометрической тени.
презентация [1,4 M], добавлен 07.06.2011Физический механизм рассеяния отдельной частицей. Взаимное усиление или подавление рассеянных волн. Многократное рассеивание света. Полная интенсивность рассеяния скоплением частиц. Поляризация света при рассеянии. Применение поляризованного света.
курсовая работа [283,2 K], добавлен 05.06.2015Корпускулярная и волновая теории света. Представления Макса Планка о характере физических законов. Явление интерференции и дифракции. Распространение импульсов в упругом светоносном эфире согласно теории Гюйгенса. Закон отражения и преломления света.
реферат [25,1 K], добавлен 22.11.2012Взаимодействие электромагнитных волн с веществом. Отражение и преломление света диэлектриками. Принцип Гюйгенса - Френеля. Рефракция света. Графическое сложение амплитуд вторичных волн. Дифракция плоской световой волны и сферической световой волны.
реферат [168,2 K], добавлен 25.11.2008
