Волновая и квантовая оптика



Скачать 129.47 Kb.
Дата23.10.2012
Размер129.47 Kb.
ТипДокументы
ДЕ-5


5

Волновая и квантовая оптика

21

Интерференция и дифракция света

22

Поляризация и дисперсия света

23

Тепловое излучение. Фотоэффект

24

Эффект Комптона. Световое давление



21

Интерференция и дифракция света



1(21). Какое из явлений: дифракция, интерференция, дисперсия или поляризация света обуславливает: радужную окраску пленок нефти на водной поверхности

  • возникновение радуги

  • радужную окраску мыльных пузырей


2(21). В т. А приходят волны от двух когерентных источников S1 и S2. Длина волны в вакууме 600 нм.




  1. При какой минимальной разности фаз в т.А будет наблюдаться минимум интерференции

  2. Укажите, при каких из перечисленных ниже значениях разности хода в т. А будет наблюдаться максимум (минимум)интерференции:

0; 300 нм; 600 нм; 900 нм; 1200 нм; 1500 нм; 3000 нм; и т.д.
3(21). Как отличаются оптические разности хода лучей:

  • для соседних темных интерференционных полос

  • для соседних светлых интерференционных полос

  • ля соседних темной и светлой интерференционной полосы


4(21). Тонкая пленка вследствие явления интерференции в отраженном свете имеет зеленый цвет. Как изменится цвет пленки при уменьшении (увеличении):

  • толщины пленки

  • показателя преломления пленки


5(21). Масляное пятно на поверхности воды имеет вид, показанный на рисунке.



Как изменяется толщина пятна от края к центру?

6(21). Свет падает на тонкую пленку с показателем преломления n, большим, чем показатель преломления окружающей среды


Чему равна разность хода лучей на выходе из тонкой пленки?

7(21).
Тонкая стеклянная пластинка с показателем преломления n и толщиной d помещена между двумя средами с показателями преломления n1 и n2, На пластинку нормально падает свет с длиной волны .


Записать разность хода для интерферирующих лучей а) в отраженном свете; б) в проходящем свете, если:

  • n1 > n < n2

  • n1 > n > n2

  • n1 < n < n2

  • n1< n>< n2



8(21). Имеются 4 решетки с различными постоянными d, освещаемые одним и тем же монохроматическим излучением различной интенсивности. Какой рисунок иллюстрирует положение главных максимумов, создаваемых дифракционной решеткой:

  • с наименьшей постоянной решетки

  • максимальной постоянной решетки

(J – интенсивность света,  j - угол дифракции)

(1) (2)

(3) (4)

9(21). На дифракционную решетку падает излучение одинаковой (различной) интенсивности с длинами волн λ1 и λ2. Укажите рисунок, иллюстрирующий положение главных максимумов, создаваемых дифракционной решеткой, если:

  • λ1 > λ2

  • λ1 < λ2

(1) (2)

(3) (4)

(J – интенсивность света,  j - угол дифракции).

10(21). Дифракционная решетка последовательно освещается излучением от двух источников, интенсивности и длины волн которых соответственно (J1, λ1) и (J2, λ2). Приведенные ниже рисунки иллюстрирует положение главных максимумов, создаваемых дифракционной решеткой для различных случаев (1-4) ( j - угол дифракции).

(1) (2)
(3) (4)

Установите соотношения между интенсивностями и длинами волн для всех приведенных случаев.

11(21). Свет от некоторого источника представляет собой две плоские монохроматические волны с длинами 1 и 2 . У экспериментатора имеется две дифракционные решетки, постоянные и число щелей которых соответственно d1 , N1 и d2, N2. При нормальном падении света на дифракционную решетку 1, получено изображение для максимума m, показанное на рис.1. После того, как дифракционную решетку 1 поменяли на решетку 2, изображение максимума m стало таким, как показано на рис.2.



Сравните постоянные решеток и их число щелей.

12(21). На рис. приведены дифракционные спектры, полученные для различных решеток. Установите соотношения между постоянными решеток (d) и числом щелей (N).


13(21). Рис. 1, 2, 3, 4 иллюстрируют различные случаи диффракции света на щели.


Укажите, на каком рисунке представлена дифракционная картина, отвечающая:

  • максимальной ширине щели

  • минимальной ширине щели

14(21). На рисунке представлена схема разбиения волновой поверхности Ф на зоны Френеля. Чему равна разность хода между лучами N1P и N2P ?


15(21). На рисунке представлена схема разбиения волновой поверхности на зоны Френеля.



Амплитуды колебаний, возбуждаемых в точке Р 1-й, 2-й, 3-й и т.д. зонами, обозначены А1, А2, А3 и т.д. Запишите выражение, которым определяется амплитуда А результирующего колебания в точке Р.


22

Поляризация и дисперсия света



16(22). На пути естественного света помещены две пластинки турмалина. После прохождения пластинки 1 свет полностью поляризован. J1 и J2 – интенсивности света, прошедшего пластинки 1 и 2 соответственно.



1) Найти угол между направлениями OO и O’O’ для случаев:

  • J2/ J1 = 1/4

  • J2/ J1 = 3/4

  • J2/ J1 = 1/2

2) Найти отношение J2/ J0, если угол между направлениями OO и O’O’ равен:

60°; 30°, 45°, 90°.
17(22).Угол между плоскостями пропускания двух поляризаторов равен 450. Как изменится интенсивность света, прошедшего через оба поляризатора , если угол увеличить в 2 раза?
18(22). При падении света из воздуха на диэлектрик отраженный луч полностью поляризован при угле падения 300 (600, 450). Какой угол с нормалью составляет при этом преломленный луч?
19(22). При падении света из воздуха на диэлектрик отраженный луч полностью поляризован. Преломленный луч распространяется под углом 300 (600, 450) к нормали. Какой угол с нормалью составляет при этом падающий луч?
20(22). При падении света из воздуха на диэлектрик под углом Брюстера отраженный луч становится полностью поляризованным. Определить показатель преломления диэлектрика, если угол Брюстера равен:

300 (600, 450).
21(22). При падении света из воздуха на диэлектрик отраженный луч полностью поляризован. Определить показатель преломления диэлектрика, если угол падения (преломления) равен 300.
22(22). На рисунке изображена дисперсионная кривая для некоторого вещества.



Укажите диапазоны частот, в которых наблюдается нормальная (аномальная) дисперсия.

23(22). Графики дисперсионных кривых зависимостей показателя преломления среды от частоты и длины волны имеют вид, представленный на рисунках:


Укажите участки, соответствующие областям нормальной и аномальной дисперсии.


23

Тепловое излучение. Фотоэффект



24(23). На рисунке показаны кривые зависимости спектральной плотности энергетической светимости абсолютно черного тела от длины волны при различных температурах. Начальное и конечное состояния тела характеризуются соответственно кривой 1 и кривой 2.



Найти изменение температуры и энергетической светимости тела.
25(23). На рисунке представлено распределение энергии в спектре АЧТ.

Какие изменения произойдут в графике (положение максимума, площадь под кривой), если температура тела уменьшится (увеличится).

26(23). Как изменится положение максимума и площадь под кривой rlТ, иллюстрирующий распределение энергии в спектре АЧТ при увеличении (уменьшении) температуры тела?


27(23). Как изменится мощность излучения АЧТ, если максимум испускательной способности переместится от красной границы видимого света (760 нм) к его фиолетовой границе (380 нм)?
28(23). На рисунке показана кривая зависимости спектральной плотности энергетической светимости абсолютно черного тела от длины волны при T=10000K. При какой температуре длина волны, соответствующая максимуму излучения абсолютно черного тела будет равна 580 нм?


29(23). На рисунке показана кривая зависимости спектральной плотности энергетической светимости абсолютно черного тела от длины волны при T=6000K. Найти длину волны, соответствующую максимуму излучения абсолютно черного тела при уменьшении (увеличении) температуры тела в 2 раза.



30(23). На рис. представлено распределение энергии в спектре АЧТ для двух температур: Т1 (кривая 1) и Т2. (кривая 2) Определите, как связаны температуры и энергетические светимости (RT) тел.



31(23). Как изменится температура тела при увеличении/уменьшении мощности излучения АЧТ в 16 раз?
29(23). Из нижеприведенных формул выберите:

  • формулу Планка для теплового излучения

  • закон смещения Вина для теплового излучения

  • закон Стефана-Больцмана

  • определение энергетической светимости

(1) (2) (3) (4)
32(23). На приведенном рисунке на осях Х и Y отложены соответственно: частота света n и кинетическая энергия Wk фотоэлектронов, вырываемых с поверхности фотокатода. Для некоторого материала фотокатода исследованная зависимость на рисунке представлена линией с.



Укажите линию, которая будет соответствовать случаю, когда материал фотокатода заменен на материал с большей (меньшей) работой выхода.
33(23). На рис. изображены зависимости фототока от напряжения между катодом и анодом (вольтамперные характеристики фотоэффекта), полученные при освещении двух металлов одним и тем же монохроматическим излучением.



Сравните:

  • работы выхода электронов из этих металлов

  • максимальные кинетические энергии фотоэлектронов, вырванных из этих металлов


34(23). На рис. изображены зависимости фототока от напряжения (вольтамперные характеристики фотоэффекта), полученные при различных условиях. Какая кривая была получена при освещении металла монохроматическим излучением с длиной волны, равной красной границе фотоэффекта?

35(23). На рисунках (1-3). изображены зависимости фототока от напряжения между катодом и анодом (вольтамперные характеристики фотоэффекта), полученные при освещении двух металлов монохроматическим излучением с одинаковой частотой. Для каждого случая сравните работы выхода электронов из металлов (А) и световые потоки (Ф).

(1) (2) (3)

36(23). На рисунке представлены две зависимости задерживающего напряжения U3 от частоты ν падающего света для внешнего фотоэффекта.

Сравните работы выхода электронов из металлов.


24

Эффект Комптона. Световое давление


37(24). На рисунке показаны направления падающего фотона (g), рассеянного фотона (g’) и электрона отдачи (e). Угол рассеяния 90°, направление движения электрона отдачи составляет с направлением падающего фотона угол = 300.



Найти:

  • импульс рассеянного фотона, если известен импульс падающего фотона

  • импульс падающего фотона, если известен импульс электрона отдачи

  • импульс электрона отдачи, если известен импульс рассеянного фотона


38(24). На рисунке показаны направления падающего фотона (g), рассеянного фотона (g’) и электрона отдачи (e). Угол рассеяния 90°. Если импульсы электрона отдачи и рассеянного фотона равны соответственно 3 (MэВ×с)/м и 1,5 (МэВ×с/м), то направление движения электрона отдачи составляет с направлением падающего фотона угол j (в градусах), равный …


39(24). Параллельный пучок света падает по нормали на зачерненную плоскую поверхность, производя давление Р. Как изменится давление света:

  • при замене поверхности на зеркальную давление света (при том же угле падения)

  • при замене поверхности на зеркальную и изменении угла падения до 60° (угол падения отсчитывается от нормали к поверхности)


40(24). На черную пластинку падает поток света. Как изменится световое давление, если число фотонов, падающих на единицу поверхности в единицу времени увеличить в 2 раза, а черную пластинку заменить зеркальной.

Похожие:

Волновая и квантовая оптика iconПрограмма вступительного экзамена в магистратуру по направлению 210100. 68 Электроника и наноэлектроника пенза 2012
Максвелла, электромагнитное поле, принцип относительности в электродинамике; оптика, оптическое изображение, волновая оптика, квантовая...
Волновая и квантовая оптика iconВикторина по теме «волновая оптика»
Цели: Развивать навыки решения качественных задач егэ по теме «Волновая оптика»
Волновая и квантовая оптика iconМетодические указания по выполнению и оформлению контрольной работы Примеры решения задач
Электричество и магнетизм, волновая и квантовая оптика, атомная и ядерная физика
Волновая и квантовая оптика icon5 Волновая и квантовая оптика 1 Интерференция и дифракция света
Условием интерференции волн одной и той же частоты является их когерентность, т е сохранение неизменной разности фаз за время, достаточное...
Волновая и квантовая оптика icon5 Волновая и квантовая оптика 4 Эффект Комптона. Световое давление
Здесь – энергия всех фотонов, падающих на единицу поверхности за единицу времени, r – коэффициент отражения света от поверхности,...
Волновая и квантовая оптика iconI часть. Волновая оптика. Уравнение волны. Общий случай сложения волн. Когерентные волны
Способы когерентных источников. Применение интерференции: «просветленная оптика», интерферометры
Волновая и квантовая оптика icon2. Когерентность и монохроматичность световых волн. Время и длина когерентности
Вопросы для зачетов по физике для студентов специальностей ВиВ; пг и сб по разделам: «Волновая оптика. Квантовая природа излучения....
Волновая и квантовая оптика iconС. Г. Лабораторные работы №254. Волновая оптика, М.; ргу нефти и газа; 1999. 19 с. Методическое пособие
Володина Л. А., Серебряков С. Г. Лабораторные работы №254. Волновая оптика, М.; ргу нефти и газа; 1999. 19 с
Волновая и квантовая оптика icon05. 27. 03 «Квантовая электроника» по физико-математическим и техническим наукам
В основу настоящей программы положены следующие дисциплины: электродинамика; квантовая механика; физическая оптика; физика твердого...
Волновая и квантовая оптика icon«Волновая оптика»

Разместите кнопку на своём сайте:
ru.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©ru.convdocs.org 2016
обратиться к администрации
ru.convdocs.org