Цикл 4 задач з фізики на розділ „Дифракція світла”

3адача 4.1.

Визначити радіус п’ятої зони Френеля для плоского хвильового фронту (=0,5 мкм), якщо побудова виконується для точки спостереження, що знаходиться на відстані b=1 м від фронту хвилі.

Відповідь (В): 1,58 мм.

3адача 4.2.

Радіус четвертої зони Френеля для плоского хвильового фронту дорівнює 3 мм. Визначити радіус шостої зони Френеля.

В: 3,69 мм.

3адача 4.3.

На діафрагму з круглим отвором діаметром d=4 мм падає нормально паралельний пучок променів монохроматичного світла (=0,5 мкм). Точка спостереження знаходиться на осі отвору на відстані b=1 м від нього. Скільки зон Френеля укладається в отворі? Темна або світла пляма спостерігається в центрі дифракційної картини, якщо в місці спостереження розмістити екран?

В: 8 зон; темна пляма.

3адача 4.4.

Плоска світлова хвиля (=0,5 мкм) падає нормально на діафрагму з круглим отвором діаметром d=1 см. На якій відстані b від отвору повинна знаходитися точка спостереження, щоб отвір відкривав : 1) одну зону Френеля? 2) дві зони Френеля?

В: 1) 50 м; 2) 25 м.

3 адача 4.5.

Точкове джерело S світла (=0,5 мкм), плоска діафрагма з круглим

отвором радіусом r=1 мм і екран розташовані так, як вказано на рис.4.1

(a=1 м). Визначити відстань від екрана до діафрагми, при якій отвір

відкривав би для точки три зони Френеля (k=3).

Рис. 4.1

В: 2 м.

3адача 4.6.

На щілину шириною b=0,05 мм падає нормально монохроматичне світло (=0,6 мкм). Визначити кут  між початковим напрямком пучка світла і напрямком на четверту темну дифракційну смугу.

В:2⁰45.

3адача 4.7.

Скільки штрихів на кожний міліметр містить дифракційна решітка, якщо при спостереженні в монохроматичному світлі (=0,6 мкм) максимум п’ятого порядку відхиляється на кут  = 18^о?

В: 103 мм^-1.

3адача 4.8.

На дифракційну решітку, що містить n=100 штрихів на 1 мм, падає нормально монохроматичне світло. Зорова труба спектрометра наведена на максимум третього порядку. Щоб навести трубу на другий максимум того ж порядку, її треба повернути на кут =20⁰. Визначити довжину хвилі  світла.

В: 580 нм.

3адача 4.9.

Дифракційна решітка освітлюється нормально падаючим монохроматичним світлом. В дифракційній картині максимум другого порядку відхилений на кут 14⁰. На який кут відхилений максимум третього порядку?

В:21⁰17.

3адача 4.10.

Дифракційна решітка містить n=200 штрихів на 1 мм. На решітку падає монохроматичне світло (=0,6 мкм). Максимум якого найбільшого порядку дає ця решітка.

В: 8.

3адача 4.11.

Стала дифракційної решітки дорівнює 2,5 мкм. Знайти кутову дисперсію решітки D_ для довжини хвилі =590 нм у спектрі другого порядку.

В: D_= 910 рад/м.

Цикл 5 задач з фізики на розділ „Поляризація світла”

3адача 5.1.

Визначити кут i_B повної поляризації при відбитті світла від скла, показник якого дорівнює n=1,57.

Відповідь (В): = 57⁰30.

3адача 5.2.

Граничний кут повного внутрішнього відбиття для деякої речовини 45⁰. Визначити для цієї речовини кут повної поляризації. (В): = 54⁰44.

3адача 5.3.

Під яким кутом до горизонту повинно знаходитися Сонце, щоб його промені, що відбиваються від поверхні озера, були б найбільш повністю поляризованими. Показник заломлення води n=1,33. (В): = 37⁰.

3адача 5.4.

Визначити показник заломлення n скла, якщо при відбитті від нього світла відбитий промінь буде повністю поляризований при куті заломлення r=30⁰. (В): n=1,73.

3 адача 5.5.

Алмазна призма (n₂=2,42) знаходиться в деякому середовищі з показником заломлення n₁. Пучок природного світла падає на призму так, як показано на рис. 5.1. Визначити показник заломлення n₁ середовища,

якщо відбитий пучок максимально поляризований.

В: n₁ = 1,4.

Рис. 5.1

3адача 5.6.

Пучок плоскополяризованого світла (=589 нм) падає на пластинку ісландського шпату перпендикулярно до його оптичної осі. Визначити довжини хвиль і звичайного і незвичайного променів в кристалі, якщо показники заломлення ісландського шпату для звичайного і незвичайного променів дорівнюють n_e=1,66 і n_e=1,49.

(В): = 355 нм; = 395 нм.

3адача 5.7.

Визначити кут  між головними площинами поляризатора і аналізатора, якщо інтенсивність природного світла, що пройшло через аналізатор і поляризатор, зменшилась у 4 рази. (В): =45⁰.

3адача 5.8.

Природне світло поширюється через поляризатор і аналізатор, поставлених так, що кут між головними площинами дорівнює . Як поляризатор, так і аналізатор поглинають і відбивають 8% падаючого на них світла. Виявилось, що інтенсивність променя, який вийшов із аналізатора дорівнює 9% інтенсивності природного світла, що падає на аналізатор. Визначити кут . (В): =62⁰32.

3адача 5.9.

Два Ніколя і розташовані так, що кут між їх площинами пропускання дорівнює 60⁰ (рис. 5.2). Визначити: 1) у скільки разів зменшиться інтенсивність при проходженні через один ніколь (N₁); 2) у скільки разів зменшиться інтенсивність світла при проходженні через обидва ніколя? При проходженні кожного з ніколів втрати на відбиття і поглинання складають 5%.

(В): 1) 2,1; 2) 8,86.

Рис. 5.2.

3адача 5.10.

Паралельний пучок рентгенівського випромінювання падає на грань кристала. Під кутом  = 65⁰ до площини грані спостерігається максимум першого порядку. Відстань d між атомними площинами кристала 280 пм (пм – пікометр = 110^-12 м). Визначити довжину хвилі  рентгенівського випромінювання.

(В): = 506 нм.