Семинар 2 Волновая оптика Вариант 1

1. Как практически можно получить два пучка когерентных световых лучей?

2. Какова оптическая разность хода двух когерентных монохроматических волн в веществе с n = 1,4, если геометрическая разность хода равна 2,5 см?

3. Два когерентных источника S₁ и S₂ освещают экран АС. В точку А экрана лучи проходят с разностью хода 3,0∙10^–7м. Укажите разность хода на рис. 1. Что будет наблюдаться в (∙) А: минимум или максимум? (λ₀=6,0∙10^–7м).

рис. 1

4. Происходит ли интерференция света при наложении световых пучков, источниками которых являются: а) два прожектора; б) две звезды? Почему?

5. Две световые волны, налагаясь друг на друга в определенном участке пространства, взаимно погашаются. Означает ли это, что световая энергия превращается в другие формы?

6. Для просветления оптики на поверхность линзы наносят тонкую пленку с n = 1,4, меньшим показателя преломления линзы. Чему равна минимальная толщина пленки, чтобы свет с λ₀ = 540 нм полностью проходил через линзу?

7. По условию предыдущей задачи изобразить на рисунке, какие лучи будут интерферировать.

8. Пленку керосина на поверхности воды освещают пучком параллельных лучей естественного света. В отраженном свете пленка имеет радужную окраску. Одинакова ли толщина пленки по всей поверхности? Почему?

9. Почему при прохождении света через дифракционную решетку образуется спектр?

10. На дифракционную решетку с периодом 2,5 мкм падает монохроматический свет. На экране максимум первого порядка виден под углом 15°. Какова длина световой волны? Покажите ход лучей через дифракционную решетку.

11. На дифракционную решетку, имеющую 200 шт на 1 мм, нормально падает естественный свет. Найдите ширину спектра первого порядка на экране, находящемся на расстоянии 2 м от решетки. (Видимая область спектра от 0,4 до 0,7 мкм.)

12. Найдите длину волны света, освещающую установку в опыте Юнга, если при помещении на пути одного из интерферирующих лучей стеклянной пластинки (n = 1,52) толщиной 3 мкм картина интерференции на экране смещается на три светлые полосы.

13. Найдите период дифракционной решетки, если в направлении φ = 35° совпадает две линии неона: ярко красная (0,640 мкм) и зеленая (0,533 мкм).

14. Являются ли источниками инфракрасного излучения электрическая дуга, тело человека, батарея парового отопления, экран телевизора? Как можно обнаружить это излучение?

15. Почему перед тем как сделать рентгеновский снимок желудка, больному дают бариевую кашу?

Вариант 2

1. Одинакова ли скорость распространения красного и фиолетового излучения в вакууме? В воде?

2. Каков будет результат интерференции в точке, расстояние от которой до одного источника колебаний больше, чем до другого на 120 см, если длина волны 60 см.

3. Два когерентных источника испускают монохроматический свет с длиной волны 600 нм. Определите, на каком расстоянии от точки, расположенной на экране на равном расстоянии от источников, будет первый максимум освещенности. Экран удален от источников на 3 м, расстояние между источниками 0,5 мм.

4. При изготовлении искусственных перламутровых пуговиц на их поверхность наносится мельчайшая штриховка. Почему после такой обработки пуговица имеет радужную окраску?

5. Если две волны интерферируют друг с другом, то изменяет ли одна волна распространение другой?

6. На тонкую мыльную пленку (n=1,3) толщиной 1,25 мкм падает нормально монохроматический свет. В отраженном свете пленка кажется светлой. Какой минимальной толщины надо взять пленку скипидара (n=1,48), чтобы она в этих же условиях казалась темной?

7. Свет пробегает от Солнца до Земли в 8 минут. Как это отражается на моменте восхода Солнца?

8. Лучи белого света падают наклонно на тонкую прозрачную пластинку. При этом максимум отражения наблюдается в зелёной части спектра. В сторону какой части спектра сместится максимум отражения при небольшом уменьшении угла падения лучей? При увеличении угла?

9. Почему с помощью оптического микроскопа нельзя увидеть атом?

10. При помощи дифракционной решетки с периодом 0,02 мм получен первый дифракционный максимум на расстоянии 3,6 см от центрального максимума и на расстоянии 1,8 м от решетки. Найдите длину световой волны.

11. Сколько штрихов на 1 мм должна иметь дифракционная решетка, если зеленая линия ртути (λ=5,46·10^–8 м) в спектре первого порядка наблюдается под углом 19°08'?

12. Найдите положение пятой светлой линии в опыте Юнга (т. е. ее расстояние от центра интерференционной картины), если угловое расстояние между светлыми полосами 3·10^-4рад, и экран удален от линии источников на 1,5 м.

13. Монохроматический свет с длиной волны 0,575 мкм падает нормально на дифракционную решетку с периодом 2,4 мкм. Определите общее число главных максимумов в дифракционной картине.

14. Как изменится вид дифракционного спектра, если источник белого света, дифракционную решетку и экран (не меняя расстояние между ними) переместить из воздуха в воду?

15. Почему блестит начищенный сапог, а не начищенный – нет?