Раздел IV. Волновая и квантовая оптика
§4.1. Интерференция и дифракция света
Одна и та же
дифракционная решетка освещается
различными монохроматическими излучениями
с разными интенсивностями. Какой рисунок
соответствует случаю освещения светом
с наименьшей
длиной волны?
(J – интенсивность света,
–
угол дифракции).
1)
2)
3)
Решение: Положение главных максимумов интенсивности определяется условием:
где
Ответ: вариант 1. |
(1),
-
угол дифракции,
-
длина волны,
-
постоянная дифракционной решетки,
-
порядок максимумов. Из соотношения
(1) видно, что угол дифракции зависит
от длины волны. Чем меньше длина волны
тем уже ширина максимумов, и наоборот.
Если закрыть n открытых зон Френеля, а открыть только первую, то амплитудное значение вектора напряженности электрического поля…
1) увеличится в 2 раза
2) не изменится
3) уменьшится в 2 раза
4) увеличится в 4 раза
Решение: Если
закрыть n
открытых зон Френеля и открыть только
первую, то амплитудное значение
результирующего колебания вектора
напряженности электрического поля
равна
Ответ: вариант 3. |
(1), т.е. равна половине амплитуды,
обусловленной первой открытой зоной
Френеля. Из выражения (1) видно, что
амплитудное занчение вектора
напряженности электрического поля
уменьшится в 2 раза.
Когерентные волны
с начальными фазами
и
и
разностью хода
при
наложении максимально усиливаются при
выполнении условия ( к=0,
1, 2 ) …
1)
2)
3)
4)
Решение: Условием
интерференционного максимума является
Ответ: вариант 3. |
,
При интерференции когерентных лучей с длиной волны 500 нм максимум первого порядка возникает при разности хода …
1) 250 нм 2) 1000 нм 3) 1200 нм 4) 500 нм
Решение: Из
условия задачи видно, что
Ответ: вариант 4. |
нм,
(максимум
первого порядка). Условием
интерференционного максимума для
разности хода является
=
(нм)
Появление цветных радужных пятен на поверхности воды, покрытой тонкой бензиновой или масляной пленкой является следствием явления…
1) дифракции света
2) дисперсии света
3) поляризации света
4) интерференции света
Решение: Появление цветных радужных пятен на поверхности воды, покрытой тонкой бензиновой или масляной пленкой является следствием явления интерференции света. Ответ: вариант 4. |
§4.2. Поляризация и дисперсия света
На пути естественного
света помещены две пластинки турмалина.
После прохождения пластинки 1
свет полностью поляризован. Если J1
и J2 –
интенсивности света, прошедшего пластинки
1
и 2
соответственно, и J2=
J1,
то угол между направлениями OO и O’O’
равен…
1) 30° 2) 0° 3) 60° 4) 90°
Решение: Согласно закону Малюса интенсивность света, прошедшего последовательно через поляризатор и анализатор, пропорциональна квадрату косинуса угла между их главными плоскостями:
где
Из выражения (1)
следует, что
Ответ: вариант 2. |
(1),
-
интенсивность плоско поляризованного
света,
-
интенсивность света вышедшего из
анализатора.
=>
При падении света из воздуха на диэлектрик отраженный луч полностью поляризован при угле падения 60о. При этом угол преломления равен…
1) 90° 2) 30° 3) 60° 4) 45°
Решение: Отраженный
луч полностью поляризован только в
том случае если он падает под углом
Брюстера. При падении света под углом
Брюстера отраженный и преломленный
лучи взаимно перпендикулярны, т.е.
Ответ: вариант 2. |
(1),
где
-
угол отражения,
-
угол преломления луча. Согласно закону
отражения света угол падения
равен
углу отражения
и лежат с перпендикуляром в одной
плоскости. Откуда,
.
Из соотношения (1) выражаем
На диэлектрическое зеркало под углом Брюстера падает луч естественного света. Для отраженного и преломленного луча справедливы утверждения ...
1) отраженный луч поляризован частично
2) отраженный луч полностью поляризован
3) преломленный луч полностью поляризован
4) оба луча не поляризованы
Решение: При угле падения естественного света на границу прозрачных изотропных диэлектриков, равном углу Брюстера, ораженный луч полностью поляризован (содержит только колебания перпендикулярные плоскости падения), преломленный же луч поляризован максимально, но не полностью. Ответ: вариант 2. |
Пучок естественного
света проходит через два идеальных
поляризатора. Интенсивность естественного
света равна
,
угол между плоскостями пропускания
поляризаторов равен
.
Согласно закону Малюса интенсивность
света после второго поляризатора равна
...
1)
2)
3)
4)
Решение: Интенсивность
плоско поляризованного света, вышедшего
из первого поляризатора, определяется
соотношением
Ответ: вариант 2. |
(1), т.е. интенсивность естественного
света
в два раза уменьшается после прохождения
им первого поляризатора. Согласно
закону Малюса интенсивность света,
после прохождения им второго поляризатора
равна
(2). Подставляя
(1) в (2), получим
Зависимость показателя преломления n вещества от длины световой волны при нормальной дисперсии отражена на рисунке …
1)
2)
3)
Решение: Дисперсией
света называется зависимость показателя
преломления
вещества
от частоты
Ответ: вариант 3. |
(длины
волны) света или зависимость фазовой
скорости
световых
волн от его частоты
.
Следствием дисперсии является
разложение в спектр пучка белого света
при прохождении его через вещество.
При нормальной дисперсии показатель
преломления для прозрачных веществ
с уменьшением длины волны увеличивается,
и наоборот.