Описания лабораторных работ / Контрольные вопросы к лабораторным работам 7 серии

Контрольные вопросы к лабораторным работам 7 серии

«Волновые свойства электромагнитного поля»

Лабораторная работа 7.1 «Определение длины электромагнитной волны при помощи бипризмы Френеля»

1. Волновой процесс. Источники волнового процесса. Электромагнитная волна. Световая волна. Дифференциальное волновое уравнение для электромагнитных волн.

2. Решение дифференциального уравнения для электромагнитной волны в вакууме. Основные параметры электромагнитной волны.

3. Фазовая и групповая скорости электромагнитной волны в веществе. Геометрическая и оптическая длина пути электромагнитной волны в веществе

4. Понятие интерференции волн. Способы получения интерференционной картины для электромагнитных волн оптического диапазона. Поясните понятия апертуры интерференции и интерференционного поля.

5. Какие волны мы называем когерентными? В чем различие между пространственной и временной когерентностью?

6. Сделайте вывод формул и

7. Назначение элементов используемой лабораторной установки. Принцип работы оптической схемы.

8. На основе экспериментальных данных и анализа формул и объясните последовательность чередования цветов спектральных линий в спектре произвольного порядка, изучаемого в данной работе.

Лабораторная работа 7.2 «Измерение радиуса кривизны линзы методом интерференционных колец Ньютона»

1. Дифференциальное волновое уравнение для случая электромагнитной волны в вакууме и его решение. Основные параметры электромагнитной волны. Особенности электромагнитных волн оптического диапазона. Волновой пакет, его параметры.

2. Понятие интерференции волн. Интерференция электромагнитных волн и способы ее осуществления в оптическом диапазоне длин волн.

3. Когерентность электромагнитных волн. Виды, условия и параметры когерентности

4. Сформулируйте условия максимальной и минимальной амплитуды при интерференции двух когерентных волн. Запишите значения разности фаз волн и их оптической разности хода, соответствующие этим условиям.

5. Условия максимума и минимума для случая колец Ньютона в отраженном и проходящем свете. Объяснение разницы в формулах для этих двух случаев интерференции.

6. Назначение элементов используемой лабораторной установки. Принцип работы оптической схемы

7. Сделайте вывод формул и

8. Пользуясь формулами и , объясните последовательность чередования цветов спектральных линий в спектре произвольного порядка, изучаемого в данной работе.

Лабораторная работа 7.3 «Определение длины электромагнитной волны методом дифракции Фраунгофера»

1. Дайте определение дифракции волн. Сущность принципа Гюйгенса-Френеля. Расскажите об устройстве и назначении дифракционной решетки проходящего света.

2. Виды дифракции электромагнитных волн оптического диапазона частот. Критерий различимости или отсутствия дифракции

3. Способы осуществления различных видов дифракции световых волн.

4. Дифракционная решетка проходящего света: устройство, назначение, основные параметры. Сущность критерия Рэлея

5. Принцип работы оптической схемы. Назначение ее элементов. Какое из понятий вы считаете правильным: «дифракционный спектр» или «интерференционный спектр дифрагированных волн»?

6. Дифракционная решетка как спектральный прибор. Сравнение дифракционного и дисперсионного спектров.

7. Условия главных минимумов и максимумов при дифракции на решетке. Условие добавочных максимумов. Сделайте вывод соответствующих формул.

8. Объясните последовательность чередования цветов спектральных линий в спектре произвольного порядка, изучаемого в данной работе.

Лабораторная работа 7.5 «Проверка закона Малюса»

1. Дайте понятие поляризации электромагнитных волн. Естественный и поляризованный свет.

2. Объясните механизм поляризации электромагнитной волны при ее прохождении через вещество.

3. Изотропные и анизотропные вещества. Двойное лучепреломление в кристаллах. Понятие об искусственной анизотропии.

4. Виды поляризации электромагнитных волн. Их определения и способы осуществления. От чего зависит вид поляризации электромагнитной волны на выходе поляроида?

5. Принцип действия оптической схемы.

6. В чем сущность закона Малюса? Докажите, что экспериментальный график, полученный вами в результате выполнения работы, подтверждает закон Малюса.

7. Дайте понятие интенсивности электромагнитной волны, вектора Пойнтинга. Докажите правомерность замены измерений интенсивности света измерениями величины тока фотоприемника.

8. Выведите рабочую формулу для вычисления коэффициента поглощения поляроида. Объясните физический смысл полученной величины. К какому из поляроидов она относится?

Лабораторная работа 7.6 «Исследование поляризации электромагнитных волн при их отражении от диэлектрика»

1. Дайте понятие поляризации электромагнитных волн. Естественный и поляризованный свет.

2. Объясните механизм поляризации электромагнитной волны при ее отражении от вещества

3. Изотропные и анизотропные вещества. Двойное лучепреломление в кристаллах. Понятие об искусственной анизотропии.

4. Виды поляризации электромагнитных волн. Их определения и способы осуществления. От чего зависит вид поляризации электромагнитной волны на выходе поляроида?

5. Принцип действия оптической схемы.

6. В чем сущность закона Брюстера? Поясните, почему максимум функции () соответствует углу Брюстера?

7. Дайте качественное объяснение механизма поляризации электромагнитных волн при их взаимодействии с диэлектриком.

8. Выведите рабочую формулу (5) для вычисления степени поляризации и объясните правомерность замены интенсивностей света на соответствующие значения токов фотоприемника.

Лабораторная работа 7.7 «Исследование дисперсии»

1. Взаимодействие валентного электрона диэлектрика с падающей на него электромагнитной волной

2. Поясните физический смысл абсолютного и относительного показателей преломления вещества. Какой показатель преломления измеряется в этой работе?

3. Определение дисперсии. Качественное объяснение механизма дисперсии

4. Нормальная и аномальная дисперсии. Области нормальной и аномальной дисперсии. Объяснение причин существования аномальной дисперсии

5. Дифференциальное уравнение колебаний валентного электрона и анализ его решения

6. Принцип работы оптической схемы. Способы осуществления дисперсии света. Сравнение дисперсионного и дифракционного спектров

7. Сделайте вывод формул и

8. Обоснуйте порядок чередования цветов в дисперсионном спектре

Примечание. Лабораторные работы 7.4 «Исследование дифракции электромагнитных волн с помощью отражательной дифракционной решетки» и лабораторная работа 7.8 «Измерение показателей преломления жидких и твердых тел» в настоящее время не выполняются, поэтому новые вопросы к ним не составлены.

Настоящие вопросы с незначительными изменениями будут использоваться при проведении коллоквиума по теме «Волновая оптика» и на экзамене за курс физики 2 семестра