ФИЗИКА
Задания для аудиторных практических
занятий и самостоятельной работы студентов
Часть 3
Оптика, атомная физика,
физика атомного ядра
и элементарных частиц
Ростов-на-Дону
2
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ДОНСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
ФИЗИКА
Задания для аудиторных практических
занятий и самостоятельной работы студентов
Часть 3
Оптика, атомная физика,
физика атомного ядра
и элементарных частиц
Ростов-на-Дону
2
УДК 530.1
Ф 48
Рецензент
канд. физ.-мат. наук, профессор
кафедры физики ПИ ЮФУ С.Ф. Толстоусов
Авторский коллектив:
С.И. Егорова, В.С. Ковалева, В.С. Кунаков,
Г.Ф. Лемешко, Ю.М. Наследников, Н.В. Пруцакова
Ф 48 Физика. Задания для аудиторных практических занятий и самостоятельной работы студентов. Ч.3. Оптика, атомная физика, физика атомного ядра и элементарных частиц / С.И. Егорова, В.С. Ковалева, В.С. Кунаков и др. – Ростов н/Д: Издательский центр ДГТУ, 2013. – 55 с.
Цель пособия – обеспечение личностно-ориентированного подхода к практическим занятиям по общему курсу физики с учетом степени подготовки студентов и количества аудиторных часов, выделяемых на лекционные и практические занятия.
Пособие предназначено для обучения и контроля работы студентов на практических занятиях по разделу «Оптика, атомная физика, физика атомного ядра и элементарных частиц» в течение второго семестра обучения.
УДК 530.1
Печатается по решению редакционно-издательского совета
Донского государственного технического университета
Научный редактор
д-р техн. наук, проф. В.С. Кунаков
©
Издательский центр ДГТУ, 2013
Общие методические указания
При решении и оформлении задач необходимо соблюдать следующие требования:
Записать краткое условие задачи, выразить все известные величины в одной и той же системе единиц (как правило, в СИ). При необходимости ввести дополнительные постоянные физические величины.
Решение задач следует сопровождать краткими, но исчерпывающими объяснениями. При необходимости дать чертеж или график.
Решать задачу надо в общем виде, т.е. выразить искомую величину в буквенных обозначениях величин, заданных в условии задачи. Произвести вычисления по расчетной формуле с соблюдением правил приближенных вычислений.
Результаты контроля аудиторной и самостоятельной работы студентов на практических занятиях учитываются лектором при приеме экзаменов и дифференцированных зачетов.
1. Интерференция света Основные формулы и законы
• Скорость света и длина волны в среде
где
–
скорость света в вакууме;
– абсолютный
показатель преломления среды, который
показывает, во сколько раз скорость
света в среде меньше, чем в вакууме;
– длина волны в вакууме.
• Оптическая длина пути световой волны
где
–
геометрическая длина пути световой
волны в среде с показателем преломления
.
• Оптическая разность хода двух световых волн
• Зависимость
разности фаз
от оптической разности хода
световых волн:
где
–
длина световой волны.
• Условие интерференционных максимумов
• Условие интерференционных минимумов
Координаты максимумов и минимумов интенсивности в опыте Юнга
;
,
где
=
0,
1, 2… – номер интерференционной полосы;
– расстояние между двумя когерентными
источниками, находящимися на расстоянии
от экрана
.
• Ширина интерференционной полосы
Оптическая разность хода при интерференции в тонких плёнках в проходящем свете:
или
,
в отражённом свете:
или
,
где
– толщина пленки;
– ее показатель
преломления;
–
угол падения;
– угол преломления.
• Радиусы светлых колец Ньютона в отраженном свете (или темных в проходящем свете)
где
–
номер кольца;
–
радиус кривизны линзы.
• Радиусы темных колец Ньютона в отраженном свете (или светлых в проходящем свете)
• В случае «просветления оптики» интерферирующие лучи в отраженном свете гасят друг друга при условии
где
–
показатель преломления стекла;
– показатель преломления пленки.