Фізика / Домашн_ завдання 1-2 семестри / Семестр2 / Домашн_ завдання / Тема 3

Тема 3. Хвильові процеси в оптиці

1.Установка “Кільця Ньютона” опромінюється монохроматичним світлом з довжиною хвилі 0,6 мкм. Знайти товщину повітряного шару поміж лінзою та скляною пластиною у тому місці, де спостерігається п’яте темне кільце у відбитому світлі.

2.На дифракційну решітку нормально падає промінь світла від розрядної трубки, що наповнена гелієм. На яку лінію у спектрі третього порядку накладається червона лінія гелію (λ = 670 нм) спектру другого порядку?

3.На дифракційну решітку нормально падає монохроматичне світло. Період решітки дорівнює 2 мкм. Якого найбільшого порядку дифракційний максимум дає ця решітка у випадку червоного (λ1 = 0,7 мкм) і фіолетового (λ2 = 0,45 мкм) світла?

4.Знайти радіус викривлення лінзи, що застосовується для спостереження кілець Ньютона, якщо відстань поміж другим та третім світлими кільцями 0,5 мм. Установка опромінюється світлом з довжиною хвилі 5,5 10-7 м. Спостереження проводять у відбитому світлі.

5.На якій відстані від дифракційної решітки необхідно поставити екран, щоб відстань між нульовим максимумом і спектром четвертого порядку була рівною 50 мм для світла з довжиною хвилі 500 нм? Стала дифракційної решітки 0,02 мм.

6.Визначити кут дифракції для спектру другого порядку натрію з довжиною хвилі 589 нм, якщо на 1 мм дифракційної решітки припадає п’ять штрихів.

7.Визначити найбільший порядок спектру, який може створювати дифракційна решітка, що має 500 штрихів на 1 мм, якщо довжина падаючого світла 590 нм. Яку найбільшу довжину хвилі можна спостерігати у спектрі цієї решітки?

8.Кільця Ньютона утворюються поміж плоским склом і лінзою з радіусом викривлення 8,6 м. Монохроматичне світло падає нормально. Діаметр четвертого темного кільця дорівнює 9 мм. Знайти довжину хвилі падаючого світла. Спостереження проводять у відбитому світлі.

9.На дифракційну решітку, яка містить 400 штрихів на 1 мм, падає нормально монохроматичне світло (λ = 0,6 мкм). Знайти загальну кількість дифракційних максимумів, які дає ця решітка. Визначити кут ϕ дифракції, який відповідає останньому максимуму.

10.Відстань поміж другим та першим темними кільцями Ньютона у відбитому світлі дорівнює 1 мм. Визначити відстань поміж десятим та дев’ятим кільцями.

11.Промінь світла переходить із води (n1 = 1,33) в алмаз (n2 = 2,42). При цьому промінь, відбитий від межі розділу цих середовищ є максимально поляризований. Визначити кут між падаючим та заломленим променями.

12.На кристал алмазу (n2 = 2,42) падає пучок природного світла під кутом Брюстера. Визначити ступінь поляризації відбитого та заломленого світла.

13.На поверхню скла (n2 = 1,52) падає пучок природного світла під кутом 45°. Знайти ступінь поляризації відбитого світла.

14.Поміж скляною пластинкою і лінзою налито рідину. Радіус восьмого темного кільця Ньютона при спостереженні у відбитому світлі (λ = 700 нм) дорівнює 2 мм. Радіус викривлення лінзи дорівнює 1 м. Знайти показник заломлення рідини.

15.Дифракційна решітка опромінюється монохроматичним світлом. Максимум другого порядку відхиляється на кут 14°. На який кут відхиляється максимум третього порядку?

16.Обчислити радіус ρ5 п’ятої зони Френеля для плоского хвильового фронту (λ = 0,5 мкм), якщо точка спостереження знаходиться на відстані 1 м від фронту хвилі.

17.Радіус ρ4 четвертої зони Френеля для плоского хвильового фронту дорівнює 3 мм. Визначити радіус ρ6 шостої зони Френеля.

18.Пучок монохроматичних (λ = 0,6 мкм) хвиль у повітрі падає під кутом 30° на мильну плівку (n

=1,3). При якій найменшій товщині плівки відбиті світлові хвилі будуть максимально інтерференційно послаблені?

19.Пучок монохроматичних (λ = 0,6 мкм) хвиль у повітрі падає під кутом 30° на мильну плівку (n

=1,3). При якій найменшій товщині плівки відбиті світлові хвилі будуть максимально інтерференційно підсилені?

20.На тонкий скляний клин (n = 1,55) падає нормально монохроматичне світло. Кут у вершині клину 2’. Визначити довжину світлової хвилі, якщо відстань між сусідніми інтерференційними максимумами у відбитому світлі дорівнює 0,3 мм.

21.Кут Брюстера при падінні світла з повітря на кристал кам’яної солі дорівнює 57°. Визначити швидкість світла у цьому кристалі

22.На мильну плівку (n = 1,3) падає світло під кутом 45°. При якій найменшій товщині плівки відбити промені будуть жовтими (λ = 600 нм)?

23.На скляний клин нормально падає монохроматичне світло (λ = 0,55 мкм). Визначити ширину інтерференційної смуги. Кут у вершині клина 0,2’.

24.На скляний клин нормально падає монохроматичне світло (λ = 600 нм). Визначити кут у вершині клина, якщо відстань між сусідніми інтерференційними мінімумами у відбитому світлі дорівнює 4 мм.

25.У досліді „Кільця Ньютонв” визначити товщину шару повітря у тому місці, де у відбитому світлі (λ = 0,6 мкм) видно перше світле кільце.

26.Діаметри двох світлих кілець Ньютона відповідно дорівнюють 4,0 і 4,8 мм. Відомо, що між цими кільцями розташовано три світлих кільця. Кільця спостерігаються у відбитому світлі (λ = 500 нм). Знайти радіус викривлення лінзи.

27.На установці „Кільця Ньютона” був виміряний радіус третього темного кільця. Коли простір між скляною пластиною і лінзою заповнили рідиною, той самий радіус має четверте темне кільце. Визначити показник заломлення рідини.

28.За допомогою дифракційної решітки необхідно розділити дублет натрію (λ1 = 589 нм і λ2 = 589,6 нм) у спектрі другого порядку. При якій найменшій довжині решітки це можливо?

29.Дифракційна решітка опромінюється монохроматичним світлом. У дифракційній картині

максимум другого порядку спостерігається під кутом ϕ1 = 14°. На який кут ϕ2 відхиляється максимум третього порядку?

30.Пучок світла, який розповсюджується у повітрі, падає на поверхню рідини під кутом 54°. Визначити кут заломлення пучка, якщо відбитий пучок є повністю поляризований.