Волновая оптика

5.1. Укажите, какой ответ может быть окончанием фразы: «волновая оптика изучает

1. ..явления, связанные причиной возникновения электромагнитных волн»

2. ..характер распространения волн в пространстве и времени»

3. взаимодействие электромагнитных волн друг с другом»

4. взаимодействие электромагнитных волн со средой, в которой они распространяются»

5. Правильного ответа здесь нет.

5.2. Что представляет собой свет по современным представлениям?

1. Волновой процесс. 2. Продольные волны. 3. Механические колебания.

4. Поток квантов. 5. Явление, проявляющее волновые и корпускулярные свойства.

5.3. Укажите ответы, выражающие сходство между световыми и радиоволнами.

1. Одинаковый диапазон частот.

2. Одинаково выраженные квантовые свойства.

3. Одна природа. 4. Одинаковая скорость. 5. Одинаковая проникающая способность.

5.4. Какие явления являются следствием квантовой природы света?

1. Интерференция. 2. Эффект Комптона. 3. Дифракция.

4. Фотоэффект. 5. Давление света.

5.5. Какие явления являются следствием волновой природы света.

1. Интерференция. 2. Поляризация. 3. Дифракция .

4. Фотоэффект. 5. Дисперсия.

5.6. Укажите, что называется волновым процессом?

1. Явление, связанное с распространением электромагнитных волн.

2. Процесс распространения волн в пространстве и времени.

3. Геометрическое место точек колеблющихся в одинаковой фазе.

4. Геометрическое место точек, до которых доходят колебания к моменту времени t

5. Правильного ответа здесь нет.

5.7. Что представляет собой фазовая скорость волны?

1. Скорость распространения фазы колебаний волны.

2. Скорость распространения результирующих колебаний, получившихся при сложении нескольких волн.

3. Скорость колебательного движения точки среды, в которой распространяется волна.

4. Скорость распространения отдельной волны в среде.

5. Скорость изменения фазы колебаний точки среды, в которой распространяется волна.

5.8. Что представляет собой групповая скорость волн?

1. Средняя скорость распространения волн в данной среде.

2. Скорость распространения «центров энергии», получившихся в результате наложения нескольких волн.

3. Скорость распространения результирующих колебаний, получившихся при сложении нескольких волн.

4. Скорость изменения колебаний точки среды, в которой распространяются волны.

5. Средняя квадратичная скорость от скоростей распространения волн в данной среде.

9. Укажите случаи, когда групповая скорость меньше фазовой скорости волн?

4. Волны большей длины обладают большей скоростью. 5. Волны большей длины обладают меньшей скоростью.

5.10. Каково расстояние между узлом стоячей волны и соседней с ним по пучностью?

1. 0,5λ. 2. λ 3.0,25λ. 4.0,75λ. 5.0,65 λ.

5.11. При какой наименьшей длине стеклянной трубы, закрытой с одной стороны, внутри нее могут возникнуть стоячие волны?

1. 2λ. 2. λ. 3. λ/2. 4. λ/4. 5. λ/8.

5.12. Чем определяется численное значение интенсивности (силы) света?

1. Энергией, переносимой световыми волнами в единицу времени сквозь единичную площадку, перпендикулярно к направлению распространения.

2. Потоком энергии волн.

3. Модулем вектора Пойнтинга за промежуток равный Т.

4. Энергией, переносимой волнами в единицу времени сквозь данную площадку.

5. Мощностью, переносимой волнами сквозь данную площадку.

5.13. Найти среднее значение вектора Пойнтинга S_cp для плоской электромагнитной волны с электрической составляющей . Волна распространяется в вакууме.

5.14 . Укажите ответы, в которых единицы циклической частоты, частоты колебаний, интенсивности, фазы колебаний и периода колебаний расположены в порядке их перечисления.

l. c^-1, Гц, Вт, рад, с. 2. рад/с, Гц, Вт/м², с ^-1, с. 3. с, Гц, Дж/(с м²), рад, с ^-1.

4. рад/с, Гц, Вт/м², рад, с. 5. Гц, рад/с, Вт, рад, с.

5.15. В каких из перечисленных случаев воспринимаемая частота света будет меньше излучаемой?

1. Источник движется навстречу неподвижному приемнику света.

2. Источник света удаляется от приемника.

3. Приемник движется от источника света.

4. Приемник света движется навстречу источнику.

5. Источник и приемник света движутся в направлениях, при которых расстояние между ними уменьшается.

5.16. Дифференциальное уравнение электромагнитных колебаний в колебательном контуре имеет вид . Чему равна частота собственных колебаний данного контура?

5.17. Какие из перечисленных законов выражают уравнение Максвелла ?

1. Закон Био-Савара-Лапласа. 2. Закон Ленца. 3. Закон Ома в дифференциальной форме.

4. Закон полного тока. 5. Закон электромагнитной индукции.

5.18. Какие из перечисленных законов отражают уравнение Максвелла ?

1. Закон Био-Савара-Лапласа. 2. Закон Ленца.

3. Закон Ома в дифференциальной форме.

4. Закон полного тока. 5. Закон электромагнитной индукции.

19. Какое из приведенных уравнений Максвелла отражает тот факт, что в пространстве, где изменяется электрическое поле, возникает вихревое магнитное поле?

5.20. Напряженность электрического поля задана вектором Ε = — a(y i — x j), где а = const. Является ли это поле безвихревым, т.е. потенциальным? Имеет ли это поле источники или стоки? Найти циркуляцию вектора E по окружности радиуса R, лежащей в плоскости хОу с центром в начале координат.

5.21. Какое из приведенных уравнений Максвелла отражает тот факт, что в пространстве, где изменяетсямагнитное поле, возникает вихревое электрическое поле?

5.22. Какие из перечисленных утверждений вытекают из уравнений Максвелла?

1. Вокруг движущихся заряженных частиц возникает магнитное поле.

2. Между электрическим и магнитным полями существует связь - изменение одного поля приводит к возникновению другого, и наоборот.

3. Вокруг заряженных частиц или тел существует электрическое поле.

4. Если в каком-то месте пространства электрическое или магнитное поле изменяется, то в окружающем пространстве возникают электромагнитные волны.

5. Скорость распространения электромагнитных волн совпадает со скоростью света.

5.23. Укажите условия возникновения электромагнитных волн?

1. Изменение во времени магнитного ноля. 2. Наличие неподвижных заряженных частиц.

3. Наличие электростатического поля. 4. Наличие проводников с постоянным током.

5. Изменение во времени электрического поля.

5.24. Укажите волновое уравнение электромагнитной волны.

25. Укажите уравнение плоской электромагнитной волны.

5.26. Какие свойства характерны для электромагнитных волн?

1. Волны являются поперечными. 2. Волны являются продольными.

3. Волны переносят энергию. 4. Волны могут распространяться в вакууме.

5. При распространении волн происходит колебание частиц среды.

5.27. Чем определяется численное значение вектора Умова-Пойнтинга?

1. Потоком энергии электромагнитных волн.

2. Энергией, переносимой электромагнитными волнами в единицу времени сквозь единичную площадку, перпендикулярную к направлению распространения волн.

3. Мощностью, переносимой электромагнитными волнами сквозь данную площадку.

4. Мощностью, переносимой электромагнитными волнами сквозь единичную площадку, перпендикулярную к направлению распространения волн.

5. Плотностью потока энергии электромагнитных волн.

5.28. Укажите ответы, в которых единицы потока энергии волн, плотности потока энергии волн, вектора Умова-Пойнтинга, фазы колебаний и интенсивности расположены в соответствующем порядке.

1. Дж, Вт/м², Вт/ м², рад, Вт. 2. Дж, Вт/ м², Дж/ м², рад, Вт/ м².

3. Дж, Вт/м², Вт/ м², рад, Вт/ м² . 4. Дж, Вт, Вт, рад, Вт

5. Вт, Вт/м², Вт/ м², рад, Дж.

5.29. Какие из перечисленных волн являются электромагнитными?

1. Световые волны. 2. Ультразвуковые волны. 3. Рентгеновские лучи. 4. Звуковые волны. 5. Радиоволны волны.

5.30. В каких из приведенных перечней волн электромагнитные волны перечислены в порядке уменьшения их длин?

1. Радиоволны, инфракрасные, световые.

2. Ультрафиолетовые, инфракрасные, световые.

3. Инфракрасные, световые, ультрафиолетовые.

4. Световые, рентгеновские, гамма кванты.

5. Радиоволны, гамма-излучение, инфракрасные.

5.31. Укажите определение интерференции света.

1. При наложении волн происходит перераспределение энергии колебаний между соседними областями среды.

2. Совокупность явлений, наблюдаемых при распространении света в среде с резкими неоднородностями и связанных с отклонениями от законов геометрической оптики.

3. При одновременном возбуждении нескольких волн они могут усиливать либо гасить друг друга в зависимости от соотношения фаз.

4. Каждая точка волнового фронта, то есть поверхности, которой достигли колебания в рассматриваемый момент времени является источником когерентных волн.

5. Интерференция приводит к образованию стоячих волн.

5.32. Какое из научных изобретений (открытий) явилось основной предпосылкой к созданию электронного микроскопа?

1. Гипотеза о волнах де Бройля. 2. Изобретение магнитных линз.

3. Создание электронной пушки. 4. Создание люминесцентных экранов.

5. Изучение законов распространения электронных лучей.

33. Укажите условие усиления и ослабления света при интерференции.

5.34. Каково преимущество электронного микроскопа перед оптическим микроскопом?

1. Удобство в обращении. 2. Большая разрешающая способность.

3. Большая светосила. 4. Отсутствие аберраций. 5. Большая глубина резкости.

5.35. В чем заключается интерференция света?

1. В усилении одного пучка другим. 2. В получении спектра белого света.

3. В наложении световых волн, в результате чего в одних местах (направлениях) их

амплитуда увеличивается, в других — уменьшается.

4. В огибании светом препятствий.

5. В получении когерентных источников света.

5.36. Укажите условие интерференционного максимума при отражении от тонких пленок.

5.37. На пути луча, идущего в воздухе , поставили стеклянную пластинку толщиной d = 1 мм. На сколько изменится оптическая длина пути луча, если луч падает на пластинку нормально? . Показатель преломления стекла n = 1,5.

5.38. Какие одинаково направленные колебания с указанными периодами и разностями начальных фаз являются когерентными?

1. T₁ = 2 c; Т₂ = 4 с; φ₀₁ – φ₀₂ = const. 2. T₁ = 2 c; Т₂ = 2 с; φ₀₁ – φ₀₂ =/= const . 3. T₁ = 2 c; Т₂ = 2 с; φ₀₁ – φ₀₂ = const 4. T₁ = 3 c; Т₂ = 5 с; φ₀₁ – φ₀₂ = const . 5. T₁ = 2 c; Т₂ = 1 с; φ₀₁ – φ₀₂ = const

5.39. Каково назначение бипризмы Френеля и зеркал Френеля?

1. Создавать параллельный пучок световых лучей.

2. Разделить пучок световых лучей.

3. Разложить белый свет в спектр.

4. Создать когерентные пучки света. 5. Рассеять свет.

5.40. Чему равна разность хода красных лучей (λ = 760 нм) для максимума второго порядка в интерференционной картине, наблюдаемой с помощью бипризмы Френеля?

1. 1520 нм. 2. 1140нм. 3. 760 нм. 4. 2280 нм. 5. 380 нм.

5.41. Разность хода двух интерференционных лучей монохроматического света Δ = 0,3 λ. Определить разность фаз колебаний.

5.42. При какой разности хода для фиолетовых лучей (λ=400 нм) возникает максимум первого порядка?

1. 400 нм. 2. 200 нм. 3. 600 нм. 4. 800 нм. 5. 1200 нм.

5.43. Чему равна разность хода волн, образующий центральный максимум в интерференционной картине, наблюдаемой при помощи бипризмы Френеля?

1. 0. 2. λ/2. 3.λ. 4. κλ. 5. λ/4.

5.44. Какой из отрезков, (рис. 5.42), соответствует разности хода лучей, пришедших в точку Ρ от двух источников S₁ и S₂? Показатель преломления среды считать n = 1.

1. S₁ S₂. 2. S₁ P. 3. S₂B. 4. S₂P. 5.BP.

5.45. Какова геометрическая разность хода лучей в отраженном свете при интерференции в тонкой пленке (рис.5.43)?

1. AB+AD. 2. CD. 3. AB+BC-AD. 4. AB+BC-CD. 5. АВ+ВС.

5.46. Какие из перечисленных величин являются определяющими при образовании колец Ньютона?

1. Угол падения луча. 2. Радиус кривизны линзы. 3. Толщина пленки.

4. Длина волны света. 5. Диаметр линзы.

5.47. В чем заключается просветление оптики?

1. В увеличении входного зрачка оптической системы.

2. В уменьшении отражения света от поверхности оптического стекла.

3. В интерференции света на поверхности оптического стекла.

4. В повышении прозрачности оптического стекла.

5. В применении светофильтров.

5.48. Какой минимальной толщины должна быть нанесенная на пластинку пленка, чтобы в отраженном свете погасить зеленый свет (λ = 560 нм, n_линзы > n_пленки, лучи падают на пластинку нормально, n_пленки = 1,4)?

1. 300 нм. 2. 100 нм. 3. 560 нм. 4. 280 нм. 5. 780 нм.

5.49. Каковы основные практические применения интерферометра Майкельсона?

1. Наблюдение интерференции света. 2. Измерение угловых размеров звезд.

3. Определение скорости света. 4. Определение длин световых волн.

5. Измерение линейных размеров.

5.50. Чему равно смещение одного из зеркал интерферометра Майкельсона, если наблюдаемая на экране интерференционная картина сместилась на две полосы, (наблюдение ведется в монохроматическом свете, λ = 0,5 мкм)?

1. 0,25 мкм. 2.0,75 мкм.3. 3. 1 мкм. 4.2 мкм. 5. 0,5 мкм.

5.51. В чем заключается явление дифракции света?

1. При наложении волн происходит перераспределение энергии колебаний между соседними областями среды.

2. Совокупность явлений, наблюдаемых при распространении света в среде с резкими неоднородностями и связанных с отклонениями от законов геометрической оптики .

3. В нарушении прямолинейности распространения света на краях препятствия или отверстия.

4. В преломлении светового луча при прохождении сквозь диафрагму.

5. В изменении освещенности экрана после прохождения сквозь диафрагму.

52. Какова будет освещенность Ε в точке, в которую при дифракции света на круглом отверстии приходит свет от первой и второй зон Френеля? (Ε₁ и Е₂ - освещенности, созданной первой и второй зонами).

5.53. Чему равна амплитуда результирующего колебания в точке, в которую приходит сигнал от бесконечно большого числа зон Френеля?

1. Половине амплитуды колебания от центральной зоны.

2. Сумме амплитуд колебаний, посылаемых всеми зонами Френеля.

3. Сумме амплитуд колебаний, посылаемых первыми двумя зонами Френеля.

4. Сумме амплитуд колебаний, посылаемых первой и крайней зонами Френеля.

5. Амплитуде первой зоны.

54. Какие из приведенных формул выражают условие дифракционного максимума для лучей прошедших через дифракционную решетку? (Постоянная дифракционной решетки d = a+b).

1. b sin φ = κ.λ. 2. a sin φ = (2k+1)λ/2. 3. b sin φ = 0.

4. d sin φ = kλ. 5. d sin φ = 0.

5.55. Укажите, чему равна разность хода лучей красного света (λ = 760 нм) для максимума второго порядка в дифракционном спектре.

1. 760 нм. 2. 1520 нм. 3. 380 нм. 4. 22 800 нм. 5. 1900 нм.

5.56. Чему равна постоянная дифракционной решетки, если для того чтобы увидеть красную линию λ = 7·10 ^-7м в спектре второго порядка, ее надо рассматривать под углом 30° от нормали к решетке?

1) 1,4 10 ^-7м. 2) 7 10 ^-7м. 3) 2,8 10 ^-6м. 4) 2,1 10 ^-5м. 5) 3,5 10 ^-6м.

5.57. Сколько штрихов на 1 мм длины имеет дифракционная решетка, если зеленая линия ртути (λ = 546 нм) в спектре первого порядка наблюдается под углом 19°8'?

1. 200. 2.300. 3.400. 4.500. 5.600.

5.58. Для каких лучей используется в качестве дифракционной решетки пространственная решетка кристалла?

1. Лучей видимого света. 2. Ультрафиолетовых лучей. 3. Инфракрасных волн.

4. Рентгеновских лучей . 5. Ультразвуковых волн.

5.59. Формула дифракционной решетки и формула Вульфа-Брэгга записываются почти одинаково: d sin Θ = kλ и 2d sin Θ = κλ. Символы входящие в формулы имеют разный физический смысл. Какие названия символов соответствуют формуле Вульфа-Брэгта?

1. d - расстояние между слоями. 2. d - постоянная дифракционной решетки.

3. Θ - угол дифракции. 4. Θ - угол скольжения.