Тема 4. Оптика. Законы геометрической оптики. Волновые свойства света. Интерференция и дифракция света. Оптические приборы.

Содержание

1. Законы геометрической оптики.

2. Плоское зеркало. Построение изображения в плоском зеркале.

3. Призма. Ход лучей. Угол отклонения.

4. Линзы. Построение изображения в собирающей и рассеивающей линзе.

5. Формула тонкой линзы. Увеличение линзы.

6. Длина, частота и скорость световой волны. Диапазон длин волн видимого света.

7. Интерференция света. Оптическая разность хода. Условие максимума при интерференции.

8. Расчет интерференционной картины. Опыт Юнга, тонкая пленка, клин, кольца Ньютона.

9. Дифракция света. Дифракционная решетка. Период дифракционной решетки. Условие максимума для дифракционной решетки.

Литература

1. Г.Я.Мякишев, Б.Б.Буховцев, Н.Н.Сотцкий. 11 класс. Учебник для общеобразовательных учреждений.- М.: «Просвещение», 2009 и др.- §§ 59-74.

2. А.П.Рымкевич. Физика. Задачник. 10-11кл.: пособие для общеобразовательных учреждений.- м.: Дрофа. 2010 и др. Гл 14.

Задачи

1. Какой высоты должно быть плоское зеркало, висящее вер­тикально, чтобы человек, рост которого Н, видел себя в нем во весь рост?

2. Вычислите показатель преломления воды относительно алмаза и сероуглерода относительно льда.

3. С помощь линзы на вертикальном экране получено дей­ствительное изображение электрической лампочки. Как изме­нится изображение, если закрыть верхнюю половину линзы?

4. Постройте изображение предмета, помещенного перед со­бирающей линзой, в следующих случаях: 1) d > 2F; 2) d = 2F; 3) F < d < 2F; 4) d < F.

5. Постройте изображение светя­щейся точки в рассеивающей линзе, используя три «удобных» луча.

6. Светящаяся точка находится в фокусе рассеивающей линзы. На каком расстоянии от линзы находится изобра­жение? Постройте ход лучей.

7. Два когерентных источника S₁ и S₂ испус­кают свет с длиной волны λ = 5·10¯⁷ м. Источники находятся друг от друга на расстоянии d = 0,3 см. Экран расположен на расстоянии 9 м от источни­ков. Что будет наблюдаться в точке А экрана (рис. 8.66): светлое пятно или темное?

8. На дифракционную решетку, имеющую период d = 1,2·10¯³ см, падает по нормали моно­хроматическая волна. Оцените длину волны λ, если угол между спектрами второго и третьего порядков ∆α = 2°30'.

Тема 5. Гипотеза Планка о квантах. Фотоэффект. Фотон. Уравнение Эйнштейна для внешнего фотоэффекта.

Содержание

1. Тепловое излучение. Законы теплового излучения абсолютно черного тела.

2. Закон Стефана-Больцмана Закон Вина.

3. Гипотеза Планка. Квант света. Энергия и импульс кванта света (фотона).

4. Внешний фотоэффект. Вольт-амперная характеристика вакуумного фотодиода. Законы внешнего фотоэффекта.

5. Уравнение Эйнштейна для внешнего фотоэффекта. Красная граница фотоэффекта. Запирающее напряжение.

6. Световое давление. Опыт Лебедева. Формула для расчета светового давления.

Литература

1. Г.Я.Мякишев, Б.Б.Буховцев, Н.Н.Сотцкий. 11 класс. Учебник для общеобразовательных учреждений.- М.: «Просвещение», 2009 и др.- §§ 87-92.

2. А.П.Рымкевич. Физика. Задачник. 10-11кл.: пособие для общеобразовательных учреждений.- м.: Дрофа. 2010 и др. Гл 16.

Задачи

1. Нарисуйте график зависимости кинетической энергии фо­тоэлектронов от частоты света. Как с помощью такого графика определить постоянную Планка?

2. Определите абсолютный показатель преломления среды, в которой свет с энергией фотона Е = 4,4·10¯¹⁹ Дж имеет длину волны λ = 3,0·10¯⁷ м.

3. Определите энергию фотона, соответствующую длине вол­ны λ = 5,0·10¯⁷ м.

4. Определите длину волны λ света, которым освещается по­верхность металла, если фотоэлектроны имеют кинетическую энергию W_K = 4,5·10¯²⁰ Дж, а работа выхода электрона из метал­ла равна А = 7,6·10¯¹⁹ Дж.

5. Длинноволная (красная) граница фотоэффекта для меди 282 нм. Найти работу выхода электронов из меди.

6. Какую максимальную кинетическую энергию имеют фотоэлектроны при облучении железа светом с длиной волны 200 кн? Красная граница фотоэффекта для железа 288нм.

7. Определить длину волны излучения, фотоны которого имеют такую же энергию, что и электрон, ускоренный напряжением 4В.