Контрольные вопросы по курсу “ОПТИКА”

Общие свойства волновых процессов.

1. Какие величины колеблются в звуковой волне, электромагнитной волне, волне на поверхности воды?

В электромагнитной волне колеблется вектор напряженности электрического поля и вектор индукции магнитного поля. Направления эти взаимно перпендикулярны и оба перпендикулярны направлению распространения волны. 

2. Приведите примеры продольных и поперечных волн.

акустические (упругие) волны - морские волны

3. Какие волны не переносят энергию в пространстве? Приведите пример таких волн.

стоячие волны

1.4. Приведите примеры скалярных и векторных волн.

1.5. Приведите примеры бегущих и стоячих волн.

Электромагнитная - плоская звуковая С. в. внутри наполненной воздухом трубы (напр., органной) 

2.01. Что такое длина волны?

расстояние между двумя ближайшими друг к другу точками, колеблющимися в одинаковых фазах

2.02. Какой порядок имеет длина волны для радиоволн, рентгеновского и гамма-излучения?

Рад(5×10⁻²—10¹⁰⁾ ренг(10^-8-10^-10) гамм(10^-10)

2.03. Укажите диапазон длин волн для видимого излучения.(  380 (фиолетовый) до 740 нм (красный))

2.04. Каковы длины волн для инфракрасного( λ = 0,74-2000мкм) и ультрафиолетового(380 — 10 нм) излучения?

2.05. Что такое волновая поверхность? (Геометрическое место точек, колеблющихся в одной фазе,)

2.06. Какие бывают виды волновых поверхностей?(сферические)

2.07. Чем плоская волна отличается от сферической(волна, радиально расходящаяся от источника или сходящаяся к приёмнику; волн)?

2.08. Что такое волновое число, в каких единицах оно измеряется в системе си?

 это отношение 2π радиан к длине волны, Единица измерения — рад·м⁻¹.

2.09. Что такое фаза волн, в каких единицах оно измеряется в системе си?

фазой понимается состояние волны в данной точке и в данный момент вpемени, описанное соответствующими паpаметpами. Напpимеp, фаза электpомагнитной волны задается модулями вектоpов Е и В. Фаза от точки к точке меняется. Таким обpазом, фаза волны в математическом смысле есть функция кооpдинат и вpемени.

2.10. Что такое амплитуда волн, в каких единицах оно измеряется в системе СИ?( максимальный размах значений периодически изменяющейся величины. Сама величина может принимать значения либо больше, либо меньше нуля.)

2.11. Что такое волновой вектор, в каких единицах измеряется его модуль в системе СИ?(  вектор, направление которого перпендикулярно фазовому фронту бегущей волны) рад·м⁻¹

2.12. Что такое период электромагнитных волн, в каких единицах он измеряется в системе СИ?( называют минимальный промежуток времени, через который движение частицы полностью повторяется.)

2.12. Что такое циклическая частота электромагнитных волн, в каких единицах она измеряется в системе СИ? ( циклическая частота, показывающая число колебаний за 2  секунд.)

2.13. В чем измеряется амплитуда электромагнитных волн в системе СИ?

2.14. В чем измеряется фаза электромагнитных волн в системе СИ?

3.1. Напишите волновую функцию для плоских волн, бегущих по оси Ох.

3.2. Напишите волновую функцию для плоских волн, бегущих против оси Ох.

3.3. Напишите волновую функцию для сферических волн, исходящих из начала координат.

3.4. Напишите волновую функцию для плоских волн, бегущих в произвольном направлении .

3.5. Какому уравнению подчиняется волновая функция для плоских скалярных волн, бегущих по оси Ох?

3.6. Какому уравнению подчиняется волновая функция для скалярных волн в трехмерном пространстве?

4.01. Что такое фазовая скорость? скорость перемещения точки, обладающей постоянной фазой колебательного движения, в пространстве вдоль заданного направления. 

4.02. Какой формулой связаны фазовая скорость и циклическая частота для электромагнитных волн в вакууме?

4.03. Что такое группа волн?

4.04. Что такое принцип суперпозиции волн?( заключается в следующем: в линейных средах волны распространяются независимо друг от друга, то есть волна не изменяет свойства среды, и другая волна распространяется так, будто первой волны нет. Это позволяет вычислять итоговую волну как сумму всех волн, распространяющихся в данной среде.)

4.05. Что такое спектр сигнала? пектр сигнала это распределение энергии сигнала по частотам. Спектр бывает амплитудный и фазовый. Если известна форма сигнала (зависимость от времени), спектр может быть рассчитан при помощи преобразования Фурье.

4.06. Что такое степень монохроматичности?(степень приблеженности к идеальной синусойде)

4.07. Что такое групповая скорость?

скорость группы волн

4.08. В каком случае групповая скорость волн совпадает с фазовой?( В одномерных средах без дисперсии групповая скорость формально совпадает с фазовой скоростью лишь в случае одномерных волн) 4.09. Что такое дисперсия?(зависимость показателя приломления от длинны волны)

4.10. Какая дисперсия называется нормальной?(n/v>0 или n/l<0)

4.11. Какая дисперсия называется аномальной? (n/v>< или n/l>0)

5.1. Из каких уравнений выводится уравнение ЭМВ(максвела)

5.2. Как скорость ЭМВ выражается через постоянные ₀ ₀ ?

5.3. Как скорость ЭМВ зависит от диэлектрической проницаемости среды?

5.4. Что такое ротор вектора?(векторное произведение)

5.5. Что такое абсолютный и относительный показатели преломления?(абсолютный относительно вакуума)

5.6. Какие линзы, и в какой ситуации дают мнимое изображение для действительного предмета?

5.7. Какие зеркала, и в какой ситуации дают мнимое изображение для действительного предмета?

5.8. Что такое оптическая сила линзы, как её вычислить?(величина, характеризующая степень отклонения линзой проходящих через нее лучей)

5.9. Что такое оптическая сила сферического зеркала, как её вычислить?

5.10. Что такое фокус линзы, как его вычислить?

5.11. Что такое фокус сферического зеркала, как его вычислить?

5.12. Собирающей или рассеивающей является двояковогнутая стеклянная линза в воздухе?

5.13. Собирающей или рассеивающей является воздушная двояковогнутая линза в воде?

5.14. Собирающей или рассеивающей является двояковыпуклая стеклянная линза в воздухе?

5.15. Собирающей или рассеивающей является воздушная двояковыпуклая линза в воде?

5.14. Какие линзы, и в какой ситуации дают увеличенное изображение для действительного предмета?

5.15. Какие зеркала, и в какой ситуации дают увеличенное изображение для действительного предмета?

6.1. Как связаны между собой электрическая и магнитная напряженности для ЭМВ в вакууме?

6.2. Как по направлениям электрическая и магнитная напряженности ЭМВ в вакууме найти направление распространения волн?(перпендикулярно)

7.1. Во сколько раз возрастет интенсивность волн при увеличении амплитуды 1,5 раза?

7.2. Что такое вектор плотности потока энергии, в каких единицах измеряется в его модуль в системе СИ?(  физическая величина, численно равная потоку энергии через единичную площадку, перпендикулярную направлению потока. Вт/м2)

7.3. Что такое вектор Пойнтинга?( вектор плотности потока энергии электромагнитного поля)  

8.1. Действием какой силы (каких сил) объясняется световое давление?( давление обусловлено силами, действующими со стороны электрической и магнитной составляющих электромагнитного поля волны на заряды в освещаемом теле) F_эл =q·E,  F_л = q·V·B,