Типовой расчёт № 2

4 Семестр общеинженерные специальности Вариант № 1

1. Светильник в виде равномерно светящегося шара с силой света J= 500 кд имеет диаметр d=50см. Определить: 1) полный световой поток, излучаемый источником; 2) его светимость; 3) яркость экрана, на который падает 20% светового потока, излучаемого светильником. Площадь экрана S=0,5 м², коэффициент отражения = 0,7.

2. Плосковыпуклая линза с n=1,6 выпуклой стороной прижата к стеклянной пластинке. Расстояния между первыми двумя кольцами Ньютона, наблюдаемыми в отраженном свете, r₁₂=0,5 мм. Определить оптическую силу линзы, если используется свет с =550 нм, падающий нормально.

3. Дифракционная решетка длиной L=5мм может разрешать в первом порядке две спектральные линии Nа (₁= 589,0 нм и ₂=589,6 нм). Определить, под каким углом в спектре 3-го порядка будет наблюдаться свет с =600,0 нм , падающий на решетку нормально.

Вариант № 2

1. Если Землю рассматривать как теплопроводящий абсолютно черный шар радиусом R=6400 км, имеющий удельную теплоемкость c=200 Дж/кг^.К, среднюю плотность = 5,5 г/см³ и температуру Т=300К, определить время, в течение которого она остынет на 0,001К.

2. Во сколько раз увеличится расстояние между соседними интерференционными полосами на экране в опыте Юнга, если зеленый светофильтр (₁=500 нм) заменить красным (₂=650 нм).

3. Сколько штрихов на 1 мм должна иметь дифракционная решетка, чтобы углу =90⁰ соответствовал максимум к=5 порядка для света с длиной волны =500 нм.

Вариант №3

1. Равновесная температура тела равна Т₁=1000К площадь излучения S=1м², поглощающая способность а=0,5. Выделяемая в теле мощность увеличилась на величину Р=10 кВт. Определить новую равновесную температуру Т₂.

2. Кольца Ньютона наблюдаются в отраженном свете. Они формируются в тонком воздушном слое между плоской и сферической (R=30см) поверхностями. Определить длину волны света, если радиус 3-го светлого кольца r₃=0,09см.

3. Свет с длиной волны =600нм находящегося на Земле лазера фокусируется с помощью телескопа с диаметром линзы d=2м на поверхность Луны (L=400000км). Оценить размер светового пятна на Луне, если пренебречь влиянием атмосферы.

Вариант №4

1. На какой высоте h над центром круглого стола радиусом R=1м нужно повесить лампочку, чтобы освещенность на краю стола была максимальной?

2. В опыте Юнга отверстие освещалось монохроматическим светом с длиной волны =400нм, расстояние между отверстиями d=0,8 нм, расстояние от отверстия до экрана L=2,5м. Найти положения трех первых светлых полос.

3. На дифракционную решетку нормально падает поток света. Найти постоянную решетки, если в направлении =41⁰ совпадали max линий ₁=656,3 нм и ₂= 410,2нм.

Вариант №5

1. Температура абсолютно черного тела увеличилась в 5 раз, в результате чего _max уменьшилась на 200нм. Определить начальную и конечную температуру тела.

2. На мыльную пленку (n=1.33) падает белый свет под углом =45⁰. При какой наименьшей толщине пленки отраженные лучи будут окрашены в желтый цвет (=600нм).

3. Точечный источник света с =550нм помещен на расстояние а=1м перед непрозрачным экраном с круглым отверстием r=2мм. Какое минимальное число открытых зон Френеля может наблюдаться при этих условиях; при каком расстоянии от экрана будет минимально возможное число открытых зон; при каком радиусе отверстия r может быть открыта только одна центральная зона?