7. а) дифракция на одной щели: пусть монохр плоск волна падает нормально на непрозр экран с узкой прямой щелью, шириной b и длиной l, причем l>>b. BC=b, CD=б.

bsinφ=±2mλ/2 - min дифр; bsinφ=±(2m+1)λ/2 - max. Если φ=0 - max интенс (центр max). b=λ φ=π/2-лин ист света. b>>λ φ0.

б) дифр от двух щелей: пусть монохр волна падает на экран с 2 идентичн щелями расп // друг другу шириной b, раздел непр полоской шириной a. Если под углом φ на шир каждой щели улож четное число зон Фринеля те bsinφ=±mλ то в т. F_φ-будет min дифр. Если вып усл bsinφ=±(2m+1)λ/2-max дифр. d=a+b; б=(a+b)sinφ=dsinφ=±(2k+1)λ/2-min интенс. dsinφ=±2kλ/2=±kλ-max интенс.

6. А)дифр от кругл отверстия: Пусть сфер волна от точечн ист s падает на непрозр экран с кругл отверстием радиуса r0; края которого расп сим-но ист света на раст а.

Число зон Френеля отклад на откр части фронта волны: m=r₀(1-a+1/b)/λ. А=А₁-А₂+ ... (-1)^m-1A_m=А₁/2± A_m/2. При a=const A=F(r₀;b). Если r₀↓ то A_m=А₁. Если m=3,5,7.. A=А₁/2+ A_m/2=А₁-max. При A_m<<А₁, А= A₁/2, m↑, r₀↑, b↓. б) дифр от кругл диска: Пусть монохром сфер волна пад на непрозр кругл диск края которого расп симметр ист света S. Пусть диск закрывает первые m зон Фринеля: A=A_m+1-A_m+2+A_m+3-A_m+4+=A_m+1/2+( A_m+1/2-A_m+2+A_m+3/2)+... A= A_m+1/2; A_m+1/2≈A₁-max. При A_m+1>>A₁-дифр картины не будет.

8. В случае 3-х щелей м/у 2-мя max возник 2 доб min. В случае n щелей, кол-во доб min м/у 2 соседн max будет n-1. dsinφ=±kλ, A=2A₁ N; A=NA₁; I=N²I. Совокупн парал щелей раздел одинак непрозр полосками назыв дифракц решеткой. dsinφ=±kλ. d; n=N/l=N/Nd =1/d. Угл дисперсия D=бφ/бλ -х-т угол или угл раст м/у 2 спектральн линиями отлич по длине волны на 1. D=бφ/бλ=k/dcosφ=(cosφ=1) =k/d. Разреш сила дифр решетки равна разности двух длин волн которые отлич на единицу длины, которые видны в спектре k порядка. dsinφ=±kλ; R=λ/бλ=kN; λ=λ₁+λ₂/2; бλ=λ₁-λ₂.

11. Световая волна представл собой попереч эл магн волну в которой вектора Е и Н колебл во взаимоперп плоск-х, перп распр волны. Естеств свет представл собой суперпозиц волн излучаемых его атомами тк излуч одного и того же атома и всех атомов ист м/у не согласованы, то в таком свете вектор напряж эл поля волны Е колебл во всевозможн напр-х, перп напр распр волны. Если колеб светового вектора Е упоряд то волна назыв поляриз-й. Если свет вектор колебл в одной фиксир плоск то волна назыв плоской или лин-но-поляризов. Если свет вектор вращ вокруг свет луча и одновр пульсирует по велич, то конец светового вектора будет описыв эллипс (эллиптич -поляриз). Если модуль вектора Е=const - круговая поляризация. Естеств свет можно представить как суперпозиц двух некогер волн одинак интенс, такой метод позв упрост решение задач на поляр света. В зав-ти от напр вращ свет вект Е поляризация бывает левого и правого вращения.

10. Из теории Максвела следует что абс показ преломл среды n=(εμ)^1/2, где ε-диэл прониц среды, μ-магн прониц среды. В оптич области спектра для всех веществ μ=1 поэтому n=ε^1/2. Но возникают некоторые противоречия которые устран эл теорией Лоренца в которой дисперсия света рассматривается как результат вз-ия эл магн волн с заряж частицами, входящ в состав вещ-ва и соверш вынужд колеб в переменном эл магн поле волны. Диэл прониц вещ-ва по опред равна ε=1+χ=1+P/ε₀E, где P-мгнов знач поляризов-ти. n²=1+P/ε₀E; P=n₀p=n₀ex; n²=1+n₀ex/ε₀E. E=E₀cosωt. x=Acosωt, где A=eE₀/m(ω₀²-ω²) получим

n²=1+n₀e²/ε₀m(ω₀²-ω²). Следует что показатель преломления n зависит от частоты ω внешн поля те получ зав-ть подтверждает наличие дисперсии света.

12. Две световые волны с взаимоперп плоск колеб в вакууме или изотропной среде распр с одинак скоростями при падении на кристалл по разному преломятся и пространств разойдутся, такое явл назыв двойным лучепреломлением. В кристаллах имеются напр при распр естеств света вдоль которых не происх двойного лучепрел, эти напр назыв оптич осями кристалла. Любая прямая прох парал данному напр явл оптич осью крист. Кристалы в зав-ти от типа их симетрии бывают одноосные и двухосные. те имеют 1 или 2 оптич оси. Кристалл назыв оптич полож если диэл прониц вдоль оптич оси больше чем в напр перп к ней ε>v_y=v_z и наоборот если ε<v_y=v_z-кристалл назыв отриц. Обыкн и необыкн лучи погл в кристаллах по разному это явление назыв дихроизмом.

15. Кристаллы кубич системы, аморфные тела, жидкости и газы могут стать оптич анизотропными под действ внешн воздейст: 1. одност сжатия или растяж 2. эл поля 3.магн поля. В перечисл случаях вещ-во приобр св-ва одноосного кристалла, опт ось которого совп с направл деформ-и, эл или магн полей. Мерой оптич анизотропии служит разность показателей преломления обыкнов и необыкн лучей в напр перп оптич оси. В случае деформ - n_o-n_e=kσ; в случае эл поля n_o-n_e=kE²; в случае магн поля n_o-n_e=kH². Эффект Керра - оптич анизотропия вещ-в под действ эл поля объясн разл поляриз-ю молекул жидкости по разным направл. Поэтому ячейка Керра служит идеальным световым затвором и применяется в быстропротек процессах. н-р в скоростной киносьемке. Искуств аниз-я под действ мех возд позволяет исследовать напряжения, возник в прозрачных телах.

14. Пусть естественный свет падает под углом i на границу раздела двух диэл-в, в отраж волне будут проебл колеб светового вектора перп к плоск падения луча, а в преломл-ой волне колеб светового вектора-в плоск падения луча. Брюстер установил что при угле падения луча удовлетв условию tqi_Б=n₂/n₁=n₂₁ отраженная световая волна полностью поляризована в плоск падения луча. Поляризац света при отраж и преломл обьясн вз-ем света с веществом. Световая волна падая на вещ-во поляриз-т атомы и молек вещ-ва которые становятся диполями P=qecosωt и излуч вторичн волны. Вторичн волны накладыв друг на друга дают отраж-ю волну а преломл волна явл-ся суперпозицией первичной волны и вторичных волн излучаемых атомами вторичн волн. При угле Брюстера отраженная волна будет полностью поляризованной.

16. Если м/у поляризатором и анализатором установленных в теплоту поместить водный раствор сахара то поле зрения просветлеет, поварачивая анализатор на некоторый угол φ в ту или иную сторону можно установить систему на темноту. Вещ-ва способные вращать плоскость поляризации назыв оптич активными. Для кристаллов и чистых жижк угол вращения плоск поляризации φ=al, a-постоянная вращения. Био установил φ=[a]cl, [a]-удельн пост вращения. [a]=φ/сl-зависит от рода вещ-ва, от длины волны и тем-ры. Опт акт вещ-ва бывают как левого так и правого вращения. Для объясн вращ плоск поляр Френнель предложил рассм плоско-поляриз свет волну как суперпоз двух световых волн поляриз по кругу, левого и правого вращ, одинак частоты и амплитуды.

В опт акт среде скор расп волн не одинаковы

19. Для объяснения з-на излуч АЧТ Планк допустил что частицы вещ-ва излуч не непрерывно а отдельными порциями-квантами. Протоны как и частицы вещ-ва обл энерг E_ф=hν; E_ф=m_фc²; m_ф=hν/c²; P_ф=mc=hν/c. В отл от частиц вещ-ва фотоны излучения существ только при движении. Согл гипотезе Планка монохром излуч частотой ν состоит из фотонов одинак энергии hν=E_ф. Установ связь м/у корпуск и волн св-вами излучения:

Из ф-лы вытек все эксп з-ны, в частности з-н Релея-Джинса, при малых частотах hν/kT<<1; e^hν/kt=hν/kT+1. ε_νT=2πν²kT/c². Из совп эксп рез-в с рез-ми получ Планка следует квантовая природа излуч. В явл-х связ-х с тепловым излучением свет ведет себя как корпускулярная система.

18. Моделью АЧТ может служить замкн полость или оболочка с непрозр стенкой с малым отверстием. По рез-м экспер можно сделать следующ выводы: 1.спектр излучения АЧТ явл-ся сплошным 2.спектр излуч имеет max. 3.с увелич тем-ры max излучения АЧТ смещ влево. 4.площадь огранич кривой распред-я, численно равна интегр излуч способн АЧТ. R_T=∫ε_λTdλ. Стефан и Больцман установили что R_T АЧТ прямопропорц абс тем-ре в 4 степени. R_T=σT⁴ где σ-пост Стефана-Больцмана. Вин установил что длина волны соотв max-у излуч способности АЧТ обратно пропорц абс тем-ре. λ_max=b/T, где b-пост Вина. те при увелич абс тем-ры max излуч способн АЧТ смещ в сторону коротких длин волн. (ε_λT)_max=b'T⁵. Релей, Джинс теорет вывели выраж для излуч способн АЧТ: ε_νT=2πν²kT/c²; ε_λT=cε_νT/λ²; ε_λT=2πν²ckT/λ²c²=[ν=c/λ]=2πсkT/λ⁴

Пользуясь з-нами класич физики не удалось объяснить излуч способность тел.

20. Для объясн з-на фотоэффекта в 1905 Эйнштейн развил гипотезу Планка. Согл Эйнштейну энергия излучается, распр-ся и погл отдельн порциями, квантами, с энергией E=hν. Они погл электронами. За счет энергии поглощ фотоном эл-н может совершить А_вых из Ме и часть энергии останется в виде кин энерг. hν=Aвых+mV²_max/2. В отл от волновой теории свет не вз-т со всеми эл-ми в вещ-вах, происх вз-ие отдельныхфотонов с отд эл-ми. С увелич интенс света возр кол-во фотонов в ед объема излуч, что приводит к увелич кол-ва фотоэл-в и в конечном итоге к увелич силы фототока насыщ: mV²_max/2~hν при А_вых=const. Рассм 3-й з-н: Если mV²_max/2=0 то из ур-я Эйнштейна hν₀=Авых=eφ. где ν₀=А/h-красная граница фотоэффекта.