Контрольные вопросы

Разделы: Оптика. Основы атомной и ядерной физики.

1.Свет- электромагнитная волна. Сферическая, плоская волна. Показатель преломления. Полное внутреннее отражение.

2.Интерференция света. Опыт Юнга. Ширина полос интерференции.

3.Интерференция в тонких пленках. Просветление оптики.

4.Полосы равной толщины. Кольца Ньютона в отраженном и проходящем свете. Применение интерференции.

5.Дифракция света. Принцип Гюйгенса-Френеля. Прохождение света сквозь малые отверстия (метод зон Френеля).

6.Дифракция на круглом отверстии. Дифракция на круглом диске.

7.Дифракция Фраунгофера на одной щели.

8.Дифракционная решетка. Разложение света в спектр с помощью дифракционной решетки.

9.Характертстики дифракционных решеток. Критерий Рэлея разрешения двух линий. Дифракция рентгеновских лучей ( ф-ла Вульфа-Брэггов).

10.Дисперсия света. Нормальная и аномальная дисперсия.

11.Поглощение света. Закон Бугера.

12.Поляризация света. Закон Брюстера.

13.Двойное лучепреломление. Поляризационные приборы.

14.Интерференция поляризованного света. Искусственная анизотропия.

15.Вращение плоскости поляризации. Оптически активные вещества. Эффект Фарадея.

16.Тепловое излучение. Законы излучения абсолютно черного тела.

17.Объяснение излучения абсолютно черного тела (гипотезы Рэлея-Джинса, Планка). Оптическая пирометрия.

18.Внешний фотоэффект. Законы Столетова.

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

20.Давление света. Эффект Комптона (рассеяние на свободных электронах).

21.Опыт Боте. Импульс и масса фотона.

22.Планетарная модель атома. Опыт Резенфорда по рассеянию α-частиц.

23.Спектр атома водорода. Серии излучения. Обобщенная формула Бальмера.

24.Постулаты Бора (Боровская теория атома). Недостатки теории.

25.Опыты Франка и Герца

26.Гипотеза Луи-де-Бройля. Опыты Джермера. Подтверждение гипотезы

Луи-де-Бройля.

27.Соотношение неопределенностей.

28.Основы квантовой механики. Ψ -функция. Уравнение Шредингера..

29.Микрочастица в потенциальной яме.

30.Туннельный эффект.

31.Атом водорода в теории Бора и квантовой механике.

32.Квантовые числа.

33.Принцип неразличимости тождественных частиц. Правила отбора.

Принцип Паули. Идея построения таблицы Менделеева.

34.Молекулярные спектры. Рентгеновские спектры.

35.Оптические квантовые генераторы (лазеры). Принцип действия.

Применение. Голография.

36.Основы ядерной физики. Энергия связи. Дефект массы. Удельная энергия связи. Устойчивость ядер.

37Ядерные силы.

38.α, β и γ – излучения. Законы радиоактивного распада. Период полураспада.

39.Методы наблюдения и регистрации радиоактивных излучений.

40.Реакция деления, реакции синтеза. Цепная реакция деления.

41.Ядерная энергетика. Принцип действия атомных электростанций.

42.Типы взаимодействия элементарных частиц.

43.Систематика элементарных частиц

ЗАДАЧИ к экзамену

1. В опыте Юнга расстояние между щелями d=0,5 мм, расстояние до экрана L=5 м, расстояние между интерференционными полосами на экране 1=5 мм. Найти длину волны света.

2. На мыльную пленку падает белый свет под углом α=45° к поверхности пленки. При какой наименьшей толщине пенки отраженные лучи будут окрашены в желтый (λ=600 нм) цвет. n_пленки = 1,33.

3. Кольца Ньютона наблюдаются в отраженном свете. Радиус четвертого темного кольца (центральное темное пятно - нулевое) r=4,5 мм. Радиус кривизны линзы R=8,6 м. Найти длину волны λ.

4. Наблюдение колец Ньютона ведется в проходящем свете. Какое по порядку светлое кольцо, соответствующее λ₁=579 нм совпадает со следующими светлым кольцом, соответствующим линии 577 нм?

5. Найти толщину воздушного клина между линзой и стеклянной пластинкой, где для колец Ньютона в отраженном свете наблюдается 4-е темное кольцо. λ=0,55 мкм

6. Пучок белого света. падает по нормали к поверхности стеклянной пластинки толщиной d=0,4 мкм. Какие длины воли в пределах видимого спектра (от 400 до 700 нм) усиливаются в отраженном свете. если n_стекла =1,5?

7. Свет с λ=600 нм падает нормально на диафрагму с диаметром отверстия d=6 мм. За диафрагмой на расстоянии 1=3 м от нее находится экран. Какое число зон Френепя укладывается в отверстии диафрагмы? Каким (темным или светлым) будет центр дифракционной картины?

8. Найти радиусы первой и пятой зон Френеля, если расстояние от источника до волновой поверхности 1 м, расстояние от волновой поверхности до точки наблюдения 1 м, а длина волны λ=500 нм.

9. На щель шириной а=6λ падает нормально свет с длиной волны λ. Под каким углом будет наблюдаться третий дифракционный минимум света?

10.Какое число штрихов N₀ на единицу длины имеет дифракционная решетка, если λ=546 нм в спектре первого порядка наблюдается под углом φ=19°8'?

11.Найти наибольший порядок спектра для λ=589 нм, если постоянная диф. решетки d=2 мкм.

12.Какова должна быть постоянная диф. решетки, чтобы в первом порядке разрешить линии λ₁=404,4 нм и λ₂=404,7 нм? Ширинa решетки 3 см.

13.Какую разность длин волн Δλ, может разрешить диф. решетка (с периодом d=2мкм) в области λ=600 нм в спектре второго порядка. Ширина решетки 2,5 см. ~.

14. Угловая дисперсия диф. решетки для λ=668 нм в спектре первого порядка dφ/dλ=2,02·10⁵ рад/м. Найти период диф. решетки.

15.Для какой длины волны диф. решетки имеет угловую дисперсию dφ/dλ =6,3·10⁵ рад/м в спектре третьего порядка? Постоянная диф. решетки d=0,5 мкм.

16.Предельный угол полного внутреннего отражения для некоторого вещества α_пред =45°. Найти для этого вещества угол Брюстера α_Бр.

17.Найти показатель преломления n стекла, если при отражении от него света отраженный луч будет полностью поляризован при угле преломления ß=30°.

18.Найти угол между главными плоскостями поляризации поляризатора и анализатора, если интенсивность естественного света, проходящего через поляризатор и анализатор, уменьшается в 4 раза:

19.Найти температуру печи, если известно, что излучение из отверстия в ней площадью 6,1 см² и имеет мощность Р=34,6 Вт (печь ~ абсолютно черное тело).

20.Мощность излучения абсолютно черного тела Р=34 кВт. Найти температуру этого тела, если площадь его 0,6 м².

21.Электрическая мощность лампочки Р=25 Вт. Т_{спирали}=2450 К. Отношение ее энергетической светимости к энергетической светимости абсолютно черного тела α=0,3. Найти площадь излучающей поверхности спирали.

22.Мощностъ излучения абс. черного тела Р=10 кВт. Найти площадь излучающей поверхности тела, если максимум спектральной плоскости его энергетической светимости приходится на λ=700 нм.

23.Абсолютно черное тело имеет Т₁=2900 К. При охлаждении длина волны, на которую приходится максимум спектральной плотности энергетической светимости, изменилась на Δλ=9 мкм. До какой Т₂ охладилось тело?

24.На сколько уменьшится масса Солнца за год вследствие излучения? Т_солнца =5800 К, R_солнца=б,96·10⁸ м.

25 .Найти задерживающую разность потенциалов U_зад для электронов, вырываемых из калия (А=2,0 эВ) при освещении светом с λ =330 нм.

26. Фотоны с энергией 4,9 эВ вырьrвают электроны из металла с работой выхода 4,5 эВ. Найти максимальный импульс, передаваемый поверхности металла при вылете каждого электрона.

27.Найти постоянную Планка h, если известно, что электроны, вырываемые из металла светом с частотой 2,2 ·10¹⁵ Гц полностью задерживаются напряжением 6,6 В, а вырываемые светом с частотой 4,6·10¹⁵ Гц — напряжением 16,5 В.

14