Физика (стр. 12 )

140. На пути частично поляризованного пучка света поместили николь. При повороте николя на угол α = 60° из положения, соответствующего максимальному пропусканию света, интенсивность прошедшего света уменьшилась в η = 3,0 раза. Найти степень поляризации падающего света.

141. Требуется изготовить параллельную оптической оси кварцевую пластинку, толщина которой не превышала бы 0,50мм. Найти максимальную толщину этой пластинки, при которой линейно поляризованный свет с длиной волны λ = 589ммк после прохождения ее:

а) испытывает лишь поворот плоскости поляризации;

б) станет поляризованным по кругу.

142. Кристаллическая пластинка, вырезанная параллельно оптической оси, имеет толщину 0,25мм и служит пластинкой в четверть волны для λ = 530ммк. Для каких длин волн в области видимого спектра она будет также пластинкой в четверть волны? Считать, что для всех длин волн видимого спектра разность показателей преломления обыкновенных и необыкновенных лучей одинакова и равна nе - nо= 0,0090.

143. Кварцевая пластинка, вырезанная параллельно оптической оси, помещена между двумя скрещенными николями так, что ее оптическая ось составляет угол 45° с главными направлениями николей. При какой минимальной толщине пластинки свет с λ1= 643ммк будет проходить через эту систему с максимальной интенсивностью, а свет с λ2= 564ммк будет сильно ослаблен? Разность показателей преломления для обеих длин волн одинакова и равна nе-nо= 0,0090.

144. Между двумя скрещенными поляроидами поместили кварцевый клин с преломляющим углом ϑ = 3,5°. Оптическая ось клина параллельна его острому углу и составляет угол 45° с главными направлениями поляроидов. При прохождении через эту систему света с λ = 0,55мк наблюдается система интерференционных полос. Ширина каждой полосы Δx = 1,0мм. Определить разность показателей преломления кварца для необыкновенного и обыкновенного лучей указанной длины волны.

145. Свет проходит через систему из двух скрещенных поляроидов, между которыми расположена кварцевая пластинка вырезанная перпендикулярно к оптической оси. Определить минимальную толщину пластинки, при которой свет с длиной волны 436мкм будет полностью задерживаться этой системой, а свет с длиной волны 497мкм – пропускаться наполовину, если постоянная вращения кварца для этих длин волны равна соответственно 41,5 и 31,1 угл. град/мм.

146. Линейно поляризованный свет с длиной волны 589мкм проходит вдоль оси цилиндрического стеклянного сосуда, заполненного слегка замутненным раствором сахара с концентрацией с = 50 г/л. При наблюдении сбоку видна система винтообразных полос, причем расстояние между соседними темными полосками вдоль оси Δx = 9,5см. Объяснить возникновение полос и определить постоянную вращения раствора.

147. Ячейку Керра поместили между двумя скрещенными николями так, что направление электрического поля Е в конденсаторе образует угол 45° с главными направлениями николей. Конденсатор имеет длину l = 10см и заполнен нитробензолом. Через систему проходит свет с λ = 0,50мк. Имея в виду, что в данном случае постоянная Керра В = 2,2·10-10 см/в² (nе - no= ВλЕ²), определить:

а) минимальную напряженность электрического поля Е в конденсаторе, при которой интенсивность света, прошедшего через эту ячейку, будет оставаться постоянной при вращении заднего николя;

б) число прерываний света в 1 сек, если на конденсатор подано переменное напряжение с частотой ν = 1,0·107гц и амплитудным значением напряженности Еo = 50кв/см.

148. Некоторое вещество помещено в продольное магнитное поле соленоида, расположенного между двумя поляроидами. Длина трубки с веществом l = 30см. Определить:

а) постоянную Верде, если при напряженности магнитного поля Н = 710А/м угол поворота плоскости поляризации φ1= +5°10´ для одного направления поля и φ2= -3°20´ для противоположного направления поля;

б) угол между главными направлениями поляроидов и минимальную напряженность магнитного поля, при которых свет сможет проходить через эту систему только в одном направлении (оптический вентиль), если веществом является сероуглерод с постоянной Верде ρ = 0,043угл. мин/э· см.

149. Солнечные лучи, отраженные поверхностью реки, оказались полностью поляризованными. Под каким углом к горизонту находилось Солнце? Чему равен угол преломления лучей?

150. Определить скорость света в алмазе, если угол пол­ной поляризации при отражении света от поверхности алмаза 67° 30'.

151. Естественный свет полностью поляризуют, пропуская через поляризатор. Во сколько раз уменьшится при этом его интенсивность? Поглощением и отражением света от поляризатора пренебречь.

152. Интенсивность света после прохождения через поля­ризатор и анализатор уменьшилась в четыре раза. Найти угол между главными плоскостями поляризатора и анализатора, ес­ли на поляризатор падал естественный свет. Поглощением света пренебречь.

153. Естественный свет проходит через поляризатор и анализатор, главные плоскости которых составляют между собой угол 60°. Во сколько раз уменьшится интенсивность прошед­шего света, если и поляризатор и анализатор поглощают и отражают каждый по 10% падающего на них света?

154. Интенсивность света, прошедшего через анализатор, составляет 9% от интенсивности естественного света, падающего на поляризатор. Найти угол между главными плоскостями этих николей, если потеря на поглощение и отражение света в каждом николе 8% (от падающего на них света).

155. Луч желтого света (λ=0,589мкм) падает на пластинку исландского шпата перпендикулярно его оптической оси. Показатели преломления этого кристалла для обыкновенного и необыкновенного лучей равны соответственно 1,658 и 1,486. Определить длины волн в исландском шпате для обыкновенного и необыкновенного лучей.

156. Концентрация водного раствора сахара определялась сахариметром (поляриметром). Чему равна эта концентрация, если для восстановления первоначальной (без трубки с раство­ром) освещенности поля зрения анализатор сахариметра при­шлось повернуть на угол 20º? Длина трубки с раствором 1,5 дм; удельное вращение раствора сахара 1,14·10-2рад·м2/кг.

157. Определить удельное вращение сахарозы в соке сахарного тростника, если угол поворота плоскости колебаний поляризованного света составил 17º при длине трубки с раствором, равной 10см. Концентрация раствора 0,25г/см3.

158. Найти толщину кварцевой пластинки, поворачивающей плоскость колебаний поляризованного света на 180º, если удельное вращение кварца 572рад/м.

159. Зеленый свет был максимально ослаблен при прохождении через два скрещенных николя. Какой толщины пластинку из кварца надо поместить между николями, чтобы поле зрения стало максимально светлым, если удельное вращение кварца для зеленого света равно 463рад/м?

160. Определить длину волны де Бройля для: 1) электрона, летящего со скоростью 106м/с; 2) протона, летящего со скоростью 500м/с; 3) шара массой 1г, движущегося со скоростью 10м/с.

161. Определить скорость движения электрона, у которого длина волны де Бройля такая же, как у нейтрона, движущегося со скоростью, равной средней квадратичной скорости нейтронов при температуре 0 ° С.

162.Падающий на алюминиевую пластинку электрон­ный луч создаст при отражении дифракционный максимум второго порядка, соответствующий углу скольжения 84°48'. Определить скорость электронов в луче, если расстояние между атомными плоскостями кристаллической решетки алюминия 0,4нм.

163. Найти зависимость между групповой скоростью и и фазовой υ для следующих законов дисперсии:

а) υ = ; б) υ = bk; в) υ = с/ω².

Здесь а, b и с – некоторые постоянные; λ,k и ω – длина волны, волновое число и частота.

164. Показатель преломления сероуглерода для света с длинами волн 509;534 и 589ммк равен соответственно 1,647;1,640 и 1,630. вычислить фазовую и групповую скорости света вблизи λ = 534ммк.

Вопросы для подготовки к коллоквиуму

1. Явление, которое объясняется дифракцией света:

1).Огибание светом препятствия; 2). Отражение от границы раздела 2-х сред; 3). Разложение света в спектр после преломления на границе 2-х сред;

4).Радужная окраска мыльных пузырей; 5). Радуга.

2.  Дифракция света – это …

1). Зависимость показателя преломления вещества от частоты (длины волны);

2). Явление огибания волной препятствия;

3). Результат наложения когерентных волн;

4). Разложение света в спектр после преломления;

5). Преимущественная ориентация плоскости колебаний световой волны.

3. Условие, необходимое для наблюдения дифракции света: 1). Амплитуда колебаний должна быть много больше размеров препятствия;

2). Амплитуда колебаний должна быть сравнима с размерами препятствия;

3). Длина волны должна быть много больше размеров препятствия;

4). Длина волны должна быть сравнима с размерами препятствия;

5). Должны выполняться пункты 1) и 3).

4. Явление, доказывающее электромагнитную природу света:

1). Отражение на границе раздела 2-х сред;

2). Преломление на границе раздела 2-х сред;

3). Дифракция;

4). Интерференция;

5). Поляризация.

5.  Явления, доказывающие волновую природу света:

1). Прямолинейность распространения;

2). Отражение на границе раздела 2-х сред;

3). Поляризация;

4). Дифракция;

5). Интерференция.

6.  Расположите диапазоны электромагнитных волн в порядке возрастания их длин:

1). Радиоволны; 2). Видимый свет; 3). Ультрафиолетовое излучение;

4). Инфракрасное излучение; 5). Рентгеновское излучение.

7.  Явление, доказывающее поперечность электромагнитных волн:

1).Отражение; 2). Преломление; 3). Дифракция; 4). Интерференция;

5). Поляризация.

8. Явления, при которых происходит поляризация света:

1). Огибание светом препятствия;

2). Отражение на границе раздела 2-х сред;

3). Разложение света в спектр после преломления на границе 2-х сред;

4). Расщепление луча на два, распространяющихся в разных направлениях;