Партнерка на США и Канаду по недвижимости, выплаты в крипто
- 30% recurring commission
- Выплаты в USDT
- Вывод каждую неделю
- Комиссия до 5 лет за каждого referral
2.2с. Плоская электромагнитная волна с длиной l =
2 мм падает нормально на бесконечный плоский металлический лист с вырезанным в нём отверстием радиуса r = 40 см. Найти расстояние Dx между точками на оси отверстия за листом, в которых интенсивность прошедшего излучения самая большая и самая маленькая.
2.3с. Точечный источник монохроматического электромагнитного излучения находится на оси отверстия с радиусом r = 6 мм, вырезанного в бесконечном металлическом листе. Детектор Д, находящийся на этой же оси за отверстием, фиксирует два последовательных минимума интенсивности излучения на расстояниях b 1 = 40 м и b 2 = 36 м от ме-таллического листа. Найти длину волны излучения.
2.4с. Дифракционная решетка длины l = 1 см способна разделить в спектре третьего порядка две спектральные линии с длинами волн l1 = 0,596 мкм и l2 = 0,6 мкм. Найти период дифракционной решетки.
Занятие 3.
Поляризация света. Фотон. Фотоэффект. Эффект Комптона.
Если луч естественного света падает на границу раздела двух сред с показателями преломления n1 и 
, а отраженный луч полностью поляризован в плоскости, перпендикулярной плоскости падения, то угол падения называется углом Брюстера :
. (3.1)
При этом частично поляризованный преломленный луч будет направлен под углом 90° к отраженному. Это закон Брюстера.
Свет, в котором колебания одного направления преобладают над колебаниями других направлений, называется частично поляризованным. Если пропустить такой свет через поляризатор, то при вращении прибора вокруг направления луча интенсивность прошедшего света будет меняться в пределах от 
до 
. Степенью поляризации называют выражение:
(3.2)
Пусть на анализатор падает плоскополяризованный свет амплитуды 
и интенсивности 
. Сквозь прибор пройдет составляющая колебания с амплитудой 
, где j – угол между плоскостью колебаний падающего света и плоскостью поляризатора. Известно, что интенсивность света 
, поэтому можно записать закон Малюса:
. (3.3)
Чтобы получить поляризованный луч с амплитудой , надо пропустить через поляризатор естественный луч света с амплитудой 
. Но естественный свет имеет случайное направление колебаний светового вектора, а следовательно и случайное значение угла j. Интенсивность света, прошедшего через поляризатор в этом случае, можно найти только после усреднения выражения (3.3):
(3.4)
После прохождения естественного света через поляризатор его интенсивность уменьшается вдвое!
Фотон – квант света с энергией 
, где h = 6,63∙10–34 Дж∙с – постоянная Планка, n – частота света.
Импульс фотона 
, где с = 3∙108 м/с – скорость света в вакууме, l – длина волны света.
Электрон – отрицательно заряженная частица, модуль заряда которой равен е = 1,6∙10–19 Кл, а масса равна mе = 9,1∙10–31 кг.
Испускание электронов веществом под действием света называется фотоэффектом. При этом можно записать соотношение, называемое формулой Эйнштейна:
, (3.5)
где 
– работа выхода электрона из вещества, 
– его кинетическая энергия после отрыва от повехности вещества.
Если частоту падающего света уменьшить до nкр (или увеличить длину волны до lкр), то фотоэффект перестает наблюдаться. Такая частота nкр или длина волны lкр называются красной границей фотоэффекта. При этом формула Эйнштейна выглядит следующим образом:
(3.6)
Схема для исследования фотоэффекта.
Свет проникает через кварцевое окошко Кв в откачанный баллон и освещает катод К, изготовленный из исследуемого материала. При фотоэффекте из катода вырываются электроны и попадают в электрическое поле созданное батареей ЭДС, движутся к аноду и созают фототок, который регистрируется гальванометром Г. Напряжение U между анодом и катодом можно регулировать с помощью потенциометра П.
Фототок существует даже при U = 0. Чтобы фототок прекратился, надо приложить к аноду отрицательный задерживающий потенциал UЗ. При этом
(3.7)
Тогда формула Эйнштейна (3.5) изменяется:
(3.8)
В физике микрочастиц часто пользуются внесистемной единицей измерения энергии электрон-вольт:
1 эВ = 
Дж
При столкновении фотона с длиной волны l с покоящимся электроном фотон изменит направление своего движения на угол q, и его длина незначительно увеличится и станет равной l'. Это явление называется эффектом Комптона.
При этом 
, (3.9)
где 
м = 2,42 пм – называется комптоновской длиной волны электрона.
3.1. Стеклянная призма с показателем преломления nс = 1,8 находится в некоторой среде с показателем преломления n1. Пучок естественного света падает на призму с углом α = 30о параллельно ее основанию. Определить показатель преломления n1 среды, если отраженный пучок максимально поляризован. Ответ: 1,04
3.2. Определите степень поляризации частично поляризованного света, если амплитуда светового вектора, соответствующая максимальной интенсивности света, в два раза больше амплитуды, соответствующей его минимальной интенсивности. Ответ: 0,6
3.3. Естественный свет с интенсивностью I0=1 Дж/м2×с проходит последодвательно через три поляризатора П1, П2 и П3. Угол между плоскостями поляризаторов П1 и П2 равен a = 45°, между плоскостями поляризаторов П1 и П3 равен 90°. На сколько интенсивность света после поляризатора П3 меньше, чем естественного?
Ответ: 0,875 ДЖ/м2×с
3.4. Лазер с длиной волны l = 632 нм и с мощностью Р = 50 мВт испускает луч света. Найти число фотонов N в участке луча длины l = 1 м и импульс р этого участка.
Ответ: 
; 
.
3.5. Фотоны с некоторой частотой выбивают из металла электроны с кинетической энергией Е1 = 4 эВ. Если частоту падающих фотонов увеличить в n = 5 раз, то величина скорости вылетающих электронов возрастёт в k = 3 раза. Найти работу выхода электронов из этого металла (в эВ).
Ответ: A = E 1
эВ.
3.6. Красная граница фотоэффекта для некоторого металла l кр = 500 нм. Найти длину волны фотонов, падающих на металл, если выбитые ими электроны полностью задерживаются отрицательной разностью потенциалов U = 10 B. Ответ: 
нм.
3.7. Фотон с импульсом 
рассеивается на угол q = 60 0 на покоящейся частице. Найти комптоновскую длину волны этой частицы, если после рассеяния частота фотона становится равной 
Гц.
Ответ: 
м.
Качественные задачи.
3.8к. Естественный свет с интенсивностью 
падает на вход устройства, состоящего из двух скрещенных поляроидов. Между поляроидами поместили третий поляроид, ось которого составляет с осью первого угол a. Отношение интенсивности света, прошедшего через систему, к интенсивности падающего на систему равно... а) 
б) 
в) 0 г) 
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 |
Основные порталы (построено редакторами)