Часть 3. «Оптика. Атомная и ядерная физика.»
Вопросы и задания к зачёту по лабораторным работам
Лабораторная работа №3-1
Интерференция света в тонких пленках. Определение радиуса кривизны стеклянной поверхности с помощью колец Ньютона
Контрольные вопросы
1. Развитие взглядов на природу света. Принцип суперпозиции волн.
2. Когерентные волны. Явление интерференции света.
3. Методы получения когерентных волн в оптике (Зеркала Френеля. Бипризма Френеля.).
4. Оптическая разность хода. Расчет разности хода и разности фаз колебаний при сложении двух когерентных волн. Условие минимума и максимума.
5. Общая интерференционная схема (опыт Юнга).
6. Полосы равного наклона и равной толщины.
7. Кольца Ньютона.
8. Применение интерференции света.
Задачи для самостоятельного решения
1. Установка для наблюдения колец Ньютона освещается нормально падающим монохроматическим светом (
нм). Радиус кривизны R линзы равен 5 м. Определить толщину воздушного промежутка в том месте, где в отраженном свете наблюдается третье светлое кольцо.
2. Установка для наблюдения колец Ньютона освещается монохроматическим светом с длиной волны 600 нм, падающим нормально. Пространство между линзой и стеклянной пластинкой заполнено жидкостью показатель преломления которой больше показателя преломления стекла (nст=1,5). Наблюдение ведется в проходящем свете. Радиус кривизны линзы 4 м. Определить показатель преломления жидкости, если радиус второго светлого кольца 1,2 мм.
3. Найти расстояние между третьим и шестнадцатым темными кольцами Ньютона, если расстояние между вторым и двадцатым темными кольцами равно 4,8 мм. Наблюдение проводится в отраженном свете.
4. На мыльную пленку (показатель преломления 1,33) падает белый свет под углом 
. При какой наименьшей толщине пленки отраженные лучи будут окрашены в желтый свет? Длина волны желтого света 600 нм.
5. На мыльную пленку (
), находящуюся в воздухе, падает нормально пучок лучей белого света. При какой наименьшей толщине d пленки отраженный свет с длиной волны 
мкм окажется максимально усиленным в результате интерференции?
6. Пучок монохроматических 
м световых волн падает под углом 
на находящуюся в воздухе мыльную пленку с показателем преломления . При какой наименьшей толщине d пленки отраженные лучи будут максимально усилены интерференцией?
7. На толстую стеклянную пластинку, покрытую очень тонкой пленкой, показатель преломления 
вещества которой равен 1,4, падает нормально параллельный пучок монохроматического света (
мкм). Отраженный свет максимально ослаблен вследствие интерференции. Определить толщину пленки.
8. Поверхности стеклянного клина образуют между собой угол 
. На клин нормально к его поверхности падает пучок лучей монохроматического света с длиной волны мкм. Определить ширину b интерференционной полосы.
9. Расстояние между вторым и первым кольцами Ньютона в отраженном свете 1 мм. Определить расстояние между десятым и девятым кольцами.
10. Плосковыпуклая линза выпуклой стороной лежит на стеклянной пластине. Определить толщину слоя воздуха, там, где в отраженном свете (
мкм) видно первое светлое кольцо Ньютона.
11. Между стеклянной пластинкой и лежащей на ней плосковыпуклой линзой находится жидкость. показатель преломления которой больше показателя преломления стекла (nст=1,5) Найти показатель преломления жидкости, если радиус третьего темного кольца Ньютона при наблюдении в отраженном свете с длиной волны мкм равен 0,75 мм. Радиус кривизны линзы 
м.
12. На тонкую пленку в направлении нормали к ее поверхности падает монохроматический свет с длиной волны 
нм. Отраженный от нее свет максимально усилен вследствие интерференции. Определить минимальную толщину пленки, если показатель преломления материала пленки 
.
13. Расстояние L от щелей до экрана в опыте Юнга равно 1м. Определить расстояние между щелями, если на отрезке длиной 
см укладывается 
темных интерференционных полос. Длина волны 
мкм.
14. На стеклянную пластину положена выпуклой стороной плосковыпуклая линза. Сверху линза освещена монохроматическим светом длиной волны нм. Найти радиус R линзы, если радиус четвертого, темного кольца Ньютона в отраженном свете 
мм.
15. На тонкую глицериновую пленку толщиной 
мкм нормально к ее поверхности падает белый свет. Определить длины волн лучей видимого участка спектра (
мкм), которые будут ослаблены в результате интерференции.
Лабораторная работа №3-2
Интерференция света. Определение длины световой волны с помощью бипризмы Френеля.
Контрольные вопросы.
1. Развитие представлений о природе света.
2. Когерентность и монохроматичность световых волн.
3. Интерференция света.
4. Оптическая длина пути. Оптическая разность хода и разность фаз колебаний
5. Условия максимума и минимума амплитуды.
6. Интерференция света в тонких пластинках и плёнках (полосы равного наклона).
7. Интерференция света в клине (полосы равной толщины).
8. Многолучевая интерференция.
9. Интерферометры:
а. Интерферометр Линника;
б. Интерферометр Рэлея;
в. Звездный интерферометр Майкельсона;
г. Интерферометр Фабри-Перо;
д. Интерференционные рефрактометры.
Задачи для самостоятельного решения.
1. В опыте Юнга на пути одного из интерферирующих лучей помещалась тонкая стеклянная пластинка, вследствие чего центральная светлая полоса смещалась в положение, первоначально занятое пятой светлой полосой. Свет падает на пластинку нормально. Показатель преломления пластинки 1,5. Длина волны света 600нм. Какова толщина пластинки?
2. В опыте Юнга расстояние от щелей до экрана равно 3м. Определить угловое расстояние между соседними светлыми полосами, если третья светлая полоса на экране отстоит от центра интерференционной картины на расстоянии 4,5мм.
3. Определить, во сколько раз изменится ширина интерференционных полос на экране в опыте Юнга, если фиолетовый светофильтр (длина волны 0,4 мкм) заменить красным (длина волны 0,7мкм).
4. В опыте Юнга щели освещались монохроматическим светом с длиной волны 600нм, расстояние между щелями 1мм и расстояние от щелей до экрана 3м. Найти положение трех первых светлых полос и расстояние между полосами.
5. Расстояние между двумя когерентными источниками света (
мкм) равно 0,1мм. Расстояние между светлыми полосами на экране в средней части интерференционной картины равно 1см. Определить расстояние от источника до экрана.
6. На пути световой волны, идущей в воздухе, поставили стеклянную пластинку толщиной 
мм. Насколько изменится оптическая длина пути, если волна падает на пластинку; 1) нормально; 2) под углом ?
7. На толстую стеклянную пластинку, покрытую очень тонкой пленкой, показатель преломления n2 вещества которой равен 1,4, падает нормально параллельный пучок монохроматического света (мкм). Отраженный свет максимально ослаблен вследствие интерференции. Определить толщину пленки.
8. Найти все длины волн видимого света (от 0,76 до 0,38мкм), которые будут: 1) максимально усилены; 2) максимально ослаблены при оптической разности хода 
интерферирующих волн, равной 1,8мкм.
9. В опыте Юнга расстояние d между щелями равно 0,8мм. На каком расстоянии l
от щелей следует расположить экран, чтобы ширина интерференционной полосы оказалась равной 1,5мм. Длина волны света 600нм.
10. Поверхности стеклянного клина образуют между собой угол . На клин нормально к его поверхности падает пучок лучей монохроматического света с длиной волны мкм. Определить ширину b интерференционной полосы.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 |
Основные порталы (построено редакторами)