Вопросы к экзамену «общая физика»

Вопросы к экзамену «общая физика»

Оптика IV семестр

В билет входит 2 теоретических вопроса и 2 практических задания.

Кроме того, необходимо уметь воспроизводить без подготовки основные определения, схемы и законы.

На экзамене допускается иметь лист А4, на котором выписаны формулы (без поясняющих слов).

1. Электромагнитная волна. Структура электромагнитной волны. Уравнение электромагнитной волны.

2. Энергия электромагнитной волны. Вектор Умова-Пойтинга. Световой вектор. Интенсивность.

3. Шкала электромагнитных волн. Источники и приемники света. (самостоятельно)

4. Кривая чувствительности глаза. Световой поток. Механический эквивалент света.

5. Телесный угол. Сила света. Освещенность, яркость, светимость. Единицы измерения световых величин. Законы Ламберта и обратных квадратов.

6. Оптическая плотность. Понятие луча. Принцип Ферма. Законы отражения и преломления света. Полное внутреннее отражение.

7. Тонкая призма и формула для неё. (самостоятельно)

8. Преломление света на сферической поверхности. Параксиальные лучи и фокусы. (самостоятельно)

9. Сферическое зеркало. Тонкая линза. Формулы сферического зеркала и тонкой линзы. Правило знаков. Оптическая сила линзы. (самостоятельно)

10. Ход лучей в лупе и микроскопе. Увеличение лупы и микроскопа. (самостоятельно)

11. Ход лучей трубе Кеплера и Галилея. Их увеличение. (самостоятельно)

12. Когерентность. Длина и время когерентности. Радиус когерентности.

13. Интерференция двух монохроматичных волн. Условия максимума и минимума.

14. Расчет интерференции от двух источников.

15. Методы наблюдения интерференции делением волнового фронта : схема Юнга, бипризма Френеля, зеркала Френеля, зеркало Ллойда.

16. Методы наблюдения интерференции делением амплитуды: плоскопараллельной пластина и клин. Интерференция на тонких пленках. Просветление оптики.

17. Кольца Ньютона (расчет). (самостоятельно)

18. Интерферометры, их применение.

19. Дифракция. Принцип Гюйгенса-Френеля. Зоны Френеля. Расчет результирующей амплитуды от m зон Френеля.

20. Дифракция Френеля на круглом отверстии и диске. Пятно Пуассона. Зонная пластинка.

21. Предельные случаи дифракции: Френеля и Фраунгофера. Критерий перехода от одного вида дифракции к другому. Переход от волновой оптики к геометрической.

22. Дифракция Фраунгофера на щели (нормальное падение света). Распределение интенсивности в плоскости экрана.

23. Плоская дифракционная решетка (нормальное падение света). Условия главных максимумов и дополнительных минимумов. Распределение интенсивности в плоскости экрана.

24. Дифракционная решетка как спектральный прибор. Угловая и линейная дисперсия. Разрешающая способность дифракционной решетки. Критерий Рэлея.

25. Дифракция Фраунгофера на отверстии. Разрешающая способность оптических приборов. (самостоятельно)

26. Объемная дифракционная решетка. Дифракция рентгеновских лучей на кристалле.

27. Понятие о голографии. Свойства голограммы. Виды голограмм. (самостоятельно)

28. Поперечность световой волны. Поляризованный и естественный свет. Линейная, эллиптическая и круговая поляризация. Поляризаторы и анализаторы. Закон Малюса.

29. Поляризация света при отражении. Угол Брюстера. Оптическая анизотропия. Двойное лучепреломление. Объяснение Гюйгенсом механизма двойного лучепреломления.

30. Поляризационные приборы. Призма Николя. Дихроизм. Поляроиды. Искусственная анизотропия. (самостоятельно)

31. Фазовые пластинки. Четвертьволновые и полуволновые пластинки. Получение света, поляризованного по кругу.

32. Оптическая активность. Сахарометрия. Объяснение оптической активности.

33. Дисперсия. Нормальная и аномальная дисперсия. Механизм аномальной дисперсии.

34. Поглощение света. Закон Бугера. Коэффициент поглощения. Связь аномальной дисперсии и максимума поглощения. Окрашенность тел.

35. Фазовая и групповая скорости тел. Волновой пакет.

36. Рассеяние света. Закон Рэлея.

Примеры практических заданий

4. Построить изображение в линзе и зеркале.

5. Найти положение изображения в линзе (зеркале), если дано положение предмета и параметры линзы (зеркала).

6. При вращении идеального поляризатора свет, проходящий через него, меняет свою интенсивность в пределах от 30 до 70 процентов от интенсивности входящего. Как поляризован входящий свет?

7. При наблюдении дифракции от дифракционной решётки жёлтая линия натрия разделяется на две отдельные компоненты. После замены данной решётки на другую положение линии осталось прежним, но компоненты неразличимы. Чем отличаются эти две решётки?

8. В схеме Юнга одну из щелей закрыли пластинкой толщиной 0.1 мм с показателем преломления 1.4. На сколько изменилась разность хода лучей? На сколько полос сдвинулась интерференционная картина?

9. Свет, прошедший идеальный поляризатор, уменьшает свою интенсивность в 2 раза. Какова поляризация падающего света (он не естественный)?

10. Как получить свет поляризованный по кругу.

11. При дифракции от щели для данной точки наблюдения открывается четыре зоны Френеля. Что будет наблюдаться - максимум или минимум? Что будет наблюдаться, если удалять экран от щели?

12. На плёнку толщины 367 нм падает под углом 60О параллельный пучок белого света. Показатель преломления плёнки 1.4. В какой цвет будет окрашен отражённый свет?

13. В схеме Юнга одну из щелей закрыли пластинкой толщиной 0.1 мм с показателем преломления 1.4. На сколько изменилась разность хода лучей? На сколько полос сдвинулась интерференционная картина?