Сборник задач по физике Оптика, кинематика, Электромагнитные колебания.

Дифракция света

На дифракционную решетку, имеющую 60 штрихов на миллиметр, падает нормально свет от натриевого пламени с длиной волны 589 нм. Определить длину волны, для которой угол отклонения во втором порядке равен 60,  если в спектре третьего порядка первая длина волны отклоняется на 100.

Определить длину дифракционной решетки, имеющую 500 штрихов на 1 мм, если в спектре второго порядка раздельно видны две линии натрия 5800  и 5896 .

Наименьший угол зрения, при котором глаз видит два штриха, равен 1΄. Определить наименьшее расстояние, которое различит глаз на расстоянии наилучшего зрения (25 см).

Определить наибольший порядок спектра, даваемый дифракционной решеткой, имеющей 600 штрихов на 1 мм в двух случаях: а) свет падает на решетку нормально; б) свет падает на решетку под углом 300. Длина волны света 580 мкм.

На дифракционную решетку, имеющую 100 штрихов на 1мм, нормально падает параллельный пучок белого света. Определить разность углов конца первого и начала второго спектра, если длины крайних  красных и крайних фиолетовых волн равны соответственно 700 и 400 мкм.

Определить длину волны монохроматического света, падающего нормально на решетку с периодом 2,6 мкм, если угол между максимумами первого и второго порядка равен 200. Определить угловое расстояние между главным максимумом и ближайшим к нему минимумом. Решетка имеет 500 штрихов на 1 мм. Примеры анализа свободного колебаний Курс лекций по физике

Свет с длиной волны 0,6 мкм падает нормально на дифракционную решетку. Два смежных главных максимумов получаются, если sin φ1 = 0,2 и sin φ2 =0,3, а спектр четвертого порядка отсутствует. Определить: 1) расстояние между соседними щелями; 2) наименьшую ширину отдельной щели; 3) максимальное число порядков в этих случаях.

Лазерный пучок света диаметром 1 см и длиной волны 0,633 мкм, расходимость которого определяется только дифракцией, направлен на Луну. Определить диаметр освещаемой на Луне поверхности.

Свет с длиной волны 589 нм падает нормально на дифракционную решетку с периодом 2,5 мкм, содержащую 10000 штрихов. Найти угловую ширину дифракционного максимума второго порядка.

Определить ширину спектральной линии водорода, длина волны которой 0,656 мкм в спектре первого порядка, даваемого решеткой длиной 4 см. Фокусное расстояние линзы, проецирующей спектр на экран, равняется 20 см. Ширина спектральной линии – это расстояние между двумя минимумами, лежащими рядом с этой линией.

Сравнить разрешающие способности двух дифракционных решеток, если одна из них имеет 420 штрихов на 1 мм при ширине 2 см, а вторая содержит 720 штрихов на 1 мм при ширине решетки 4,8 см.

Каково наименьшее значение диаметра телескопа, который может разрешить дифракционные изображения двух звезд, если угловое расстояние между ними 2΄΄? Глаз наиболее чувствителен к длине волны 5500 .

 Постоянная дифракционной решетки в n = 4 раза больше длины световой волны монохроматического света, нормально падающего на ее поверхность. Определить угол между двумя первыми симметричными дифракционными максимумами.

 Расстояние между штрихами дифракционной решетки d = 4 мкм. На решетку падает нормально свет с длиной волны l = 0,58 мкм. Максимум какого наибольшего порядка дает эта решетка?

 Какое наименьшее число штрихов должна содержать решетка, чтобы в спектре второго порядка можно было видеть раздельно две желтые линии натрия с длиной волны l = 589,0 нм и l = 589,6 нм? Какова длина l такой решетки, если расстояние между штрихами b = 5 мкм?

 На поверхность дифракционной решетки нормально к ее поверхности падает монохроматический свет. Постоянная дифракционной решетки в 4,6 раза больше длины световой волны. Найти общее число M дифракционных максимумов, которые теоретически возможно наблюдать в данном случае.

 На дифракционную решетку падает нормально параллельный пучок лучей белого света. Спектры третьего и четвертого порядков частично накладываются друг на друга. На какую длину волны в спектре четвертого порядка накладывается граница (l = 780 нм) спектра третьего порядка?

 На дифракционную решетку, содержащую n = 600 штрихов на миллиметр, падает нормально белый свет. Спектр проектируется помещенной вблизи решетки линзой на экран. Определить длину l спектра первого порядка на экране, если расстояние от линзы до экрана L = 1,2 м. Границы видимого спектра: l = 780нм, l =400 нм.

 На грань кристалла каменной соли падает параллельный пучок рентгеновских лучей. Расстояние между атомными плоскостями кристалла d = 280 пм. Под углом J = 65° к плоскости грани наблюдается дифракционный максимум первого порядка. Определить длину волны  рентгеновских лучей.

 На непрозрачную пластину с узкой щелью падает нормально плоская монохроматическая световая волна (l = 600 нм). Угол j отклонения лучей, соответствующих второму дифракционному максимуму, равен 20°. Определить ширину a щели.

 На пластину со щелью, ширина которой а = 0,05 мм, падает нормально монохроматический свет с длиной волны l = 0,7 мкм. Определить угол j отклонения лучей, соответствующих первому дифракционному максимуму.

 Дифракционная решетка, освещенная нормально падающим монохроматическим светом, отклоняет спектр третьего порядка на угол j = 30°. На какой угол отклоняет она спектр четвертого порядка?

 При расширении круглого отверстия от одной до двух зон Френеля освещенность в центре экрана падает почти до нуля. Как согласовать этот факт с увеличением светового потока в два раза?

 Какова интенсивность света в центре дифракционной картины от диска,  если он закрывает две зоны Френеля? Интенсивность света в отсутствие препятствия равна I0. Описать изменение дифракционной картины при увеличении поперечных размеров диска.

 На щель, ширина которой а = 6×10-3 мм, нормально падает свет с длиной волны  7000 . Найти углы, по направлению которых будут наблюдаться максимумы и минимумы света. Что произойдет со спектром, если образовать решетку с периодом 2×а?

 Определить период дифракционной решетки, которая дает в спектре первого порядка на экране, отстоящем от решетки на 5 м, линии натрия с l = 5890и l = 5896  на расстоянии 0,5 мм друг от друга.

 Чем определяется максимальный порядок спектра и максимальная длина волны при дифракции на заданной решетке?

 Найти наибольший порядок для желтой линии натрия l = 5890 , если дифракционная решетка имеет на 1 мм 500 штрихов.

  Определить разрешающую силу дифракционной решетки с периодом
0,01 см-1 и длиной 5 см в спектрах 1 и 3-го порядков. Изменится ли разрешающая сила при изменении наклона падающего на решетку света?

 Найти минимальное число штрихов решетки, которая может разрешить натриевый дуплет (l =5890  и l = 5986 ) в спектре 1-го порядка.

 Рассчитать угловую и линейную дисперсии дифракционной решетки периодом 0,01 см-1 в спектре первого порядка при длине волны 6000  и расстоянии от решетки до экрана 0,5 м.

 Угол падения рентгеновских лучей на естественную грань монокристалла хлористого натрия плотностью 2,16 г/см3 равен 30°. Определить длину волны излучения, если при зеркальном отражении от этой грани образуется максимум второго порядка.

Плоская монохроматическая световая волна падает нормально на щель, за которой на расстоянии b = 60 см находится экран. Сначала ширину щели установили такой, что в середине дифракционной картины на экране наблюдался наиболее глубокий минимум. Раздвинув после этого щель на Dh = 0,70 мм, получили в центре картины следующий минимум. Найти длину волны света.

 Свет с длиной волны l = 0,50 мкм падает на щель ширины а = 10 мкм под углом j = 30° к ее нормали. Найти угловое положение первых минимумов, расположенных по обе стороны центрального максимума.

 При нормальном падении света на дифракционную решетку угол дифракции для линии l1 = 0,65 мкм во втором порядке равен 45°. Найти угол дифракции для линии l2 = 0,50 мкм в третьем порядке.

  Определить длину волны монохроматического света, падающего нормально на дифракционную решетку с периодом d = 2,2 мкм, если угол между направлениями на максимумы первого и второго порядков DJ = 15°.

Поляризация света Луч света последовательно проходит через два николя, главные плоскости которых образуют между собой угол j = 40°. Принимая, что коэффициент поглощения k каждого николя равен 0,15, найти, во сколько раз луч,  выходящий из второго николя, ослаблен по сравнению с лучом, падающим на первый николь.

Тепловое излучение. Формула Планка. Оптическая пирометрия

Энергия и импульс фотона. Фотоэлектрический эффект. Эффект Комптона У фотоэлектронов, вырываемых с поверхности некоторого металла светом с частотой 2,2×1015 Гц, максимальная энергия равна 6,6 эВ, а у электронов, вырываемых светом с частотой 4,6×1015 Гц, она равна 16,5×10-19 Дж. Найдите по этим данным величину постоянной Планка.

Теория Бора для атома водорода. Спектры излучения. Рентгеновское излучение

Строение ядра. Радиоактивность Определите дефект массы и энергию связи (в МэВ) ядра атома дейтерия.

Экзаменационные вопросы Волновая и корпускулярная теории света. Несостоятельность теорий при объяснении ряда явлений. Современные представления о природе света.

Физический закон - отражение связи или зависимости между некоторыми физическими величинами. Методы физических исследований: Экспериментальный метод: обнаружение ранее неизвестных явлений, подтверждение или опровержение физических теорий. Теоретический метод: формулирование общих законов природы и объяснение на основе этих законов различных явлений, предсказание явлений. Физика и современное естествознание. Системы единиц физических величин.


Измерение силы тока и напряжения в цепях постоянного тока