Полезное:
Как сделать разговор полезным и приятным
Как сделать объемную звезду своими руками
Как сделать то, что делать не хочется?
Как сделать погремушку
Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами
Как сделать идею коммерческой
Как сделать хорошую растяжку ног?
Как сделать наш разум здоровым?
Как сделать, чтобы люди обманывали меньше
Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили?
Как сделать лучше себе и другим людям
Как сделать свидание интересным?
Категории:
АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Расчетные задания 1
1. Между стеклянной пластинкой и лежащей на ней плосковыпуклой линзой находится жидкость. Найти показатель преломления жидкости, если радиус rз третьего темного кольца Ньютона при наблюдении в отраженном свете с длиной волны l= 0,6 мкм равен 0,82 мм. Радиус кривизны линзы R = 0,5 м. 2. На тонкую пленку в направлении нормали к ее поверхности падает монохроматический свет с длиной волны l = 500 нм. Отраженный от нее свет максимально силен вследствие интерференции. Определить минимальную толщину dmin пленки, если показатель преломления материала пленки п = 1,4. 3. Расстояние L от щелей до экрана в опыте Юнга равно 1 м. Определить расстояние между щелями, если нa отрезке длиной l = 1 см укладывается N = 10 темных интерференционных полос. Длина волны l = 0,7 мкм. 4. На стеклянную пластину положена выпуклой стороной плосковыпуклая линза. Сверху линза освещена монохроматическим светом длиной волны l = 500 нм. Найти радиус R линзы, если радиус четвертого, темного кольца Ньютона в отраженном свете r4 = 2 мм. 5. На тонкую глицериновую пленку толщиной d = 1,5 мкм нормально к ее поверхности падает белый свет. Определить длины волн l лучей видимого участка спектра (0,4£l£0,8 мкм), которые будут ослаблены в результате интерференции. 6. На стеклянную пластину нанесен тонкий слой прозрачного вещества с показателем преломления п = 1,3. Пластинка освещена параллельным пучком монохроматического света с длиной волны l = 640 нм, падающим на пластинку нормально. Какую минимальную толщину dmin должен иметь слой, чтобы отраженный пучок имел наименьшую яркость? 7. На тонкий стеклянный клин падает нормально параллельный пучок света с длиной волны l = 500 нм. Расстояние между соседними темными интерференционными полосами в отраженном свете b = 0,5 мм. Определить угол a между поверхностями клина. Показатель преломления стекла, из которого изготовлен клин, п = 1,6. 8. Плосковыпуклая стеклянная линза с f = 1 м лежит выпуклой стороной на стеклянной пластинке. Радиус пятого темного кольца Ньютона в отраженном свете r5 = 1,1 мм. Определить длину световой волны l. 9. Между двумя плоскопараллельными пластинами на расстоянии L = 10 см от границы их соприкосновения находится проволока диаметром d =0,01 мм, образуя воздушный клин. Пластины освещаются нормально падающим монохроматическим светом (l=0,6 мкм). Определить ширину b интерференционных полос, наблюдаемых в отраженном свете. 10. Установка для наблюдения колец Ньютона освещается нормально падающим монохроматическим светом (l = 590 нм). Радиус кривизны R линзы равен 5 см. Определить толщину dз воздушного промежутка в том месте, где в отраженном свете наблюдается третье светлое кольцо. 11. Какое наименьшее число Nmin штрихов должна содержать дифракционная решетка, чтобы в спектре второго порядка можно было видеть раздельно две желтые линии натрия с длинами волн l1 = 589,0 нм и l2 = 589,6 нм? Какова длина l такой решетки, если постоянная решетки d= 5мкм? 12. На поверхность дифракционной решетки нормально к ее поверхности падает монохроматический свет. Постоянная дифракционной решетки в п = 4,6 раза больше длины световой волны. Найти общее число М дифракционных максимумов, которые теоретически можно наблюдать в данном случае. 13. На дифракционную решетку падает нормально параллельный пучок белого света. Спектры третьего и четвертого порядка частично накладываются друг на друга. На какую длину волны в спектре четвертого порядка накладывается граница (l = 780 нм) спектра третьего порядка? 14. На дифракционную решетку, содержащую п = 600 штрихов на миллиметр, падает нормально белый свет. Спектр проецируется помещенной вблизи решетки линзой на экран. Определить длину l спектра первого порядка на экране, если расстояние от линзы до экрана L=l,2 м. Границы видимого спектра: lкр = 780 нм, l ф = 400 нм. 15. На грань кристалла каменной соли падает параллельный пучок рентгеновского излучения. Расстояние d между атомными плоскостями равно 280 пм. Под углом q = 65° к атомной плоскости наблюдается дифракционный максимум первого порядка. Определить длину волны l рентгеновского излучения. 16. На непрозрачную пластину с узкой щелью падает нормально плоская монохроматическая световая волна (l=600 нм). Угол отклонения лучей, соответствующих второму дифракционному максимуму, j = 20°. Определить ширину а щели. 17. На дифракционную решетку, содержащую п = 100 штрихов на 1 мм, нормально падает монохроматический свет. Зрительная труба спектрометра наведена на максимум второго порядка. Чтобы навести трубу на другой максимум того же порядка, ее нужно повернуть на угол Dj =16 °. Определить длину волны l света, падающего на решетку. 18. На дифракционную решетку падает нормально монохроматический свет (l=410 нм). Угол Dj между направлениями на максимумы первого и второго порядков равен 2°21/. Определить число п штрихов на 1 мм дифракционной решетки. 19. Постоянная дифракционной решетки в п = 4 раза больше длины световой волны монохроматического света, нормально падающего на ее поверхность. Определить угол a между двумя первыми симметричными дифракционными максимумами. 20. 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? 21. Пластинку кварца толщиной d = 2 мм поместили между параллельными николями, в результате чего плоскость поляризации монохроматического света повернулась на угол j=53°. Какой наименьшей толщины dmin следует взять пластинку, чтобы поле зрения поляриметра стало совершенно темным? 22. Параллельный пучок света переходит из глицерина в стекло так, что пучок, отраженный от границы раздела этих сред, оказывается максимально поляризованным. Определить угол g между падающим и преломленным пучками. 23. Кварцевую пластинку поместили между скрещенными николями. При какой наименьшей толщине dmin кварцевой пластины поле зрения между николями будет максимально просветлено? Постоянная вращения a кварца равна 27 град/мм. 24. При прохождении света через трубку длиной l1 = 20 см, содержащую раствор сахара концентрацией C1 = 10%, плоскость поляризации света повернулась на угол j1 = 13,3°. В другом растворе сахара, налитом в трубку длиной l2 =15 см, плоскость поляризации повернулась на угол j2 = 5,2°. Определить концентрацию С2 второго раствора. 25. Пучок света последовательно проходит через два николя, плоскости пропускания которых образуют между собой угол j = 40°. Принимая, что коэффициент поглощения k каждого николя равен 0,15, найти, во сколько раз пучок света, выходящий из второго николя, ослаблен по сравнению с пучком, падающим на первый николь. 26. Угол падения e луча на поверхность стекла равен 60°. При этом отраженный пучок света оказался максимально поляризованным. Определить угол e2¢ преломления луча. 27. Угол a между плоскостями пропускания поляроидов равен 50°. Естественный свет, проходя через такую систему, ослабляется в п = 8 раз. Пренебрегая потерей света при отражении, определить коэффициент поглощения k света в поляроидах. 28. Пучок света, идущий в стеклянном сосуде с глицерином, отражается от дна сосуда. При каком угле e падения отраженный пучок света максимально поляризован? 29. Пучок света переходит из жидкости в стекло. Угол падения e пучка равен 60°, угол преломления e2¢ = 50°. При каком угле падения eв пучок света, отраженный от границы раздела этих сред, будет максимально поляризован? 30. Пучок света падает на плоскопараллельную стеклянную пластину, нижняя поверхность которой находится в воде. При каком угле падения eв свет, отраженный от границы стекло-вода, будет максимально поляризован? 31. Вычислить истинную температуру Т вольфрамовой раскаленной ленты, если радиационный пирометр показывает температуру Tрад =2,5 кК. Принять, что поглощательная способность для вольфрама не зависит от частоты излучения и равна ai = 0,35. 32. Черное тело имеет температуру Т1 = 500 К. Какова будет температура Т2 тела, если в результате нагревания поток излучения увеличится в п = 5 раз? 33. Температура абсолютно черного тела Т = 2 кК. Определить длину волны l m, на которую приходится максимум энергии излучения, и спектральную плотность энергетической светимости (излучательности) (rl,T) mах для этой длины волны. 34. Определить температуру Т и энергетическую светимость (излучательность) Re абсолютно черного тела, если максимум энергии излучения приходитсянадлину волны l m= 600 нм. 35. Из смотрового окошечка печи излучается поток Фе = 4 кДж/мин. Определить температуру Т печи, если площадь окошечка S = 8 см2. 36. Поток излучения абсолютно черного тела Фе = 10 кВт. Максимум энергии излучения приходится на длину волны lм=0,8 мкм. Определить площадь S излучающей поверхности. 37. Как и во сколько раз изменится поток излучения абсолютно черного тела, если максимум энергии излучения переместится с красной границы видимого спектра (lm1 = 780 нм) на фиолетовую (lm2= 390 нм)? 38. Определить поглощательную способность аT серого тела, для которого температура, измеренная радиационным пирометром, Tрад= 1,4 кК, тогда как истинная температура Т тела равна 3,2 кК. 39. Муфельная печь, потребляющая мощность Р = 1 кВт, имеет отверстие площадью S = 100см2. Определить долю h мощности, рассеиваемой стенками печи, если температура ее внутренней поверхности равна 1 кК. 40. Средняя энергетическая светимость R поверхности Земли равна 0,54 Дж/(см2 ×мин). Какова должна быть температура T поверхности Земли, если условно считать, что она излучает как серое тело с коэффициентом черноты aT = 0,25? 41. Красная граница фотоэффекта для цинка l0=310 нм. Определить максимальную кинетическую энергию Tmах фотоэлектронов в электрон-вольтах, если на цинк падает свет с длиной волны l = 200 нм. 42. На поверхность калия падает свет с длиной волны l = 150 нм. Определить максимальную кинетическую энергию Tmах фотоэлектронов. 43. Фотон с энергией e = 10 эВ падает на серебряную пластину и вызывает фотоэффект. Определить импульс р, полученный пластиной, если принять, что направления движения фотона и фотоэлектрона лежат на одной прямой, перпендикулярной поверхности пластин. 44. На фотоэлемент с катодом из лития падает свет с длиной волны l = 200 нм. Найти наименьшее значение задерживающей разности потенциалов Umin, которую нужно приложить к фотоэлементу, чтобы прекратить фототок. 45. Какова должна быть длина волны g-излучения, падающего на платиновую пластину, чтобы максимальная скорость фотоэлектронов была umах=3 Мм/с? 46. На металлическую пластину направлен пучок ультрафиолетового излучения (l = 0,25мкм). Фототок прекращается при минимальной задерживающей разности потенциалов Umin = 0,96 В. Определить работу выхода А электронов из металла. 47. На поверхность металла падает монохроматический свет с длиной волны l = 0,1 мкм. Красная граница фотоэффекта l0 = 0,3мкм. Какая доля энергии фотона расходуется на сообщение электрону кинетической энергии? 48. На металл падает рентгеновское излучение с длиной волны l= 1 нм. Пренебрегая работой выхода, определить максимальную скорость umax фотоэлектронов. 49. На металлическую пластину направлен монохроматический пучок света с частотой n=7,3× 1014 Гц. Красная граница l о фотоэффекта для данного материала равна 560 нм. Определить максимальную скорость umax фотоэлектронов. 50. На цинковую пластину направлен монохроматический пучок света. Фототок прекращается при задерживающей разности потенциалов U = 1,5 В. Определить длину волны l света, падающего на пластину. 51. Фотон при эффекте Комптона на свободном электроне был рассеян на угол J = p/2. Определить импульс р (в МэВ/с), приобретенный электроном, если энергия фотона до рассеяния была e1 = 1,02 МэВ. 52. Рентгеновское излучение (l = 1 нм) рассеивается электронами, которые можно считать практически свободными. Определить максимальную длину волны l тax рентгеновского излучения в рассеянном пучке. 53. Какая доля энергии фотона приходится при эффекте Комптона на электрон отдачи, если рассеяние фотона происходит на угол J = p/2? Энергия фотона до рассеяния e1 = 0,51 МэВ. 54. Определить максимальное изменение длины волны (Dl)max при комптоновском рассеянии света на свободных электронах и свободных протонах. 55. Фотон с длиной волны l1 = 15 пм рассеялсянасвободном электроне. Длина волны рассеянного фотона l2 = 16 пм. Определить угол J рассеяния. 56. Фотон с энергией e1 = 0,51 МэВ был рассеян при эффекте Комптона на свободном электроне на угол J= 180°. Определить кинетическую энергию Т электрона отдачи. 57. В результате эффекта Комптона фотон с энергией e1 = 1,02 МэВ рассеян на свободных электронах на угол J = 150°. Определить энергию e2 рассеянного фотона. 58. Определить угол J, на который был рассеян квант с энергией e1 = 1,53 МэВ при эффекте Комптона, если кинетическая энергия электрона отдачи T = 0,51 МэВ. 59. Фотон с энергией e1 = 0,51 МэВ при рассеянии на свободном электроне потерял половину своей энергии. Определить угол рассеяния J. 60. Определить импульс рe электрона отдачи, если фотон с энергией e1 = 1,53 МэВ в результате рассеяния на свободном электроне потерял '/з своей энергии. 61. Определить энергетическую освещенность (облученность) Ее зеркальной поверхности, если давление р, производимое излучением, равно 40 мкПа. Излучение падает нормально к поверхности. 62. Давление р света с длиной волны l = 40 нм, падающего нормально на черную поверхность, равно 2 нПа. Определить число N фотонов, падающих за время t = 10 с на площадь S=1 мм2 этой поверхности. 63. Определить коэффициент отражения р поверхности, если при энергетической освещенности Ее = 120 Вт/м2 давление р света на нее оказалось равным 0,5 мкПа. 64. Давление света, производимое на зеркальную поверхность, р = 5 мПа. Определить концентрацию по фотонов вблизи поверхности, если длина волны света, падающего на поверхность, l = 0,5 мкм. 65. На расстоянии r = 5 м от точечного монохроматического (l= 0,5 мкм) изотропного источника расположена площадка (S = 8 мм2) перпендикулярно падающим пучкам. Определить число N фотонов, ежесекундно падающих на площадку. Мощность излучения Р=100 Вт. 66. На зеркальную поверхность под углом a = 60° к нормали падает пучок монохроматического света (l=590 нм). Плотность потока энергии светового пучка j = 1 кВт/м2. Определить давление р, производимое светом на зеркальную поверхность. 67. Свет падает нормально на зеркальную поверхность, находящуюся на расстоянии r=10 см от точечного изотропного излучателя. При какой мощности Р излучателя давление р на зеркальную поверхность будет равным 1 мПа? 68. Свет с длиной волны l = 600 нм нормально падает на зеркальную поверхность и производит на нее давление р=4мкПа. Определить число N фотонов, падающих за время t=10 с на площадь S = 1 мм2 этой поверхности. 69. На зеркальную поверхность площадью S = 6 см2 падает нормально поток излучения Фe= 0,8 Вт. Определить давление р и силу давления F света на эту поверхность. 70. Точечный источник монохроматического (l = 1 нм) излучения находится в центре сферической зачерненной колбы радиусом R = 10 см. Определить световое давление р, производимое на внутреннюю поверхность колбы, если мощность источника Р = 1 кВт.
|