Поделитесь своими знаниями, ответьте на вопрос:
1. На поверхности пластинки, сделанной из стекла, показатель преломления которого n1 = 1, 65 нанесена пленка толщиной d = 0, 11 мкм с показателем преломления n2 = 1, 55. Для какой длины волны видимого света пленка будет нм; 2) 682 нм; 3) 112 нм; 4) 732 нм 2. В воздухе интерферируют когерентные волны с частотой 5·1014 Гц. Усилится или ослабнет свет в точке, если разность хода лучей в ней равна 2, 4 мкм? Почему? 1) ослабнет, т.к. разность хода равна четному числу полуволн 2) усилится, т.к. разность хода равна целому числу волн 3) ослабнет, т.к. разность хода равна нечетному числу полуволн 4) усилится, т.к. разность хода равна нечетному числу полуволн 3. Разность хода двух интерферирующих лучей равна λ/4. Чему равна разность фаз этих лучей? 1) π/2; 2) π/4; 3) 3π/4; 4) π 4. Разность хода между световыми лучами в воздухе от двух когерентных источников Δ1 = 400 нм. Определите разность хода между этими лучами в стекле. Показатель преломления стекла n = 1, 4. 1) 520 нм; 2) 560 нм; 3) 310 нм; 4) 245 нм 5. В некоторую точку приходят когерентные лучи с геометрической разностью хода 1, 2 мкм, длина волны которых в вакууме 600 нм. Определите результат интерференции в этой точке если свет идет в воде (n = 1, 33 1) минимум интенсивности; 2) максимум интенсивности; 3) ответ не однозначен; 4) равномерная освещенность 6. Соблюдается ли закон сохранения энергии в явлении интерференции света? 1) соблюдается, т.к. световая волна превращается в другие виды энергии 2) соблюдается, т.к. в области интерференции световая энергия перераспределяется 3) не соблюдается, т.к. в точки минимумов освещенности световая энергия не попадает 4) не соблюдается, т.к. в точках максимумов освещенности световая энергия возрастает относительно суммарной световой энергии 7. По какой из формул определяется ширина Δx полосы на экране в опыте Юнга, если d - расстояние между когерентными источниками, L - расстояние от источников до экрана, λ- длина волны? 1) ; 2) ; 3) ; 4) 8. При выдувании мыльного пузыря при некоторой толщине пленки он приобретает радужную окраску. Какое физическое явление лежит в основе этого наблюдения? 1) дисперсия; 2) дифракция; 3) поляризация; 4) интерференция
Δ = 2n1d = mλ,
где Δ - разность хода, n1 - показатель преломления стекла, d - толщина пленки, m - целое число, λ - длина волны.
Для максимума интенсивности интерференции в видимом свете разность хода должна быть равна целому числу волн. Если это условие не выполняется, то интерференция будет минимальной или практически отсутствовать.
Решим уравнение для каждого варианта:
1) Для λ = 700 нм:
Δ = 2n1d = mλ
2 * 1,65 * 0,11 мкм = m * 700 нм
0,363 мкм = 0,7 м * m
m ≈ 0,52
Если m не является целым числом, то интерференция будет слабой или практически отсутствовать.
2) Для λ = 682 нм:
Δ = 2n1d = mλ
2 * 1,65 * 0,11 мкм = m * 682 нм
0,363 мкм = 0,682 м * m
m ≈ 0,53
Если m не является целым числом, то интерференция будет слабой или практически отсутствовать.
3) Для λ = 112 нм:
Δ = 2n1d = mλ
2 * 1,65 * 0,11 мкм = m * 112 нм
0,363 мкм = 0,112 м * m
m ≈ 3,24
Если m не является целым числом, то интерференция будет слабой или практически отсутствовать.
4) Для λ = 732 нм:
Δ = 2n1d = mλ
2 * 1,65 * 0,11 мкм = m * 732 нм
0,363 мкм = 0,732 м * m
m ≈ 0,5
Если m не является целым числом, то интерференция будет слабой или практически отсутствовать.
Таким образом, преобладающей длиной волны видимого света будет практически 732 нм, так как в этом случае разность хода ближе всего к целому числу волн. Ответ: 4) 732 нм.
2. Для определения, как изменится интенсивность света в точке при разности хода 2,4 мкм, нужно знать, как зависит интенсивность от разности фаз интерферирующих волн.
Если разность фаз равна (2n + 1)π (где n - целое число), интерференция будет усиливаться. Если разность фаз равна (2n)π (где n - целое число), интерференция будет ослабевать.
Решим задачу:
2,4 мкм = λ * m
где λ - длина волны, m - целое число.
Так как дана разность хода в микрометрах, а не в метрах, нужно умножить на 10^6, чтобы перевести в метры: 2,4 мкм = 2,4 * 10^(-6) м.
2,4 * 10^(-6) м = λ * m
Так как частота света равна 5 * 10^14 Гц, а скорость света равна ~3 * 10^8 м/с, можно использовать формулу λ = c/f:
2,4 * 10^(-6) м = (3 * 10^8 м/с) / (5 * 10^14 Гц)
2,4 * 10^(-6) м = 6 * 10^(-7) м
Теперь найдем m:
6 * 10^(-7) м = λ * m
6 * 10^(-7) м = 6 * 10^(-7) м * m
m = 1
Если m равно 1, то разность фаз равна (2 * 1)π = 2π, что соответствует четному числу полуволн. Следовательно, интерференция ослабнет.
Ответ: 1) ослабнет, т.к. разность хода равна четному числу полуволн.
3. Разность фаз двух интерферирующих лучей равна λ/4. Чтобы определить разность фаз, нужно знать отношение разности фаз к разности хода интерферирующих лучей.
Разность фаз равна Δφ = (2π/λ) * Δ, где Δ - разность хода, λ - длина волны.
Если Δφ равно π/2, то разность хода равна λ/4.
Ответ: 1) π/2.
4. Для определения разности хода между световыми лучами в стекле, нужно использовать формулу:
Δ2 = Δ1 / n,
где Δ2 - разность хода в стекле, Δ1 - разность хода в воздухе, n - показатель преломления стекла.
Решим задачу:
Δ1 = 400 нм,
n = 1,4.
Δ2 = Δ1 / n
Δ2 = 400 нм / 1,4
Δ2 ≈ 285,7 нм
Ответ: 4) 245 нм.
5. Чтобы определить результат интерференции в точке, нужно знать разность хода интерферирующих лучей и длину волны в воде (n = 1,33).
Разность хода в воде будет разностью хода в вакууме, умноженной на показатель преломления воды:
Δ2 = Δ1 * n,
где Δ2 - разность хода в воде, Δ1 - разность хода в вакууме, n - показатель преломления воды.
Определим результат интерференции:
Δ1 = 1,2 мкм,
n = 1,33.
Δ2 = Δ1 * n
Δ2 = 1,2 мкм * 1,33
Δ2 ≈ 1,6 мкм
Так как разность хода составляет половину длины волны, интерференция будет максимальной и будет наблюдаться максимум интенсивности.
Ответ: 2) максимум интенсивности.
6. Закон сохранения энергии соблюдается в явлении интерференции света. В области интерференции предельная интенсивность света может быть выше суммарной интенсивности каждой волны стоя по очереди. Это явление называется конструктивной интерференцией. В точках минимумов освещенности интерферирующих лучей энергия сонаправленных волн уплотняется и переходит в другие формы энергии, такие как задержка фазы, кинетическая энергия или потенциальная энергия. В целом, энергия системы остается постоянной.
Ответ: 2) соблюдается, т.к. в области интерференции световая энергия перераспределяется.
7. Ширина Δx полосы на экране в опыте Юнга определяется по формуле:
Δx = λL / d,
где λ - длина волны, L - расстояние от источников до экрана, d - расстояние между когерентными источниками.
Ответ: 4)
8. Радужная окраска мыльного пузыря при выдувании объясняется явлением интерференции. Два отражения от внешней и внутренней поверхностей пленки создают световые волны, которые интерферируют между собой. В результате интерференции некоторые длины волн освещаются, а другие подавляются. Это приводит к изменению цветовой окраски. Ответ: 4) интерференция.