Фонарь-электрошокер

Гуманитарные науки

У нас студенты зарабатывают деньги

 Дипломы, работы на заказ, недорого

Дипломы, работы на заказ, недорого

 Cкачать    курсовую

Cкачать курсовую

 Контрольные работы

Контрольные работы

 Репетиторы онлайн по английскому

Репетиторы онлайн по английскому

Приглашаем к сотрудничеству преподователей

Приглашаем к сотрудничеству преподователей

Готовые шпаргалки, шпоры

Готовые шпаргалки, шпоры

Отчет по практике

Отчет по практике

Приглашаем авторов для работы

Авторам заработок

Решение задач по математике

Закажите реферат

Закажите реферат

Первый и второй законов Кеплера Задачи для самостоятельного решения ьТепловая и электромагнитная энергия Магнитное поле в веществе Лабораторные работы Электрические цепи постоянного тока Магнитная индукция Контрольная работа

Плотность тока и закон Ома Волновая оптика Электромагнетизм В трехфазном асинхронном электродвигателе Правила Кирхгофа Цепь переменного тока Измерение силы тока и напряжения Методика решения задач по кинематике

Задачи по курсу общей физики и элекиротехнике

Волновая оптика. Квантовая природа излучения

В настоящее время волновая оптика является частью общего учения о распространении волн. При изучении явлений интерферен­ции, дифракции, объясняемых с позиций волновой_ природы света, студент должен обратить внимание на общность этих явлений для волн любой природы. Но световые волны имеют специфические особенности: когерентность, монохроматичность, которые обуслов­лены конечной длительностью свечения отдельного атома.

При изучении интерференции света особое внимание следует обратить на такие вопросы, как цвета тонких пленок, полосы рав­ной толщины и равного наклона. Следует помнить, что при интер­ференции света имеет место суперпозиция, связанная с перераспределением энергии, а не с взаимодействием волн. Кинематика равномерного движения по окружности. Движение по окружности с постоянной по модулю скоростью – криволинейное движение, траекторией которого является окружность и при котором модуль скорости материальной точки остается постоянным.

Рассматривая явление дифракции, необходимо уяснить метод зон Френеля, уметь пользоваться графическим методом сложения амплитуд, что будет способствовать пониманию дифракции на од­ной щели, дифракционной решетке. Кроме того, необходимо изу­чить дифракцию на пространственной решетке и уметь пользовать­ся формулой Вульфа—Брэгга, являющейся основной в рентгено-структурном анализе, имеющем важнейшее практическое применение.

Изучение явлений интерференции и дифракции света должно подготовить студента к пониманию основ волновой (квантовой) механики и физики твердого тела.

Поперечность световых волн была экспериментально установ­лена при изучении явления поляризации света, которое имеет боль­шое практическое применение. При изучении этого явления особое внимание следует обратить на способы получения поляризованно­го света и применение законов Брюстера, Малюса, на явление вра­щения плоскости поляризации в кристаллах и растворах, эффект Керра. 

Изучая явление дисперсии света, необходимо уяснить сущность электронной теории этого явления, отличие нормальной дисперсии от аномальной.

Четко представлять такие понятия, как фазовая и групповая скорость, знать связь между ними и показать их равенство при отсутствии дисперсии. Следует представлять, что при движении заряженных частиц в веществе в том случае, когда их скорость движения превышает фазовую скорость световых волн в этой сре­де, возникает излучение Вавилова—Черенкова, которое нужно рас­сматривать как классическое явление.

Переход от классической физики к квантовой связан с пробле­мой теплового излучения и, в частности, с вопросом распределе­ния энергии по частотам в спектре абсолютно черного тела. Изу­чая тему «Квантовая природа излучения», необходимо знать гипо­тезу Планка о квантовании энергии осцилляторов и уяснить, что на основании формулы Планка могут быть получены законы Сте­фана—Больцмана и Вина.

Развитие гипотезы Планка привело к созданию представле­ний о квантовых свойствах света. Кванты света получили название фотонов. С позиций квантовой теории света объясняются такие явления, как фотоэлектрический эффект и эффект Комптона. При изучении фотоэффекта следует знать формулу Эйнштейна и на ее основании уметь объяснить закономерности, установленные Столе­товым.

Рассматривая эффект Комптона, необходимо обратить внима­ние на универсальный характер законов сохранения, которые ока­зываются справедливыми в каждом отдельном акте взаимодейст­вия фотона с электроном.

Изучая световое давление, важно понять, что это явление мо­жет быть объяснено как на основе волновых представлений о све­те, так и с точки зрения квантовой теории.

В итоге изучения этого раздела у студента должно сформиро­ваться представление, что электромагнитное излучение имеет двой­ственную корпускулярно-волновую природу (корпускулярно-волновой дуализм). Корпускулярно-волновой дуализм является проявле­нием взаимосвязи двух основных форм материи: вещества и поля.

Контрольная работа № 5 построена таким образом, что дает возможность проверить знания студентов по разделу «Волновая оптика и квантовая природа излучения». В нее включены задачи на расчет картины интерференции от двух когерентных источников, интерференцию в тонких пленках, полосы равной толщины и рав­ного наклона. Тема «Дифракция света» представлена задачами: дифракция в параллельных лучах на одной щели, на плоской и пространственной дифракционных решетках.

Задачи по теме «Поляризация света» охватывают такие вопросы, как применение законов Брюсгера, Малюса, использование формул Френеля для определения степени поляризации, вращение плоскости поляризации в растворах и кристаллах.

Задачи на дисперсию и поглощение света затрагивают такие вопросы, как определение фазовой и групповой скорости  эффект Вавилова—Черенкова, закон Бугера.

Задачи по теме «Квантовая природа излучения» включают та­кие вопросы, как законы теплового излучения, фотоэффект, эффект Комптона, давление света.

Основные законы и формулы

Показатель преломления сре­ды (абсолютный)

Оптическая длина пути луча

L=nl

Оптическая разность хода двух световых волн

Условие максимума интенсивности света при интерференции 

Условие минимума интенсив­ности света при интерференции

Линейное и угловое расстоя­ние между соседними интерфе­ренционными полосами на эк­ране, расположенном парал­лельно двум когерентным ис­точникам света

Оптическая разность хода световых волн в тонких плен­ках в отраженном и проходя­щем свете (показатель прелом­ления пленки больше показате­ля преломления окружающей среды)

Радиус темных колец Нью­тона в отраженном свете

Радиус светлых колец Нью­тона в отраженном свете

Условие дифракционных мак­симумов от одной щели

Условие дифракционных ми­нимумов от одной щели

Условие главных максиму­мов дифракционной решетки

Формула Вульфа—Брэгга для дифракционных рентгенов­ских лучей

Разрешающая сила дифрак­ционной решетки

Формулы Френеля для отраженногр естественного света от диэлектриков

Степень поляризации света

Закон Брюстера

Закон Малюса

Разность хода лучей, про­шедших пластинку исландского шпата (или кварца), вырезан­ную параллельно оптической оси, в случае нормального па­дения света

Угол поворота плоскости по­ляризации монохроматического света при прохождении через оптически активное вещество;

кристаллы

растворы

Связь между групповой (u) и фазовой (υ) скоростями волн

Условие возникновения из­лучения Вавилова—Черенкова

υ>c/n

Закон Стефана—Больцмана

Закон смещения Вина

Связь между энергетической светимостью и энергетической яркостью для абсолютно чер­ного тела

Энергия фотона

Масса фотона

Импульс фотона

Давление света при нор­мальном падении на поверх­ность с коэффициентом отра­жения р

Закон Бугера

Уравнение Эйнштейна для внешнего фотоэффекта:

при Г<5 кэВ

 при Г>5 кэВ

Красная граница фотоэф­фекта

 или

Изменение длины волны при эффекте Комптона

Примеры решения задач Расстояние между двумя когерентными источниками d=0,9 мм. Источники, испускающие монохроматический свет с длиной волны λ=640 нм, расположены на расстоянии L=3,5 м от экрана. Оп­ределить число светлых полос, располагающихся на 1 см длины экрана.

В просветленной оптике для устранения отражения света на поверхность линзы наносится тонкая пленка вещества с показателем преломления 1,26, меньшим, чем у стекла. При какой толщине пленки отражение света от линзы не будет наблюдаться? Длина волны падающего света 0,55 мкм, угол падения З0°.

На дифракционную решетку Д нормально падает монохроматический свет с длиной волны 0,65 мкм. На экране Э, расположен­ном параллельно решетке и отстоящем от нее на расстояние 0,5 м, наблюдается дифракционная картина. Расстояние между дифракционными максимумами первого порядка равно 10 см. Определить постоянную дифракционной решетки и общее число главных максимумов, получаемых с помощью этой решетки.

Определить расстояние между атомными плоскостями  в кристалле каменной соли, если дифракционный максимум первого порядка наблюдается при падении рентгеновских лучей с длиной волны 0,147 нм под углом 15° 12' к поверхности кристалла.

Определить, во сколько раз уменьшится интенсивность естественного света, прошедшего через два николя, плоскости поляризации которых составляют угол 45°. Каждый николь поглощает 8 % света, падающего на него

В черенковском счетчике из каменной соли релятивистские протоны излучают в фиолетовом участке спектра в конусе с раствором 98°,80. Определить кинетическую энергию протонов. Длина волны фиолетовых лучей 0,4 мкм. Коэффициент преломления для этого участка спектра 1,54.

На зачерненную поверхность нормально падает монохроматический свет с длиной волны 0,65 мкм, производя давление 0,5Па, Определить концентрацию фотонов вблизи поверхности и число фотонов, падающих на площадь 1 в 1 с.

Для получения колец Ньютона используют плоско-выпуклую линзу с радиусом кривизны 12,5 м. Освещая линзу монохроматическим светом, определили, что расстояние между четвертым и пятым светлыми кольцами равно 0,5 мм. Найти длину волны падающего света.


Задачи по курсу общей физики