Тема: Интерференция и дифракция света
При наблюдении интерференции фиолетового света в опыте Юнга расстояние между соседними темными полосами на экране равно 2 мм. Если источник фиолетового света заменить источником красного света, длина волны которого в 1,5 раза больше, то это расстояние станет равным ____ мм.
3 | 
|
Решение:
В опыте Юнга расстояние между соседними темными полосами (минимумами), называемое шириной интерференционной полосы, равно 
, где 
расстояние от щелей (когерентных источников света) до экрана, 
расстояние между щелями, 
длина волны света. Поскольку расстояние до экрана и расстояние между источниками не меняется, а увеличивается длина световой волны, то 
ЗАДАНИЕ N 10 сообщить об ошибке
Тема: Эффект Комптона. Световое давление
Давление 
света на поверхность, имеющую коэффициент отражения 
, при энергетической освещенности 
составляет ______ мкПа.
1 | 
|
Решение:
Давление света определяется по формуле 
, где 
энергетическая освещенность поверхности, то есть энергия, падающая на единицу площади поверхности в единицу времени; 
скорость света; 
коэффициент отражения. Давление света 
ЗАДАНИЕ N 11 сообщить об ошибке
Тема: Тепловое излучение. Фотоэффект
По мере нагревания тела его свечение изменяется следующим образом. При комнатной температуре свечение в видимой области спектра не наблюдается. По мере повышения температуры тело начинает светиться малиновым цветом, переходящим в красный цвет («красное каление»), а затем в белый («белое каление»). Закономерности изменения цвета свечения тела при его нагревании объясняются …
| 
| законом смещения Вина | |
|
| законом Стефана-Больцмана | ||
| законами смещения Вина и Стефана-Больцмана | ||
|
| законом Кирхгофа |
Решение:
Согласно закону смещения Вина, длина волны, на которую приходится максимум излучательной способности абсолютно черного тела, обратно пропорциональна абсолютной температуре: 
, где 
– постоянная. При комнатной температуре максимум излучения лежит в далекой инфракрасной области, излучение в видимой области практически отсутствует. При температуре, приближающейся к 
, максимум излучения по-прежнему находится в инфракрасной области, однако излучение в видимой части спектра становится заметным. При этом наибольшая интенсивность приходится на красную часть спектра. Это температура «красного каления». По мере роста температуры максимум излучения смещается в видимую часть спектра; при этом различие в интенсивностях падает, и излучение приобретает желтый, а затем и белый цвет («белое каление»).
ЗАДАНИЕ N 12 сообщить об ошибке
Тема: Поляризация и дисперсия света
На рисунке изображена дисперсионная кривая для некоторого вещества. Интенсивное поглощение света наблюдается для диапазона частот …
|
|
| от w1 до w2 | |
|
| от 0 до w1 | ||
|
| от w1 до w0 | ||
|
| от w2 до 
|
Решение:
Интенсивному поглощению света веществом соответствует область аномальной дисперсии, где с ростом частоты света 
показатель преломления 
убывает, то есть 
. Этому условию удовлетворяет область частот от w1 до w2.
ЗАДАНИЕ N 25 сообщить об ошибке
Тема: Эффект Комптона. Световое давление
Максимальное изменение длины волны при комптоновском рассеянии имеет место при угле (в градусах) рассеяния фотонов, равном …
180 | 
|
Решение:
Увеличение длины волны фотона при его рассеянии на свободном электроне равно 
, где 
комптоновская длина волны для электрона. Максимальное изменение длины волны будет при условии 
. Отсюда 
.
ЗАДАНИЕ N 26 сообщить об ошибке
Тема: Поляризация и дисперсия света
На пути естественного света помещены две пластинки турмалина. После прохождения пластинки 1 свет полностью поляризован.
Если J0 – интенсивность естественного света, а J1 и J2 – интенсивности света, прошедшего пластинки соответственно 1 и 2, то при угле 
между направлениями OO и O’O’, равном 30°, J2 и J0 связаны соотношением …
|
|
| 
| |
|
| 
| ||
|
| 
| ||
|
| 
|
Решение:
Если J0 – интенсивность естественного света, то в отсутствие поглощения интенсивность J1 света, прошедшего через поляризатор (пластинку 1), равна 
, а интенсивность J2 света, прошедшего через анализатор (пластинку 2), определяется законом Малюса: 
.
ЗАДАНИЕ N 27 сообщить об ошибке
Тема: Интерференция и дифракция света
Плоская световая волна ( 
) падает нормально на диафрагму с круглым отверстием, радиус которого 
. Отверстие открывает только одну зону Френеля для точки, лежащей на оси отверстия на расстоянии (в 
) от него, равном …
60 | 
|
Решение:
Если отверстие открывает только одну зону Френеля для точки, лежащей на оси отверстия, то для расстояния 
до него справедливо соотношение 
. Приводя подобные члены и учитывая, что 
– величина второго порядка малости по сравнению с 
и слагаемым 
можно пренебречь, получим 
.
ЗАДАНИЕ N 28 сообщить об ошибке
Тема: Тепловое излучение. Фотоэффект
Уединенный медный шарик освещается ультрафиолетовым излучением с длиной волны 
. Если работа выхода электрона для меди 
, то максимальный потенциал, до которого может зарядиться шарик, равен _____ В. ( 
)
|
|
| 3,0 | |
|
| |||
|
| 4,5 | ||
|
|
Решение:
Под действием падающего ультрафиолетового излучения происходит вырывание электронов из металла (фотоэффект). Вследствие вылета электронов шарик заряжается положительно. Максимальный потенциал 
, до которого может зарядиться шарик, определяется максимальной кинетической энергией фотоэлектронов 
, где 
– заряд электрона. Эту энергию можно определить из уравнения Эйнштейна для фотоэффекта: 
Тогда 
ЗАДАНИЕ N 7 сообщить об ошибке
Тема: Эффект Комптона. Световое давление
Фотон с энергией 100 кэВ в результате комптоновского рассеяния на электроне отклонился на угол 90°. Энергия рассеянного фотона равна _____ .
Ответ выразите в кэВ и округлите до целого числа. Учтите, что энергия покоя электрона 511 кэВ.
84 | 
|
Решение:
Изменение длины волны рентгеновского излучения при комптоновском рассеянии определяется по формуле , где 
– комптоновская длина волны, – угол рассеяния. Энергия фотона 
. Тогда формулу для изменения длины волны можно записать следующим образом: 
или 
. Здесь учтено, что 
, а 
– энергия покоя электрона. Отсюда 
ЗАДАНИЕ N 8 сообщить об ошибке
Тема: Тепловое излучение. Фотоэффект
На рисунке представлены две вольтамперные характеристики вакуумного фотоэлемента. Если Е – освещенность фотокатода, а l – длина волны падающего на него света, то справедливо следующее утверждение …
|
|
| 
| |
|
| 
| ||
|
| 
| ||
|
| 
|
Решение:
Приведенные на рисунке вольтамперные характеристики отличаются друг от друга величиной задерживающего напряжения ( 
) и величиной тока насыщения ( 
). Величина задерживающего напряжения определяется максимальной скоростью фотоэлектронов: 
. С учетом этого уравнение Эйнштейна можно представить в виде 
. Отсюда, поскольку , 
. При этом учтено, что 
остается неизменной. На величину фототока насыщения влияет освещенность фотокатода: согласно закону Столетова, фототок насыщения пропорционален энергетической освещенности фотокатода. Поэтому 
.
ЗАДАНИЕ N 9 сообщить об ошибке
Тема: Поляризация и дисперсия света
На рисунке изображена дисперсионная кривая для некоторого вещества. Интенсивное поглощение света наблюдается для диапазона частот …
|
|
| от w1 до w2 | |
|
| от 0 до w1 | ||
|
| от w1 до w0 | ||
|
| от w2 до
|
Решение:
Интенсивному поглощению света веществом соответствует область аномальной дисперсии, где с ростом частоты света показатель преломления убывает, то есть . Этому условию удовлетворяет область частот от w1 до w2.
ЗАДАНИЕ N 10 сообщить об ошибке
Тема: Интерференция и дифракция света
На пути плоской световой волны, распространяющейся в воздухе, поместили стеклянную пластинку толщиной 1 см. Показатель преломления стекла 
. Если пластинка расположена перпендикулярно направлению распространения света, то увеличение оптической длины пути (в мм) составит …
5 | 
|
Решение:
При помещении стеклянной пластинки на пути световых лучей оптическая разность хода увеличивается на 
, где 
– толщина пластинки. При этом учтено, что пластинка расположена перпендикулярно направлению распространения света. Используя данные задачи, получаем: 
ЗАДАНИЕ N 15 сообщить об ошибке
Тема: Интерференция и дифракция света
При дифракции на дифракционной решетке наблюдается зависимость интенсивности излучения с длиной волны 
от синуса угла дифракции, представленная на рисунке (изображены только главные максимумы). Количество штрихов на 
длины решетки равно …
500 | 
|
Решение:
Условие главных максимумов для дифракционной решетки имеет вид 
, где – период решетки, – угол дифракции, 
– порядок максимума, – длина световой волны. Отсюда 
.Число штрихов решетки на единице ее длины 
. Из приведенной зависимости 
при 
. Тогда 
.
ЗАДАНИЕ N 16 сообщить об ошибке
Тема: Эффект Комптона. Световое давление
Солнечный свет падает на зеркальную поверхность по нормали к ней. Если интенсивность солнечного излучения равна 1,37кВт/м2, то давление света на поверхность равно _____ . (Ответ выразите в мкПа и округлите до целого числа).
9 | 
|
Решение:
Давление света определяется по формуле , где энергетическая освещенность поверхности, равная энергии, падающей на единицу площади поверхности в единицу времени; скорость света; коэффициент отражения. Для зеркальной поверхности 
Тогда давление света 
ЗАДАНИЕ N 17 сообщить об ошибке
Тема: Тепловое излучение. Фотоэффект
Свет, падающий на металл, вызывает эмиссию электронов из металла. Если интенсивность света уменьшается, а его частота при этом остается неизменной, то …
|
|
| количество выбитых электронов уменьшается, а их кинетическая энергия остается неизменной | |
|
| количество выбитых электронов остается неизменным, а их кинетическая энергия уменьшается | ||
|
| количество выбитых электронов увеличивается, а их кинетическая энергия уменьшается | ||
|
| количество выбитых электронов и их кинетическая энергия увеличиваются |
Решение:
Согласно уравнению Эйнштейна для фотоэффекта, 
, где 
энергия фотона; 
работа выхода электронов из металла; 
максимальная кинетическая энергия электронов, которая зависит от энергии фотона, следовательно, от частоты света. Поскольку частота не меняется, то и кинетическая энергия остается неизменной. Интенсивность света пропорциональна числу фотонов, а количество выбитых электронов пропорционально числу падающих фотонов; значит, с уменьшением интенсивности света количество выбитых электронов уменьшается.
ЗАДАНИЕ N 18 сообщить об ошибке
Тема: Поляризация и дисперсия света
Кривая дисперсии для некоторого вещества в области одной из полос поглощения имеет вид, показанный на рисунке:
Групповая скорость 
света в веществе больше фазовой скорости 
для области частот …
|
|
| 
| |
|
| 
| ||
|
| 
| ||
|
| 
|
Решение:
При нормальной дисперсии групповая скорость меньше фазовой 
В случае аномальной дисперсии 
. Дисперсия света называется нормальной, если с ростом частоты показатель преломления растет; дисперсия света называется аномальной, если с ростом частоты показатель преломления убывает. Из приведенной кривой дисперсии следует, что аномальная дисперсия имеет место в области частот . Следовательно, для области частот .