Геометрическая оптика. Фотометрия

1. Чему равно абсолютное значение оптической силы собирающей линзы, фокусное расстояние которой равно 20 см?

2. С помощью собирающей линзы получили изображение светящейся точки. Чему равно фокусное расстояние линзы, если а = 0,5 м, в = 1 м?

3. Найти фокусное расстояние линзы, если известно, что действительное изображение предмета, находящегося на расстоянии 0,3 м от линзы, получается на таком же расстоянии от нее.

4. Вычислите увеличение лупы с фокусным расстоянием 5 см для нормального глаза с расстоянием наилучшего зрения 25 см.

5. Человек с нормальным зрением пользуется линзой с оптической силой 16 дптр как лупой. Какое увеличение дает такая лупа?

6. Столб вбит в дно реки и 1 м столба возвышается над водой. Найдите длину тени столба на поверхности и на дне реки, если высота Солнца над горизонтом (угол между лучом и горизонтом) 30⁰, глубина реки 2 м, показатель преломления воды 1,33.

7. Найти предельный угол падения луча на границу раздела стекла (n₁ = 1,5) и воды (n₂ = 1,33).

8. На плоскопараллельную стеклянную пластинку (n = 1,5) толщиной 6 см падает под углом 35° луч света. Определить боковое смещение луча, прошедшего сквозь эту пластинку.

9. Необходимо изготовить плосковыпуклую линзу с оптической силой 6 дптр. Определить радиус кривизны выпуклой поверхности линзы, если показатель преломления материала линзы равен 1,6.

10. Электрическая лампа, сила света которой 100 кд, заключена в матовый сферический плафон диаметром 5 см. Найти светимость и яркость лампы. Поглощением света плафоном пренебречь.

Интерференция света

1. В опыте Юнга отверстия освещались монохроматическим светом с длиной волны 6^.10^-5см, расстояние между отверстиями 1 мм и расстояние от отверстий до экрана 3 м. Найти ширину первой светлой полосы.

2. В опыте Юнга расстояние между щелями равно 0,8 мм. На каком расстоянии от щелей следует расположить экран, чтобы ширина интерференционной полосы оказалась равной 2 мм? Длина волны 0,6 мкм.

3. В опыте с зеркалами Френеля расстояние между мнимым изображением источника света равно 0,5 мм, расстояние от них до экрана равно 3 м. Длина волны 0,6 мкм. Определить ширину полос интерференции на экране

4. В опыте с зеркалами Френеля расстояние между мнимыми изображениями источника света было равно 0,5 мм. Расстояние до экрана 5 м. В зеленом свете получились интерференционные полосы на расстоянии 5 мм друг от друга. Найти длину волны.

5. Задачи по вариантам.

Дифракция света

1. При падении света с длиной волны 0,5 мкм на дифракционную решетку третий дифракционный максимум наблюдается под углом 30⁰. Найти период решетки.

2. Найти радиус третьей зоны Френеля для плоского волнового фронта (длина волны равна 0,6 мкм) для точки, находящейся на расстоянии 1 м от фронта волны.

3. Вычислите радиус пятой зоны Френеля для плоского волнового фронта, если точка наблюдения находится на расстоянии 1 м от фронта волны. Длина волны равна 0,5 мкм.

4. На щель шириной 0,1 мм нормально падает параллельный пучок света от монохроматического источника с длиной волны 0,6 мкм. Определите синус угла, соответствующего второму максимуму.

5. На узкую щель падает монохроматический свет. Направление на четвертую темную дифракционную полосу составляет 2,2⁰. Найти число длин волн, укладывающихся на ширине щели (sin 2,2⁰ = 0,0384).

6. Дифракционная решетка содержит 200 штрихов на один миллиметр. На решетку падает нормально монохроматический свет l = 0,6 мкм. Максимум какого наибольшего порядка дает эта решетка?

7. Сколько штрихов на каждый миллиметр содержит дифракционная решетка, если в дифракционной картине волны с 0,6 мкм максимум пятого порядка наблюдается под углом 18⁰ (sin 18⁰ = 0,309)?

8. Определить порядок темной дифракционной полосы, соответствующий углу 30⁰ при нормальном падении света длиной 400 нм на щель шириной 8 мкм.

9. Узкий параллельный пучок монохроматического рентгеновского излучения падает на грань кристалла с расстоянием 0,3 нм между его атомными плоскостями. Определить длину волны рентгеновского излучения, если под углом 30° к плоскости грани наблюдается дифрак­ционный максимум первого порядка.

Электромагнитные волны в веществе

1. На грань стеклянной призмы (n = 1,5) нормально падает луч света. Определить угол откло­нения луча призмой, если ее преломляющий угол равен 30°.

2. При прохождении света в некотором веществе пути х его интенсивность уменьшилась в три раза. Определить, во сколько раз уменьшится интенсивность света при прохождении им пути 2х.

3. Предельный угол полного отражения для пучка света на границе кристалла каменной соли с воздухом равен 40,5°. Определить угол Брюстера при падении света из воздуха на повер­хность этого кристалла.

4. Световые волны в некоторой жидкости имеют длину волны 600 нм и частоту 10¹⁴ Гц. Определите скорость света в этой жидкости.

5. Угол поляризации для одного из сортов стекла равен 60⁰. Определите абсолютный показатель преломления стекла.

6. Определить показатель преломления вещества, если его диэлектрическая проницаемость ε = 2 (магнитная проницаемость вещества равна 1).

7. Контрольная работа по теме «Оптика» (по вариантам).