Файл: Методические указания для студентов двухсеместрового курса физики, очной и заочной формы обучения.pdf

узкий пучок монохроматического зелёного света. За клином установлен вертикальный грани AB клина. Какое физическое явление можно при этом наблюдать?
2.
Укажите, в каких случаях дисперсией объясняется:
1) спектральное разложение солнечного света призмой.
2) спектральное разложение белого света, прошедшего сначала мало отверстия.
3. Синус предельного угла полного внутреннего отражения на границе стекло – воздух равен
8 13

стекла?
4. Монохроматический луч п призмы, преломляющий угол которой равен материала призмы для этого луча равен 1,4. Найдите угол отклонения луча, выходящего из призмы, от первоначального направления.
5. Объяснить причины появления двойной радуги. Каково чередование цветов в первой (основной) и во второй радуге.
№ 5.10. Изучение поляризованного света
Вопросы и задания для получения допуска к выполнению лабораторн
1. Свет как электромагнитная волна.
2. Световой вектор.
3. Естественный свет, поляризованный свет, плоско схема, определение.
4. Степень поляризации: формула, размерность.
5. Интенсивность света. Связь интенсивности света с амплитудой световых колебаний.
6. Плоская световая волна. Уравнение световой волны. Характеристики, входящие в уравнение световой волны: волновое число, циклическая частота, амплитуда светового вектора, их формулы, определения, единицы измерения.
7. Излучение светящегося тела, световой цуг.
8. Поляризатор, анализатор. Закон Малюса.
9. Расчетные формулы, использующиеся при проведении вычислений в лабораторной работе, величины в них входящие, их размерность.
24 узкий пучок монохроматического зелёного света. За клином установлен вертикальный экран, параллельный клина. Какое физическое явление можно при в каких случаях дисперсией
1) спектральное разложение солнечного света
2) спектральное разложение белого света, прошедшего сначала малое отверстие, а затем - два близко расположенных
Синус предельного угла полного внутреннего отражения на границе
8 13
. Чему равен абсолютный показатель преломления
Монохроматический луч падает нормально на боковую поверхность призмы, преломляющий угол которой равен 50 0
Показатель преломления материала призмы для этого луча равен 1,4. Найдите угол отклонения луча, выходящего из призмы, от первоначального направления.
Объяснить причины появления двойной радуги. Каково чередование цветов в первой (основной) и во второй радуге.
Лабораторная работа
№ 5.10. Изучение поляризованного света
Вопросы и задания для получения допуска к выполнению лабораторн работы №5.10 как электромагнитная волна.
Естественный свет, поляризованный свет, плоско-поляризованный свет:
Степень поляризации: формула, размерность.
Интенсивность света. Связь интенсивности света с амплитудой световых
Плоская световая волна. Уравнение световой волны. Характеристики, входящие в уравнение световой волны: волновое число, циклическая частота, амплитуда светового вектора, их формулы, определения,
Излучение светящегося тела, световой цуг.
Поляризатор, анализатор. Закон Малюса.
Расчетные формулы, использующиеся при проведении вычислений в лабораторной работе, величины в них входящие, их размерность.
два близко расположенных
Синус предельного угла полного внутреннего отражения на границе
Чему равен абсолютный показатель преломления адает нормально на боковую поверхность
Показатель преломления материала призмы для этого луча равен 1,4. Найдите угол отклонения луча,
Объяснить причины появления двойной радуги. Каково чередование
Вопросы и задания для получения допуска к выполнению лабораторной поляризованный свет:
Интенсивность света. Связь интенсивности света с амплитудой световых
Плоская световая волна. Уравнение световой волны. Характеристики, входящие в уравнение световой волны: волновое число, циклическая частота, амплитуда светового вектора, их формулы, определения,
Расчетные формулы, использующиеся при проведении вычислений в лабораторной работе, величины в них входящие, их размерность.

25 10. Схема установки. Ход работы.
Теоретический минимум для отчета лабораторной работы №5.10 1. Естественный и поляризованный свет. Степень поляризации света.
2. Закон Малюса.
3. Поляризация света при отражении и преломлении на границе раздела двух диэлектриков. Закон Брюстера.
4. Двойное лучепреломление.
5. Искусственная оптическая анизотропия.
6. Вращение плоскости поляризации оптически активными средами.
Контрольные задания для отчета лабораторной работы №5.10
Вариант 1 1. Естественный и поляризованный свет. Степень поляризации света.
2. Определите степень поляризации света, если в частично поляризованном свете амплитуда светового вектора, соответствующая максимальной интенсивности света, в 2 раза больше амплитуды, соответствующей минимальной интенсивности.
3. Если интенсивность естественного света, проходящего через поляризатор и анализатор, уменьшается в 4 раза, то чему равен угол между их главными плоскостями?
4. На стеклянную пластинку


1,7
n

падает естественный свет.
Отраженный луч максимально поляризован. Определить угол между падающим и отраженным лучами.
5. Кристаллическая пластинка из исландского шпата с наименьшей толщиной
0,54 d
мкм

служит пластинкой в четверть волны для
0,48 мкм


Определите разность n
 показателей преломления обыкновенного и необыкновенного лучей.
Вариант 2 1. Закон Малюса.
2. Если в частично поляризованном свете амплитуда светового вектора, соответствующая максимальной интенсивности света, в 1,5 раза больше амплитуды, соответствующей минимальной интенсивности, то чему равна степень поляризации света?
3. Во сколько раз ослабевает естественный свет, проходя через две призмы Николя, плоскости поляризации которых составляют угол
60

 
?
4. Чему равен показатель преломления стекла, если отраженный луч будет полностью поляризован при угле преломления 30 0
?

26 5. Кристаллическая пластинка из исландского шпата с наименьшей толщиной
0,86 d
мкм

служит пластинкой в четверть волны для
0,59 мкм


Определите разность n
 показателей преломления обыкновенного и необыкновенного лучей.
Вариант 3 1. Поляризация света при отражении и преломлении на границе раздела двух диэлектриков. Закон Брюстера.
2. Степень поляризации света равна Р = 0,25. Найти отношение интенсивности поляризованной составляющей к интенсивности естественной составляющей.
3. Интенсивность света, прошедшего поляризатор и анализатор, угол между главными плоскостями которых составляет 30 0
, равна I
1
. При изменении угла до 45 0
интенсивность света изменилась до I
2
. Чему равно отношение интенсивностей I
1
/I
2
?
4. Естественный луч света падает на полированную поверхность стеклянной пластины


1,54
n

, погруженной в жидкость. Отраженный от пластины луч составляет угол
97

 
с падающим лучом. Определить показатель преломления жидкости, если отраженный луч полностью поляризован.
5. Определите наименьшую толщину кристаллической пластинки в четверть волны для
530 нм


, если разность показателей преломления необыкновенного и обыкновенного лучей для данной длины волны
0,01.
n
 
Вариант 4 1. Двойное лучепреломление.
2. Если в частично поляризованном свете амплитуда светового вектора, соответствующая максимальной интенсивности света, в 3 раза больше амплитуды, соответствующей минимальной интенсивности, то чему равна степень поляризации света?
3. Угол
 между плоскостями пропускания поляризатора и анализатора равен 30
 . Во сколько раз уменьшится интенсивность света, выходящего из анализатора, если угол увеличить до 60
 ?
4. На стеклянную пластинку


1,54
n

падает естественный свет.
Отраженный луч максимально поляризован. Определить угол между падающим и отраженным лучами.
5. Определите наименьшую толщину кристаллической пластинки в полволны для
530 нм


, если разность показателей преломления необыкновенного и обыкновенного лучей для данной длины волны
0,01.
n
 
Вариант 5 1. Искусственная оптическая анизотропия.

27 2. Степень поляризации частично поляризованного света составляет 0,75.
Определите отношение максимальной интенсивности света, пропускаемого анализатором, к минимальной интенсивности света.
3. Во сколько раз уменьшиться интенсивность света после прохождения через два Николя плоскости поляризации которых составляют угол 60 0

6. Просветление оптики. Интерферометр Майкельсона.
Контрольные задания
1. Интерференция световых волн. Монохроматичность и когерентность световых волн.
2. На ступенчатую стеклянную перпендикулярно ее поверхности, падает световой пучок, который после отражения от

Длина падающей волны высоты ступеньки d интенсивность в фокусе линзы будет минимальной?
3. Расстояние между расстояние от щелей до ширина полос интерференции
4. Плосковыпуклая линза в установке для получения колец радиус кривизны 4 м. Радиус пятого светлого кольца составляет 3 мм. Чему равна света?
5. Пучок белого света падает нормально на стеклянную толщина которой d=0,4 мкм длины волн, лежащие в пределах усиливаются в отраженном
1. Интенсивности максимумов и минимумов в случае интерференции света. Условия интерференционных максимумов и минимумов.
2. Одна сторона стеклянного клина за с двумя щелями, как показано на рисунке. На клин, перпендикулярно его поверхности, падает световой пучок, который после прохождения клина собирается линзой.
Длина падающей волны ????
2 3

 При какой разности толщины клина интенсивность света в фокусе линзы будет максимальной?
3. В опыте с зеркалами Френеля расстояние между мнимыми изображениями источника света 0,5

Если в наблюдаемом монохроматическом свете ширина пол чему равна длина волны света?
4. Диаметр d
2
второго светлого кольца Ньютона при наблю отраженном свете (λ=0,6 мкм плосковыпуклой линзы, взятой для
28
Просветление оптики. Интерферометр Майкельсона.
Контрольные задания для отчета лабораторной работы №5.11
Вариант 1
Интерференция световых волн. Монохроматичность и когерентность световых волн.
На ступенчатую стеклянную пластину,
перпендикулярно ее поверхности, падает световой пучок, который после отражения от пластины собирается линзой.

Длина падающей волны λ. При каком наименьшем значении интенсивность в фокусе линзы будет минимальной?
между двумя щелями в опыте Юнга экрана 3 м. Определить длину волны ширина полос интерференции на экране равна 1,5 мм.
Плосковыпуклая линза в установке для получения колец
. Радиус пятого светлого кольца в отраженном свете
Чему равна длина волны падающего монохроматического
Пучок белого света падает нормально на стеклянную мкм. Показатель преломления стекла длины волн, лежащие в пределах видимого спектра (от 400 до 700

отраженном пучке?
Вариант 2
. Интенсивности максимумов и минимумов в случае интерференции света. Условия интерференционных максимумов и минимумов.
. Одна сторона стеклянного клина закрыта экраном с двумя щелями, как показано на рисунке. На клин, перпендикулярно его поверхности, падает световой пучок, который после прохождения клина собирается линзой.

????; в стекле она меньше, и равна какой разности толщины клина d около щелей интенсивность света в фокусе линзы будет максимальной?
В опыте с зеркалами Френеля расстояние между мнимыми ображениями источника света 0,5 мм, расстояние от них до экрана равно 5
монохроматическом свете ширина полос равна 6
чему равна длина волны света? второго светлого кольца Ньютона при наблю мкм) равен 1,2 мм. Определить оптическую силу плосковыпуклой линзы, взятой для опыта. для отчета лабораторной работы №5.11
Интерференция световых волн. Монохроматичность и пластину, перпендикулярно ее поверхности, падает световой пучок, пластины собирается линзой.

. При каком наименьшем значении интенсивность в фокусе линзы будет минимальной?
Юнга равно 1 мм, волны света, если
Плосковыпуклая линза в установке для получения колец Ньютона имеет в отраженном свете монохроматического
Пучок белого света падает нормально на стеклянную пластинку,
. Показатель преломления стекла n=1,5. Какие видимого спектра (от 400 до 700 нм),
. Интенсивности максимумов и минимумов в случае интерференции света. Условия интерференционных максимумов и минимумов.
В опыте с зеркалами Френеля расстояние между мнимыми тояние от них до экрана равно 5 м. ос равна 6 мм, то второго светлого кольца Ньютона при наблюдении в
. Определить оптическую силу D

29 5. За испарением тонкой плёнки спирта (n сп
=1,36), находящейся на стеклянной пластинке (n ст
= 1,5), наблюдают сверху. В какой-то момент времени плёнка становится красной (λ=700 нм). Чему может быть равна минимальная толщина плёнки в этот момент?
Вариант 3 1. Методы наблюдения интерференции: метод Юнга, зеркала Френеля, бипризма Френеля, зеркало Ллойда.
2. Одна сторона толстой стеклянной пластины имеет ступенчатую поверхность, как показано на рисунке. На пластину, перпендикулярно ее поверхности, падает световой пучок, который после отражения от пластины собирается линзой. Длина падающей волны λ.

При каком наименьшем значении высоты ступеньки d интенсивность в фокусе линзы будет максимальной?
3. 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 монохроматического света λ=6,5·10
-7 м.
4. Плосковыпуклая линза выпуклой стороной лежит на стеклянной пластинке. Определить толщину d слоя воздуха там, где в отраженном свете
(λ=0,6 мкм) видно первое светлое кольцо Ньютона.
5. Плёнку масла (n м
=1,42) толщиной 200 нм, находящуюся на стеклянной пластинке (n ст

=1,5), наблюдают сверху. Какого цвета она должна вам казаться?
Вычислите соответствующую длину волны.
Вариант 4 1. Расчет интерференционной картины от двух когерентных источников.
2. Одна сторона стеклянного клина закрыта экраном с двумя щелями, как показано на рисунке. На клин, перпендикулярно его поверхности, падает световой пучок, который после прохождения клина собирается линзой. Длина падающей волны λ; в стекле она меньше, и равна
2 3


При какой разности толщины клина d около щелей интенсивность света в фокусе линзы будет минимальной?
3. Во сколько раз увеличится расстояние между соседними интерференционными полосами на экране в опыте Юнга, если зеленый светофильтр (λ
1
= 0,5 мкм) заменить красным (λ
2

= 0,65 мкм)?
4. Плосковыпуклая линза в установке для получения колец Ньютона имеет радиус кривизны 4 м. Радиус пятого темного кольца в проходящем свете составляет 3 мм. Чему равна длина волны падающего монохроматического света?