Задачи на тему Оптика

Предмет Физика
Из пособия Решебник методички Чертова

1 От двух когерентных источников S1 и S2 0,8 мкм лучи попадают на экран. На экране наблюдается интерференционная картина. Когда на пути одного из лучей перпендикулярно ему поместили мыльную пленку, интерференционная картина изменилась на противоположную. При какой наименьшей толщине пленки это возможно?
РЕШЕНИЕ

2 На стеклянный клин с малым углом нормально к его грани падает параллельный пучок лучей монохроматического света с длиной волны 0,6 мкм. Число возникающих при этом интерференционных полос, приходящихся на отрезок клина длиной, равно 10. Определить угол клина.
РЕШЕНИЕ

3 На дифракционную решетку в направлении нормали к ее поверхности падает монохроматический свет. Период решетки 2 мкм. Определить наибольший порядок дифракционного максимума, который дает эта решетка в случае красного 0,7 мкм и фиолетового 0,41 мкм света.
РЕШЕНИЕ

4 Пучок естественного света падает на полированную поверхность стеклянной пластины, погруженной в жидкость. Отраженный от пластины лучок света образует угол 97° с падающим пучком. Определить показатель преломления жидкости, если отраженный свет максимально поляризован.
РЕШЕНИЕ

5 Два николя N1 и N2 расположены так, что угол между их плоскостями пропускания составляет 60. Определить, во сколько раз уменьшится интенсивность естественного света при прохождении через один николь; через оба николя. Коэффициент поглощения света в николе 0,05. Потери на отражение не учитывать.
РЕШЕНИЕ

6 Плоскополяризованный монохроматический пучок света падает на поляроид и полностью гасятся. Когда на пути пучка поместили кварцевую пластину, интенсивность света после поляроида стала равна половине интенсивности пучка, падающего на поляроид. Определить минимальную толщину кварцевой пластины. Поглощением и отражением поляроидом пренебречь, постоянную вращения кварца принять 48,9 град/мм.
РЕШЕНИЕ

7 Определить импульс и кинетическую энергию электрона, движущегося со скоростью 0,9c, где c скорость света в вакууме.
РЕШЕНИЕ

8 Определить релятивистский импульс электрона, обладающего кинетической энергией 5 МэВ.
РЕШЕНИЕ

9 Длина волны, на которую приходится максимум энергии в спектре излучения черного тела 0,58 мкм. Определить энергетическую светимость излучательность поверхности тела.
РЕШЕНИЕ

10 Определить максимальную скорость фотоэлектронов, вырываемых с поверхности серебра ультрафиолетовым излучением с длиной волны 0,155 мкм, гамма излучением с длиной волны 1 пм.
РЕШЕНИЕ

11 В результате эффекта Комптона фотон при соударении с электроном был рассеянна угол 90. Энергия рассеянного фотона 0,4 МэВ. Определить его энергию до рассеяния.
РЕШЕНИЕ

12 Пучок монохроматического света с длиной волны 663 нм падает нормально на зеркальную плоскую поверхность. Поток излучения 0,6 Вт. Определить силу давления, испытываемую этой поверхностью; число фотонов ежесекундно падающих на поверхность.
РЕШЕНИЕ

1 На пути пучка света поставлена стеклянная пластина толщиной d=1 мм так, что угол падения луча 30. На сколько изменится оптическая длина пути светового пучка?
РЕШЕНИЕ

2 На мыльную пленку с показателем преломления n=1,33 падает по нормали монохроматический свет с длиной волны 0,6 мкм. Отраженный свет в результате интерференции имеет наибольшую яркость. Какова наименьшая возможная толщина пленки?
РЕШЕНИЕ

3 Радиус второго темного кольца Ньютона в отраженном свете r2=0,4 мм. Определить радиус кривизны плосковыпуклой линзы, взятой для опыта, если она освещается монохроматическим светом с длиной волны 0,64 мкм.
РЕШЕНИЕ

4 На пластину с щелью, ширина которой 0,05 мм падает нормально монохроматический свет с длиной волны 0,7 мкм Определить угол отклонения лучей, соответствующий первому дифракционному максимуму.
РЕШЕНИЕ

5 Дифракционная решетка, освещенная нормально падающим монохроматическим светом, отклоняет спектр третьего порядка на угол 30. На какой угол отклоняет она спектр четвертого порядка?
РЕШЕНИЕ

6 Угол преломления луча в жидкости i2=35. Определить показатель преломления жидкости, если отраженный пучок света максимально поляризован.
РЕШЕНИЕ

7 На сколько процентов уменьшается интенсивность света после прохождения через призму Николя, если потери света составляют 10%
РЕШЕНИЕ

8 При какой скорости релятивистская масса частицы в 3 раза больше массы покоя этой частицы?
РЕШЕНИЕ

9 Определить скорость электрона, имеющего кинетическую энергию 1,53 МэВ.
РЕШЕНИЕ

10 Электрон движется со скоростью 0,6 c, где c скорость света в вакууме. Определить релятивистский импульс электрона.
РЕШЕНИЕ

11 Вычислить энергию, излучаемую за время t=1 мин с площади 1 см2 абсолютно черного тела, температура которого 1000 К.
РЕШЕНИЕ

12 Длина волны, на которую приходится максимум энергии излучения абсолютно черного тела 0,6 мкм. Определить температуру тела.
РЕШЕНИЕ

13 Определить максимальную спектральную плотность энергетической светимости излучательности, рассчитанную на 1 нм в спектре излучения абсолютно черного тела с температурой 1 К.
РЕШЕНИЕ

14 Определить энергию, массу, импульс фотона с длиной волны 1,24 нм.
РЕШЕНИЕ

15 На пластину падает монохроматический свет 0,42 мкм. Фототок прекращается при задерживающей разности потенциалов 0,95 B. Определить работу выхода электронов с поверхности пластины.
РЕШЕНИЕ

16 На цинковую пластину падает пучок ультрафиолетового излучения 0,2 мкм. Определить максимальную кинетическую энергию и максимальную скорость фотоэлектронов.
РЕШЕНИЕ

17 Определить максимальную скорость фотоэлектрона, вырванного с поверхности металла гамма квантом с энергией 1,53 МэВ.
РЕШЕНИЕ

18 Определить угол рассеяния фотона, испытавшего соударение со свободным электроном, если изменение длины волны при рассеянии 3,63 пм.
РЕШЕНИЕ

19 Фотон с энергией, равной энергии покоя электрона, рассеялся на свободном электроне на угол 120. Определить энергию рассеянного фотона и кинетическую энергию электрона отдачи
РЕШЕНИЕ

20 Поток энергии, излучаемой электрической лампой 600 Вт. На расстоянии 1 м от лампы перпендикулярно падающим лучам расположено круглое плоское зеркальце диаметром 2 см. Определить силу светового давления на зеркальце. Лампу рассматривать как точечный изотропный излучатель.
РЕШЕНИЕ

21 Параллельный пучок монохроматического света с длиной волны 0,663 мкм падает на зачерненную поверхность и производит на нее давление 0,3 мкПа. Определить концентрацию фотонов в световом пучке.
РЕШЕНИЕ

501 Между стеклянной пластинкой и лежащей на ней плосковыпуклой линзой находится жидкость. Найти показатель преломления жидкости, если радиус третьего темного кольца Ньютона при наблюдении в отраженном свете с длиной волны 0,6 мкм равен 0,82 мм. Радиус кривизны линзы 0,5 м.
РЕШЕНИЕ

502 На тонкую пленку в направлении нормали к ее поверхности падает монохроматический свет с длиной волны 500 нм. Отраженный от нее свет максимально усилен вследствие интерференции. Определить минимальную толщину пленки, если показатель преломления ее материала 1,4.
РЕШЕНИЕ

503 Расстояние от щелей до экрана в опыте Юнга равно 1 м. Определить расстояние между щелями, если на отрезке длиной 1 см укладывается 10 темных интерференционных полос. Длина волны 0,7 мкм.
РЕШЕНИЕ

504 На стеклянную пластину положена выпуклой стороной плосковыпуклая линза. Сверху освещена монохроматическим светом длиной волны 500 нм. Найти радиус линзы, если радиус четвертого, темного кольца Ньютона в отраженном свете 2 мм.
РЕШЕНИЕ

505 На тонкую глицериновую пленку толщиной d=1,5 мкм нормально к ее поверхности падает белый свет. Определить длины волн лучей видимого участка спектра 0,4-0,8 мкм, которые будут ослаблены в результате интерференции.
РЕШЕНИЕ

506 На стеклянную пластину нанесен тонкий слой прозрачного вещества с показателем преломления 1,3. Пластинка освещена параллельным пучком монохроматического света с длиной волны 640 нм, падающим нормально. Какую минимальную толщину должен иметь слой, чтобы отраженный пучок имел наименьшую яркость?
РЕШЕНИЕ

507 На тонкий стеклянный клин падает нормально параллельный пучок света с длиной волны 500 нм. Расстояние между соседними темными интерференционными полосами в отраженном свете 0,5 мм. Определить угол между поверхностями клина. Показатель преломления стекла, из которого изготовлен клин 1,6.
РЕШЕНИЕ

508 Плосковыпуклая стеклянная линза с f=1 м лежит выпуклой стороной на стеклянной пластинке. Радиус пятого темного кольца Ньютона в отраженном свете 1,1 мм. Определить длину световой волны
РЕШЕНИЕ

509 Между двумя плоскопараллельными пластинами на расстоянии 10 см от границы их соприкосновения находится проволока диаметром 0,01 мм, образуя воздушный клин. Пластины освещаются нормально падающим монохроматическим светом 0,6 мкм. Определить ширину интерференционных полос, наблюдаемых в отраженном свете.
РЕШЕНИЕ

510 Установка для наблюдения колец Ньютона освещается нормально падающим монохроматическим светом 590 нм. Радиус кривизны линзы 5 см. Определить толщину воздушного промежутка в месте, где в отраженном свете наблюдается третье светлое кольцо.
РЕШЕНИЕ

511 Какое наименьшее число штрихов должна содержать дифракционная решетка, чтобы в спектре второго порядка можно было видеть раздельно две желтые линии натрия с длинами волн 589 и 589,6 нм? Какова длина такой решетки, если постоянная решетки 5 мкм
РЕШЕНИЕ

512 На поверхность дифракционной решетки нормально к ее поверхности падает монохроматический свет. Постоянная дифракционной решетки в 4,6 раза больше длины световой волны. Найти общее число дифракционных максимумов, которые теоретически можно наблюдать в данном случае.
РЕШЕНИЕ

513 На дифракционную решетку падает нормально параллельный пучок белого света. Спектры третьего и четвертого порядка частично накладываются друг на друга. На какую длину волны в спектре 4 порядка накладывается граница 780 нм спектра 3 порядка?
РЕШЕНИЕ

514 На дифракционную решетку, содержащую n=600 штрихов на миллиметр, падает нормально белый свет. Спектр проецируется помещенной вблизи решетки линзой на экран. Определить длину спектра первого порядка, если расстояние от линзы до экрана 1,2 м. Границы видимого спектра 780 нм, 400 нм.
РЕШЕНИЕ

515 На грань кристалла каменной соли падает параллельный пучок рентгеновского излучения. Расстояние между атомными плоскостями равно 280 пм. Под углом 65 к атомной плоскости наблюдается дифракционный максимум первого порядка. Определить длину волны рентгеновского излучения.
РЕШЕНИЕ

516 На непрозрачную пластину с узкой щелью падает нормально плоская монохроматическая световая волна 600 нм. Угол отклонения лучей, соответствующих второму дифракционному максимуму, 20°. Определить ширину щели.
РЕШЕНИЕ

517 На дифракционную решетку, содержащую n=100 штрихов на 1 мм, нормально падает монохроматический свет. Зрительная труба спектрометра наведена на максимум второго порядка. Чтобы навести трубу на другой максимум того же порядка, ее нужно повернуть на угол 16°. Определить длину волны света, падающего на решетку.
РЕШЕНИЕ

518 На дифракционную решетку падает нормально монохроматический свет 410 нм. Угол между направлениями на максимумы первого и второго поряд­ков равен 2,21. Определить число штрихов на 1 мм дифракционной решетки.
РЕШЕНИЕ

519 Постоянная дифракционной решетки в n=4 раза больше длины световой волны монохроматического света, нормально падающего на ее поверхность. Определить угол между двумя первыми симметричными дифракционными максимумами.
РЕШЕНИЕ

520 Расстояние между штрихами дифракционной решетки d=4 мкм. На нее падает нормально свет с длиной волны 0,58 мкм. Максимум какого наибольшего порядка дает эта решетка?
РЕШЕНИЕ

521 Пластинку кварца толщиной d=2 мм поместили между параллельными николями, в результате чего плоскость поляризации монохроматического света повернулась на угол 53. Какой наименьшей толщины следует взять пластинку, чтобы поле зрения поляриметра стало совершенно темным?
РЕШЕНИЕ

522 Параллельный пучок света переходит из глицерина в стекло так, что пучок, отраженный от границы раздела сред, оказывается максимально поляризованным. Определить угол между падающим и преломленным пучками.
РЕШЕНИЕ

523 Кварцевую пластинку поместили между скрещенными николями. При какой наименьшей толщине кварцевой пластины поле зрения между николями будет максимально просветлено. Постоянная вращения кварца 27 град/мм.
РЕШЕНИЕ

524 При прохождении света через трубку длиной 20 см, содержащую раствор сахара концентрацией 10%, плоскость поляризации света повернулась на угол 13,3°. В другом растворе сахара, налитом в трубку длиной 15 см, плоскость поляризации повернулась на угол 5,2°. Определить концентрацию второго раствора.
РЕШЕНИЕ

525 Пучок света последовательно проходит через два николя, плоскости пропускания которых образуют между собой угол 40°. Принимая, что коэффициент поглощения каждого николя 0,15, найти, во сколько раз пучок света, выходящий из второго николя, ослаблен по сравнению с пучком, падающим на первый николь.
РЕШЕНИЕ

526 Угол падения луча на поверхность стекла равен 60. При этом отраженный пучок света оказался максимально поляризованным. Определить угол преломления луча.
РЕШЕНИЕ

527 Угол между плоскостями пропускания поляроидов равен 50°. Естественный свет, проходя через такую систему, ослабляется в 8 раз. Пренебрегая потерей при отражении, определить коэффициент поглощения света в поляроидах.
РЕШЕНИЕ

528 Пучок света, идущий в стеклянном сосуде с глицерином, отражается от дна сосуда. При каком угле падения отраженный пучок света максимально поляризован?
РЕШЕНИЕ

529 Пучок света переходит из жидкости в стекло. Угол падения ε пучка равен 60, преломления 50. При каком угле падения пучок света, отраженный от границы раздела этих сред, будет максимально поляризован?
РЕШЕНИЕ

530 Пучок света падает на плоскопараллельную стеклянную пластину, нижняя поверхность которой находится в воде. При каком угле падения свет, отраженный от границы стекло-вода, будет максимально поляризован?
РЕШЕНИЕ

531 Частица движется со скоростью v=c/3, где скорость света в вакууме. Какую долю энергии покоя составляет кинетическая энергия частицы?
РЕШЕНИЕ

532 Протон с кинетической энергией Т=3 ГэВ при торможении потерял треть этой энергии. Определить, во сколько раз изменился релятивистский импульс а-частицы.
РЕШЕНИЕ

533 При какой скорости в долях скорости света релятивистская масса любой частицы вещества в 3 раза больше массы покоя?
РЕШЕНИЕ

534 Определить отношение релятивистского импульса р-электрона с кинетической энергией 1,53 МэВ к комптоновскому импульсу электрона.
РЕШЕНИЕ

535 Скорость электрона v=0,8c где с скорость света в вакууме. Зная энергию покоя электрона в мегаэлектрон-вольтах, определить в тех же единицах кинетическую энергию электрона.
РЕШЕНИЕ

536 Протон имеет импульс р=469 МэВ/с. Какую кинетическую энергию необходимо дополнительно сообщить протону, чтобы его релятивистский импульс возрос вдвое?
РЕШЕНИЕ

537 Во сколько раз релятивистская масса электрона, обладающего кинетической энергией 1,53 МэВ, больше массы покоя
РЕШЕНИЕ

538 Какую скорость в долях скорости света нужно сообщить частице, чтобы ее кинетическая энергия была равна удвоенной энергии покоя?
РЕШЕНИЕ

539 Релятивистский электрон имел импульс p1=m0c. Определить конечный импульс электрона в единицах m0c, если его энергия увеличилась в 2 раза.
РЕШЕНИЕ

540 Релятивистский протон обладал кинетической энергией, равной энергии покоя. Определить, во сколько раз возрастет его кинетическая энергия, если импульс увеличится в 2 раза.
РЕШЕНИЕ

541 Вычислить истинную температуру вольфрамовой раскаленной ленты, если радиационный пирометр показывает температуру 2,5 кК. Принять что поглощательная способность вольфрама не зависит от частоты излучения и равна 0,35.
РЕШЕНИЕ

542 Черное тело имеет температуру 500 К. Какова будет температура тела, если в результате нагревания поток излучения увеличится в 5 раз?
РЕШЕНИЕ

543 Температура абсолютно черного тела Т=2 кК. Определить длину волны, на которую приходится максимум энергии излучения, спектральную плотность энергетической светимости излучательности этой длины волны.
РЕШЕНИЕ

544 Определить температуру и энергетическую светимость излучательность абсолютно черного тела, если максимум энергии излучения приходится на длину волны 600 нм.
РЕШЕНИЕ

545 Из смотрового окошечка печи излучается поток 4 кДж/мин. Определить температуру печи, если площадь окошечка 8 см2.
РЕШЕНИЕ

546 Поток излучения абсолютно черного тела 10 кВт. Максимум энергии излучения приходится на длину волны 0,8 мкм. Определить площадь излучающей поверхности.
РЕШЕНИЕ

547 Как и во сколько раз изменится поток излучения абсолютно черного тела, если максимум энергии излучения переместится с красной границы видимого спектра 780 нм на фиолетовую 390 нм
РЕШЕНИЕ

548 Определить поглощательную способность серого тела, для которого температура, измеренная радиационным пирометром 1,4 кК, тогда как истинная температура тела 3,2 кК.
РЕШЕНИЕ

549 Муфельная печь, потребляющая мощность Р=1 кВт, имеет отверстие площадью 100 см2. Определить долю мощности, рассеиваемой стенками печи, если температура внутренней поверхности 1 кК.
РЕШЕНИЕ

550 Средняя энергетическая светимость поверхности Земли равна 0,54 Дж/см2*мин. Какова должна быть температура поверхности Земли, если условно она излучает как серое тело с коэффициентом черноты 0,25
РЕШЕНИЕ

551 Красная граница фотоэффекта для цинка 310 нм. Определить максимальную кинетическую энергию фотоэлектронов в электрон-вольтах, если на цинк падает свет с длиной волны 200 нм.
РЕШЕНИЕ

552 На поверхность калия падает свет с длиной волны 150 нм. Определить максимальную кинетическую энергию фотоэлектронов.
РЕШЕНИЕ

553 Фотон с энергией 10 эВ падает на серебряную пластину и вызывает фотоэффект. Определить импульс полученный пластиной, если направления движения фотона и фотоэлектрона лежат на одной прямой, перпендикулярной поверхности пластины.
РЕШЕНИЕ

554 На фотоэлемент с катодом из лития падает свет с длиной волны 200 нм. Найти наименьшее значение задерживающей разности потенциалов, которую нужно приложить к фотоэлементу, чтобы прекратить фототок.
РЕШЕНИЕ

555 Какова должна быть длина волны гамма-излучения, падающего на платиновую пластину, чтобы максимальная скорость фотоэлектронов была 3 Мм/с?
РЕШЕНИЕ

556 На металлическую пластину направлен пучок ультрафиолетового излучения 0,25 мкм. Фототок прекращается при минимальной задерживающей разности потенциалов 0,96 B. Определить работу выхода электронов из металла.
РЕШЕНИЕ

557 На поверхность металла падает монохроматический свет с длиной волны 0,1 мкм. Красная граница фотоэффекта 0,3 мкм. Какая доля энергии фотона расходуется на сообщение электрону кинетической энергии?
РЕШЕНИЕ

558 На металл падает рентгеновское излучение с длиной волны 1 нм. Пренебрегая работой выхода, определить максимальную скорость фотоэлектронов.
РЕШЕНИЕ

559 На металлическую пластину направлен монохроматический пучок света с частотой 7,3*10^14 Гц. Красная граница фотоэффекта для данного материала 560 нм. Определить максимальную скорость фотоэлектронов.
РЕШЕНИЕ

560 На цинковую пластину направлен монохроматический пучок света. Фототок прекращается при задерживающей разности потенциалов 1,5 B. Определить длину волны света, падающего на пластину.
РЕШЕНИЕ

561 Фотон при эффекте Комптона на свободном электроне был рассеян на угол п/2. Определить импульс в МэВ/с приобретенный электроном, если энергия фотона до рассеяния была 1,02 МэВ.
РЕШЕНИЕ

562 Рентгеновское излучение 1 нм рассеивается электронами, которые можно считать практически свободными. Определить максимальную длину волны рентгеновского излучения в рассеянном пучке.
РЕШЕНИЕ

563 Какая доля энергии фотона приходится при эффекте Комптона на электрон отдачи, если рассеяние фотона происходит на угол п/2? Энергия до рассеяния 0,51 МэВ.
РЕШЕНИЕ

564 Определить максимальное изменение длины волны при комптоновском рассеянии света на свободных электронах и протонах.
РЕШЕНИЕ

565 Фотон с длиной волны 15 пм рассеялся на свободном электроне. Длина волны рассеянного фотона 16 пм. Определить угол рассеяния.
РЕШЕНИЕ

566 Фотон с энергией 0,51 МэВ был рассеян при эффекте Комптона на свободном электроне на угол 180°. Определить кинетическую энергию электрона отдачи.
РЕШЕНИЕ

567 В результате эффекта Комптона фотон с энергией 1,02 МэВ рассеян на свободных электронах на угол 150. Определить энергию рассеянного фотона.
РЕШЕНИЕ

568 Определить угол на который был рассеян квант с энергией 1,53 МэВ при эффекте Комптона, если кинетическая энергия электрона отдачи 0,51 МэВ.
РЕШЕНИЕ

569 Фотон с энергией 0,51 МэВ при рассеянии на свободном электроне потерял половину своей энергии. Определить угол рассеяния
РЕШЕНИЕ

570 Определить импульс электрона отдачи, если фотон с энергией 1,53 МэВ в результате рассеяния на свободном электроне потерял 1/3 своей энергии.
РЕШЕНИЕ

571 Определить энергетическую освещенность облученность зеркальной поверхности, если давление производимое излучением равно 40 мкПа. Излучение падает нормально к поверхности.
РЕШЕНИЕ

572 Давление света с длиной волны 40 нм, падающего нормально на черную поверхность, равно 2 нПа. Определить число фотонов, падающих за время 10 с на площадь 1 мм2 этой поверхности.
РЕШЕНИЕ

573 Определить коэффициент отражения поверхности, если при энергетической освещенности 120 Вт/м2 давление света на нее оказалось равным 0,5 мкПа.
РЕШЕНИЕ

574 Давление света, производимое на зеркальную поверхность 5 мПа. Определить концентрацию фотонов вблизи поверхности, если длина волны света, падающего на поверхность 0,5 мкм.
РЕШЕНИЕ

575 На расстоянии r=5 м от точечного монохроматического 0,5 мкм изотропного источника расположена площадка 8 мм2 перпендикулярно падающим пучкам. Определить число фотонов, ежесекундно падающих на площадку. Мощность излучения 100 Вт.
РЕШЕНИЕ

576 На зеркальную поверхность под углом 60° к нормали падает пучок монохроматического света 590 нм. Плотность потока энергии светового пучка 1 кВт/м2. Определить давление производимое светом на зеркальную поверхность.
РЕШЕНИЕ

577 Свет падает нормально на зеркальную поверхность, находящуюся на расстоянии 10 см от точечного изотропного излучателя. При какой мощности излучателя давление на зеркальную поверхность будет 1 мПа?
РЕШЕНИЕ

578 Свет с длиной волны 600 нм нормально падает на зеркальную поверхность и производит на нее давление 4 мкПа. Определить число фотонов, падающих за время 10 с на площадь 1 мм2 этой поверхности.
РЕШЕНИЕ

579 На зеркальную поверхность площадью S=6 см2 падает нормально поток излучения 0,8 Вт. Определить давление и силу давления света на эту поверхность.
РЕШЕНИЕ

580 Точечный источник монохроматического 1 нм излучения находится в центре сферической зачерненной колбы радиусом 10 см. Определить световое давление производимое на внутреннюю поверхность колбы, если мощность источника 1 кВт.
РЕШЕНИЕ