Колебания Задачи контрольной работы Примеры решения задач. Молекулярная физика и термодинамика Электростатика и постоянный ток Волновая оптика Физика атома и основы физики ядра

Примеры решения задач контрольной по физике

ВОЛНОВАЯ ОПТИКА

Основные физические величины и законы

Скорость света в среде

 ,

где  – скорость света в вакууме,  – показатель преломления среды.

Оптический ход луча

 ,

где   – геометрическая длина пути луча в среде с показателем преломления .

Оптическая разность хода двух лучей

  .

Условие максимального усиления света в результате интерференции

 , ,

где   – длина световой волны в вакууме.

Условие максимального ослабления света

  .

При дифракции на плоской решетке условие главных максимумов

 ; ,

где  – период дифракционной решетки ,  – число щелей, приходящихся на единицу длины решетки,  – угол дифракции,   – порядок спектра.

Разрешающая способность дифракционной решетки

  ,

где  – длина волн двух соседних спектральных линий, разрешаемых решеткой,  – порядок спектра,  – общее число штрихов решетки.

Закон Брюстера

  ,

где  – угол падения луча, при котором отраженный от границы раздела диэлектриков луч является плоскополяризованным,  – абсолютные показатели преломления диэлектриков.

Закон Малюса

 ,

где  – интенсивность плоскополяризованного света, прошедшего через анализатор (второй поляроид);  – интенсивность плоскополяризованного света, прошедшего через поляризатор (первый поляроид) и падающего на анализатор;   – угол между главными плоскостями поляризатора и анализатора.

Угол поворота плоскости поляризации для оптически активных кристаллов и чистых жидкостей

  ,

где  – длина пути, пройденного светом в оптически активном веществе;  – удельное вращение.

КВАНТОВАЯ ОПТИКА

Основные физические величины и законы

Мощность (поток) теплового излучения

  (Вт),

где  – энергия всех длин волн, излученных телом за время .

Энергетическая светимость тела

  (),

где  – площадь излучающей поверхности тела.

Спектральная плотность энергетической светимости (излучательная способность)

 ,

где  – энергия излучения в интервале длин волн от   до .

Закон Стефана-Больцмана

 ,

где  – постоянная Стефана-Больцмана;  – температура абсолютно черного тела (а.ч.т.).

Закон смещения Вина

 ,

где  – длина волны, соответствующая максимуму спектральной плотности энергетической светимости а.ч.т.;  – постоянная Вина.

Энергия фотона

  ,

где   – постоянная Планка; – частота волны.

Формула Планка

 .

Уравнение Эйнштейна для внешнего фотоэффекта

 ,

где  – энергия фотона, падающего на металл;  – работа выхода электрона из металла;  – максимальная кинетическая энергия фотоэлектрона.

«Красная граница» фотоэффекта для данного металла

  ; .

Учитывая взаимосвязь массы и энергии , находим массу и импульс фотона

 ; ; так как.

Изменение длины волны рентгеновского излучения при комптоновском рассеянии

 ,

где  – длины волн падающего и рассеянного излучения;   – угол рассеяния;  – комптоновская длина волны. При рассеянии на электронах .

Пример 1. От двух S1 и S2 когерентных источников () 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?

Пример 3. Естественный луч света падает на полированную поверхность стеклянной пластины, погруженной в жидкость. Отраженный от пластины луч повернут на угол  по отношению к падающему лучу

Пример 5. Определить постоянную Планка , если известно, что фотоэлектроны, вырываемые с поверхности металла светом с частотой , полностью задерживаются обратным потенциалом , а вырываемые светом с частотой  – потенциалом .

ЗАДАЧИ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО РЕШЕНИЯ

1. Какую освещенность в операционном поле создает осветительная лампа с силой света I = 800 кд, установленная на высоте 2 м над операционным столом?

2. Освещенность экрана негатоскопа, объектив которого имеет фокусное расстояние 6 см, составляет 4 лк. Определить величину светового потока, создаваемого лампой негатоскопа, если флюороскопический снимок квадратной формы площадью 10 см2 находится на расстоянии 5,1 см от объектива.

Примеры решения задач по физике