Данный материал содержит подборку задач по разделу «Оптика» для студентов. В документе представлены четыре варианта заданий, охватывающих ключевые темы волновой оптики: опыт Юнга, расчеты дифракционных решеток, интерференцию в тонких пленках и клиньях, расчет зон Френеля, кольца Ньютона, а также вопросы поляризации света. Задачи требуют применения теоретических знаний для нахождения длин волн, радиусов кривизны, углов и геометрических параметров оптических систем.
Вариант 1
- В опыте Юнга пучок солнечных лучей, пройдя через светофильтр и узкую щель в непрозрачной преграде, падал на вторую преграду с двумя узкими щелями, находящимися на расстоянии d = 1 мм друг от друга. За преградой на расстоянии l = 1 м располагался экран, на котором наблюдались интерференционные полосы. Ширина полосы Δx оказалась равной 0,65 мм для красного света. Чему равна длина световой волны λ?
- В спектре, даваемом дифракционной решеткой с периодом d = 2300 нм, видны при λ = 500 нм только два максимума (кроме центрального). Какова ширина щелей b этой решетки?
Вариант 2
- На пленку толщины b = 367 нм падает под углом θ параллельный пучок белого света. Показатель преломления пленки n = 1,4. В какой цвет будет окрашен свет, отраженный пленкой в случае, если θ равен: а) 30°, б) 60°?
- Луч света проходит через жидкость, налитую в стеклянный (n = 1,5) сосуд, и отражается от дна. Отраженный луч полностью поляризован при падении его на дно сосуда под углом θБ = 42°37’. Найти показатель преломления жидкости.
Вариант 3
- Пучок света с λ = 582 нм падает перпендикулярно к поверхности стеклянного клина. Угол клина 20”. Какое число темных интерференционных полос приходится на единицу длины клина? Показатель преломления клина n = 1,5.
- Точечный источник света с λ = 500 нм помещен на расстоянии a = 0.5 м перед непрозрачной преградой с отверстием радиуса r = 0,5 мм. Определить расстояние b от преграды до точки, для которой число m открываемых отверстием зон Френеля будет равно: а) 5, б) 10.
Вариант 4
- На стеклянную пластинку положена выпуклой стороной плоско-выпуклая линза. При нормальном падении на плоскую границу линзы красного света (λ = 610 нм) радиус 5-го светлого кольца Ньютона оказывается равным 5 мм. Определить: а) радиус кривизны R.
- Найти угол φ между главными плоскостями поляризатора и анализатора, если интенсивность естественного света, проходящего через поляризатор и анализатор, уменьшается в 4 раза.