ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ СВЕТА
Основные формулы и законы
- Скорость света в среде
- Оптическая длина пути световой волны
- Оптическая разность хода двух световых волн
- Зависимость разности фаз от оптической разности хода световых волн
- Условие интерференционных максимумов
- Условие интерференционных минимумов
- Ширина интерференционной полосы
- Условия максимумов и минимумов при интерференции света, отраженного от верхней и нижней поверхностей тонкой
плоскопараллельной пленки, находящейся в воздухе (n0 = 1),
обусловлен потерей полуволны при отражении света от границы
раздела: если n > n0, то необходимо применять знак плюс, если n < n0 – знак минус.
- Радиусы светлых колец Ньютона в отраженном свете (или темных в проходящем свете)
где m – номер кольца; R – радиус кривизны линзы.
- Радиусы темных колец Ньютона в отраженном свете (или светлых в проходящем свете)
- В случае «просветления оптики» интерферирующие лучи в отраженном свете гасят друг друга при условии
А.[0,63 мм] В.[0,70 мм] С.[0,07 мм] D.[0,063 мм].
1.2. Две когерентные световые волны приходят в некоторую точку пространства с разностью хода 2,25 мкм. Каков результат интерференции в этой точке, если свет: а) красный (Л= 750 нм), б) зеленый (Л= 500 нм)?
А.[а) усиление; б) ослабление] В.[а) усиление; б) усиление]
С.[а) ослабление; б) ослабление] D.[а) ослабление; б) усиление].
1.3. Разность хода двух интерферирующих лучей монохроматического света 0,3Л. Определить разность фаз колебаний.
А.[1080] В.[18,84 рад] С.[1,080] D.[3,14 рад].
1.4. Расстояние между двумя щелями в опыте Юнга равно 1 мм, расстояние от щелей до экрана 3 м, расстояние между максимумами яркости смежных интерференционных полос на экране 1,5 мм. Определить длину волны источника монохроматического света.
А.[500 нм] В.[500 мкм] С.[0,5 нм] D.[0,05 мкм].
1.5. В опыте Юнга расстояние между щелями равно 1 мм, а расстояние от щелей до экрана равно 3 м. Определить: 1) положение первой светлой полосы; 2) положение третьей темной полосы, если щели освещать монохроматическим светом с длиной волны 0,5 мкм.
А.[1) +/-1,5 мм; 2) +/-5,25 мм] В.[1) +/-5,25 мм; 2) +/-1,5 мм]
С.[1) +/-0,15 мм; 2) +/-0,525 мм] D.[1) +/-15 мм; 2) +/-5,25 мм].
1.6. Расстояние между двумя щелями в опыте Юнга равно 0,5 мм. Длина волны света равна 0,6 мкм. Определить расстояние от щелей до экрана, если ширина интерференционных полос равна 1,2 мм.
А.[1 м] В.[0,1 м] С.[0,01м] D.[10 м].
1.7. Во сколько раз изменится ширина интерференционных полос на экране в опыте с зеркалами Френеля, если фиолетовый светофильтр (0,4 мкм) заменить красным (0,7 мкм).
А.[1,75] В.[17,5] С.[0,175] D.[0,0175].
1.8. Во сколько раз увеличится расстояние между соседними интерференционными полосами на экране в опыте Юнга, если зеленый светофильтр (Л=0,5 мкм) заменить красным (Л=0,65 мкм)?
А.[В 1,3 раза] В.[В 13 раз] С.[В 0,13 раза] D.[В 130раз].
1.9. В опыте Юнга отверстия освещались монохроматическим светом длиной волны 600нм,расстояние между отверстиями 1 мм и расстояние от отверстий до экрана 3 м. Найти положение трех первых полос.
А.[1,8 мм; 3,6 мм; 5,4 мм] В.[18 мм; 36 мм; 54 мм] С.[0,18 мм; 0,36 мм; 0,54 мм] D.[1,8 см; 3,6 см; 5,4 см]
1.10. В опыте с зеркалами Френеля расстояние между мнимыми изображениями источника света равно 0,5 мм, расстояние от них до экрана равно 5 м. В желтом свете ширина интерференционных полос равно 6 мм. Определить длину волны света.
А.[0,6мкм] В.[0,6 мм] С.[60 мкм] D.[60 нм].
1.11*. Если в опыте Юнга на пути одного из интерферирующих лучей поместить перпендикулярно этому лучу тонкую стеклянную пластинку (n=1,5), то центральная светлая полоса смещается в положение, первоначально занимаемое пятой светлой полосой. Длина волны света равна 0,5 мкм.
[5 мкм].
1.12*. В опыте Юнга расстояние от щелей до экрана равно 3 м. Определить угловое расстояние между светлыми соседними полосами, если третья светлая полоса на экране отстоит от центра интерференционной картины на 4,5 мм
[5*10-4рад].
1.13. На стеклянный клин (n=1,5) с малым углом нормально к его грани падает параллельный пучок лучей монохроматического света с длиной волны 0,698 мкм. Определить угол между поверхностями клина, если расстояние между двумя соседними интерференционными минимумами в отраженном свете равно 2 мм.
А.[24``] В.[24`] С.[66`] D.[40`].
1.14. На тонкий стеклянный клин (n=1,5) нормально падает монохроматический свет. Угол клина равен 4`. Определить длину световой волны, если расстояние между двумя соседними интерференционными максимумами в отраженном свете равно 0,2 мм.
А.[698 нм] В.[1396 нм] С.[349 нм] D.[139,6 нм].
1.15. На стеклянный клин (n=1,5) падает нормально пучок света с длиной волны 0,582 мкм. Угол клина равен 20``. Какое число темных интерференционных полос приходится на единицу длины клина?
А.[5 полос на 1 см] В.[5 полос на 1 мм] С.[4 полосы на 1 мм] D.[4 полосы на 1 см].
1.16*. Между двумя плоскопараллельными стеклянными пластинками (n=1,5) положили очень тонкую проволочку. Проволочка находится на расстоянии 75 мм от линии соприкосновения пластинок и ей параллельна. В отраженном свете с длиной волны 0,5 мкм на верхней пластинке видны интерференционные полосы. Определить толщину проволочки, если на протяжении 30 мм насчитывается 16 светлых полос.
[10 мкм].
1.17*. Между двумя плоскопараллельными стеклянными пластинками (n=1,5) на расстоянии 10 см от границы их соприкосновения находится проволока диаметром 0,01 мм, образуя воздушный клин. Пластины освещаются нормально падающим светом с длиной волны 0,6 мкм. Определить ширину интерференционных полос, наблюдаемых в отраженном свете.
[3 мм].
1.18*. Монохроматический свет падает нормально на поверхность воздушного клина, причем расстояние между интерференционными полосами равно 0,4 мм. Определите расстояние между интерференционными полосами, если пространство между пластинами, образующими клин, заполнить прозрачной жидкостью с показателем преломления n=1,33.
[0,3 мм].
1.19. Радиус второго темного кольца Ньютона в отраженном свете равен 0,4 мм. Определить радиус кривизны плосковыпуклой линзы, взятой для опыта, если она освещается светом с длиной волны 0,64 мкм.
А.[125 мм] В.[1,25 мм] С.[12,5 мм] D.[125 см].
1.20. 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 равен 0,5 м.
А.[1,34] В.[8,92] С.[0,134] D.[0,892].
1.21. На стеклянную пластинку положена выпуклой стороной плосковыпуклая линза. Сверху линза освещена монохроматическим светом длиной волны 500 нм. Найти радиус кривизны линзы, если радиус четвертого темного кольца Ньютона в отраженном свете равен 2 мм.
А.[2 м] В.[0,02 м] С.[0,2 м] D.[1 м].
1.22. Плосковыпуклая стеклянная линза (n=1,5) с фокусом 1 м лежит выпуклой стороной на стеклянной пластинке. Радиус пятого темного кольца Ньютона в отраженном свете равен 1,1 мм. Определить длину световой волны.
А.[0,484 мкм] В.[0,242 мкм] С.[48,4 нм] D.[613 нм].
1.23. Установка для наблюдения колец Ньютона освещается нормально падающим монохроматическим светом с длиной волны 600 нм. Определить толщину воздушного промежутка в том месте, где в отраженном свете наблюдается первое светлое кольцо.
А.[0,15 мкм] В.[0,15 мм] С.[1,5 мкм] D.[1,5 мм].
1.24. Расстояние между вторым и первым кольцами Ньютона в отраженном свете равно 1 мм. Определить расстояние между десятым и девятым.
А.[0,39 мм] В.[0,039 мм] С.[0,78 мм] D.[0,078 мм].
1.25. Диаметр второго светлого кольца Ньютона при наблюдении в отраженном свете с длиной волны 0,6мкм равен 1,2 мм. Определить оптическую силу плосковыпуклой линзы, взятой для опыта.
А.[1,25 дптр] В.[0,125 дптр] С.[12,5 дптр] D.[0,0125 дптр].
1.26. Плосковыпуклая линза с оптической силой 2 дптр выпуклой стороной лежит на стеклянной пластинке. Радиус четвертого темного кольца Ньютона в отраженном свете равен 0,7 мм. Определить длину световой волны.
А.[0,49 мкм] В.[4,9 мкм] С.[49 нм] D.[049 нм].
1.27. Плосковыпуклая линза радиусом кривизны 4 м выпуклой стороной лежит на стеклянной пластинке. Определить длину волны падающего монохроматического света, если радиус пятого светлого кольца в отраженном свете равен 3 мм.
А.[0,5 мкм] В.[5,0 мкм] С.[50 нм] D.[0,5 нм].
1.28. Установка для наблюдения колец Ньютона освещается нормально падающим монохроматическим светом с длиной волны 550 нм. Определить толщину воздушного промежутка в том месте, где в отраженном свете наблюдается четвертое темное кольцо.
А.[1,1 мкм] В.[1,1 нм] С.[11 мкм] D.[11 нм].
1.29. Установка для наблюдения колец Ньютона освещается нормально падающим монохроматическим светом с длиной волны 600 нм. Пространство между линзой и стеклянной пластинкой заполнено жидкостью, и наблюдение ведется в проходящем свете. Радиус кривизны линзы равен 4 м. Определить показатель преломления жидкости, если радиус второго светлого кольца равен 1,8 мм.
А.[1,48] В.[1,11] С.[1,21] D.[1,31].
1.30. Плосковыпуклая линза с показателем преломления n=1,6 выпуклой стороной лежит на стеклянной пластинке. Радиус третьего светлого кольца в отраженном свете с длиной волны 0,6 мкм равен 0,9 мм. Определить фокусное расстояние линзы.
А.[0,9 м] В.[9 м] С.[0,09 м] D.[9 мм].
1.31. Плосковыпуклая линза с радиусом сферической поверхности 12,5 см прижата к стеклянной пластинке. Диаметр десятого темного кольца Ньютона в отраженном свете равен 1 мм. Определите длину волны света.
А.[0,2 мкм] В.[0,2 нм] С.[2 нм] D.[20 мкм].
1.32. Установка для наблюдения колец Ньютона освещается монохроматическим светом, падающим нормально. При заполнении пространства между линзой и стеклянной пластинкой прозрачной жидкостью радиусы темных колец в отраженном свете уменьшились в 1,21 раза. Определить показатель преломления жидкости.
А.[1,46] В.[1,26] С.[1,36] D.[1,56].
1.33*. Найти радиус центрального темного пятна колец Ньютона, если между линзой и пластинкой налит бензол (n=1,5). Радиус кривизны линзы равен 1 м. Показатели преломления линзы и пластинки одинаковы. Наблюдение ведется в отраженном свете с длиной волны 589 нм.
[0,63 мм].
1.34. 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 возможная наименьшая толщина пленки?
А.[0,113 мкм] В.[0,113 нм] С.[1,13 мкм] D.[1,13 нм].
1.35. 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 материала пленки равен 1,4.
А.[89 нм] В.[8,9 нм] С.[0,89 мкм] D.[89 мкм].
1.36. На тонкую глицериновую пленку толщиной 1,5 мкм нормально к ее поверхности падает белый свет. Определить число длин волн лучей видимого участка спектра (0,4 < Л < 0,8 мкм), которые будут ослаблены в результате интерференции в проходящем свете. Показатель преломления глицерина равен 1,47.
А.[5] В.[6] С.[7] D.[4].
1.37. На стеклянную пластинку нанесен тонкий слой прозрачного вещества с показателем преломления n=1,3. Пластинка освещена параллельным пучком монохроматического света с длиной волны 640 нм, падающим на пластинку нормально. Какую минимальную толщину должен иметь слой, чтобы отраженный пучок имел наименьшую яркость?
А.[0,123 мкм] В.[1,23 мкм] С.[12,3 мкм] D.[123 мкм].
1.38. Пучок параллельных лучей с длиной волны 0,6 мкм падает под углом 300 на мыльную пленку с показателем преломления n=1,33. При какой возможной наименьшей толщине пленки отраженные лучи будут максимально ослаблены интерференцией? Максимально усилены?
А.[0,243 мкм; 0,122 мкм] В.[0,122 мкм; 0,243 мкм] С.[2,43 мкм; 1,22 мкм] D.[1,22 мкм; 2,43 мкм].
1.39. Пучок белого света падает нормально на стеклянную пластинку, толщина которой равна 0,4 мкм. Показатель преломления стекла равен 1,5. Какие длины волн, лежащие в пределах видимого спектра (0,4 < Л < 0,7 мкм), усиливаются в отраженном пучке?
А.[0,48 мкм] В.[4,8 мкм] С.[48 мкм] D.[480 мкм].
1.40. На мыльную пленку с показателем преломления n=1,33 падает белый свет под углом 450. При какой наименьшей толщине пленки отраженные лучи будут окрашены в желтый цвет?
А.[0,13 мкм] В.[1,3 мкм] С.[13 мкм] D.[13 нм].
1.41*. Темной или светлой будет в отраженном свете мыльная пленка толщиной d = 0,1Л? Пленка находится в воздухе, показатель преломления пленки равен 1,3. Считать, что пучок света падает на пленку нормально.
[темной].
1.42*. Зимой на стеклах трамваев и автобусов образуются тонкие пленки наледи, окрашивающие все видимое сквозь них в зеленоватый цвет. Оценить, какова наименьшая толщина этих пленок (показатель преломления наледи принять равным 1,33).
[~0,5 мкм].
1.43*. На поверхность стеклянного объектива (n1=1,5) нанесена тонкая пленка, показатель преломления которой n2=1,2 («просветляющая» пленка). При какой наименьшей толщине этой пленки произойдет максимальное ослабление отраженного света в средней части видимого спектра?
[0,115 мкм].
1.44*. На линзу с показателем преломления n = 1,58 нормально падает монохроматический свет с длиной волны 0,55мкм. Для устранения потерь света в результате отражения на линзу наносится тонкая пленка. Определить: 1) оптимальный показатель преломления для пленки; 2) толщину пленки.
[1) 1,26; 2) 109 нм].
1.45*. Тонкая пленка с показателем преломления n=1,5 освещается светом с длиной волны 600 нм. При какой минимальной толщине пленки исчезнут интерференционные полосы?
[100 нм].