Решение задач по физике примеры

Получить точное выражение для угловой дисперсии Dj дифракционной решетки в зависимости от l и порядка дифракции m.

В спектрографе установлена дифракционная решетка, период которой d = 1 мкм, а длина рабочей части l = 10 cм. Фокусное расстояние объектива спектрографа F = 1 м. Определить длину Dx видимого спектра в первом порядке в фокальной плоскости объектива.

В предыдущей задаче оценить линейную дисперсию и разрешающую способность прибора.

Половина дифракционной решетки перекрывается с одного края непрозрачной преградой, в результате чего число штрихов уменьшается в два раза. Как изменится при этом: а) положение дифракционных максимумов; б) высота центрального максимума; в) ширина максимумов; г) суммарная площадь максимумов. Предполагается, что радиус когерентности падающего на решетку света значительно больше длины решетки.

Ответить на вопросы предыдущей задачи при условии, что радиус когерентности падающего на решетку света равен половине длины решетки.

Построить изображение дифракционной картины от дифракционной решетки с числом щелей N = 5, для которой a) d = 2b, б) d = 2,5b.

На дифракционную решетку падает по нормали монохроматический свет с длиной волны l = 600 нм. Определить наибольший порядок спектра m, который можно получить с помощью этой решетки, если ее постоянная d = 2 мкм.

11. Поляризация света. Металлические кристаллы. Во всех узлах кристаллической решетки расположены положительные ионы металла.

Поляризация поперечных волн состоит в нарушении симметрии распределения возмущений относительно направления распространения волны. Для продольных волн такое нарушение симметрии невозможно, поэтому продольные волны не бывают поляризованными.

Явление поляризации света есть следствие его волновой природы и представляет собой прямое доказательство поперечности электромагнитных (и, в частности, световых) волн.

Простейший анализ состояния поляризации света состоит в пропускании его через совершенный поляроид - анализатор, главное направление которого постепенно поворачивают в плоскости, перпендикулярной лучу. Степень поляризации анализируемого света Р определяется выражением:

 , (11.1)

где Imax - максимальная интенсивность света, прошедшего через анализатор, Imin – минимальная интенсивность прошедшего через анализатор света (при повороте его на p/2). Таким образом, степень поляризации плоско-поляризованного) света Р = 1 (Imin = 0). Степень поляризации естественного света, который представляет собой смесь линейно-поляризованных в различных плоскостях волн, равна нулю (поскольку Imax = Imin).

После прохождения естественного света интенсивностью I* через совершенный поляризатор получается плоско-поляризованный свет, интенсивность которого I1 = I*/2, ( см. задачу 11.4.). [an error occurred while processing this directive]

  Если через совершенный поляризатор пропустить плоско-поляризованный свет интенсивностью I0, плоскость колебаний которого составляет угол a с главной плоскостью поляризатора, поляризатор пропустит только ту составляющую вектора Е, которая параллельна его главной плоскости. Интенсивность прошедшего через поляризатор света пропорциональна квадрату напряженности электрического поля и равна

 I1 = I0 ×cos2a (закон Малюса).  (11.2)

 Явление поляризации света возникает также при отражении его от поверхности диэлектриков. Отраженный свет становится полностью поляризованным, если выполняется закон Брюстера: tg aБ = n/n0, где aБ - угол падения луча света (угол Брюстера), n и n0 – показатели преломления диэлектрика и окружающей среды, соответственно. При этом колебания вектора Е в отраженном луче происходят в плоскости, перпендикулярной плоскости падения света, а преломленный луч остается частично поляризованным (обеднен волнами, плоскость колебаний которых перпендикулярна плоскости падения).

Рассмотрим решение двух задач по рассматриваемой теме.

Так как в исходном положении струна была натянута, то к концам отрезка будут приложены равные силы натяжения , образующие с направлением углы . В интересах наглядности изображения на рис. 9.1 использован укрупненный масштаб при изображении смещения струны вдоль оси .Поэтому при дальнейших расчетах следует иметь ввиду, во-первых, что на рис. 9.1 изображен только некоторый произвольно выбранный отрезок струны и, во-вторых, что смещение вдоль оси существенно меньше длины струны, а углы настолько малы, что с большой точностью соблюдаются приближенные соотношения
Задачи для самостоятельного решения