Волны. Волновые свойства света

Волновое уравнение для волны распространяющейся в однородной непоглощающей среде

где – физическая величина, которая характеризует возмущение, распространяющееся в среде со скоростью – оператор Лапласа.

Уравнение плоской волны

где – амплитуда волны; – циклическая частота; – период колебаний частиц среды; – радиус вектор заданной точки среды; – волновой вектор, модуль которого – длина волны.

Скорость распространения волны (фазовая скорость)

Скорость распространения энергии волны (групповая скорость)

Связь между групповой и фазовой скоростью волны

где – длина волны.

Объемная плотность энергии упругих волн

где – объемная плотность кинетической энергии среды; – объемная плотность потенциальной энергии упругодеформированной среды.

Среднее за период значение объемной плотности энергии упругой волны

где – плотность среды; – амплитуда волны, – циклическая частота.

Вектор плотности потока энергии (вектор Умова)

где – объемная плотность энергии волны; – вектор скорости переноса энергии волны.

Интенсивность плоской и сферической синусоидальных волн

где – модуль среднего значения вектора Умова.

Волновое уравнение для плоской электромагнитной волны распространяющейся вдоль оси ОХ

где – диэлектрическая проницаемость среды; – магнитная проницаемость среды; – скорость электромагнитной волны в вакууме; – напряженность электрического поля волны; – напряженность магнитного поля волны.

Векторы и скорости волн образуют правую тройку векторов

Объемная плотность энергии электромагнитной волны

где – скорость электромагнитной волны.

Плотность потока энергии электромагнитной волны (вектор Умова – Пойнтинга)

Интенсивность электромагнитной волны

где – модуль среднего значения вектора Пойнтинга; – амплитудное значение модуля вектора напряженности электрического поля волны.

Абсолютный показатель преломления среды

где – скорость электромагнитной волны в вакууме; – скорость в среде; – диэлектрическая и магнитная проницаемости среды.

Относительный показатель преломления двух сред (второй по отношению к первой)

Условие максимума интерференции когерентных волн

где ; – длина волны в среде; – геометрическая разность хода волн от их источников до рассматриваемой точки однородной среды.

Условие минимума интерференции

Условие максимума и минимума при отражении от тонкой пленки света

где ; – показатель преломления вещества пленки; – толщина пленки; – угол преломления света; – длина волны света.

В отраженном свете радиусы светлого и темного колец Ньютона (частный случай интерференции в тонких пленках)

В проходящем свете радиусы колец Ньютона

Радиус к-ой зоны Френеля:

для сферической волны где – расстояние до диафрагмы с круглым отверстием от точечного источника света; – расстояние до диафрагмы от экрана, на котором ведется наблюдение дифракционной картины; – номер зоны Френеля; – длина волны;

для плоской волны

Условие минимумов интенсивности света для дифрагирующего света на одной щели при падении лучей по нормали к плоскости щели

где – ширина щели; – угол дифракции; – порядок минимума; – длина волны.

Условие максимума интенсивности света при дифракции на щели

где – угол дифракции.

Условие главных максимумов интенсивности света при дифракции света на дифракционной решетке (свет падает по нормали к плоскости решетки)

где – период решетки; – порядок главного максимума; – угол дифракции.

Разрешающая сила дифракционной решетки

где – наименьшая разность длин волн двух соседних спектральных линий и , при которой эти линии видимы раздельно в спектре; – число штрихов решетки; – порядок дифракционного максимума.

Угловая дисперсия дифракционной решетки

где – порядок спектра; – период решетки; – угол дифракции.

Закон Брюстера

где – угол падения, при котором отраженная волна максимально поляризована; относительный показатель преломления второй среды относительно первой.

Закон Малюса

где – интенсивность плоскополяризованного света, прошедшего через анализатор; – интенсивность плоскополяризованного света, падающего на анализатор; – угол между плоскостью поляризации волны, падающей на анализатор, и плоскостью пропускания анализатора.

Угол поворота плоскости поляризации волны оптически активными веществами:

· в твердых телах где – постоянная вращения; – длина пути, пройденного светом в оптически активном веществе;

· в жидкостях где – удельное вращение; – плотность жидкости;

· в растворах где – массовая концентрация оптически активного вещества в растворе.

Условия Вульфа – Брегга для дифракции рентгеновского излучения

где – межплоскостное расстояние кристалла; – длина волны; – угол между падающим лучем и плоскостью кристалла; – порядок максимума.

Интенсивность света при прохождении им слоя среды толщиной

где – показатель поглощения среды.

Задание 1.3
Из приведенных выражений уравнением сферической бегущей волны является…
Варианты ответов:
1)		2)
3)		4)
5)

Задание 1.4
Звуковая волна распространяется в воздухе от источника колебаний. При увеличении частоты колебаний в 2 раза…
Варианты ответов:
1)	длина волны уменьшится в 2 раза, а скорость распространения волны не изменится.
2)	длина волны и скорость распространения волны уменьшатся в 2 раза.
3)	длина волны и скорость распространения волны не изменятся.
4)	длина волны уменьшится в 2 раза, а скорость распространения волны увеличится в 2 раза.
5)	длина волны не изменится, а скорость распространения волны уменьшится в 2 раза.

Задание 1.5
Волна переходит из среды 1 в среду 2, преломляясь, как показано на рисунке. Для длины волны и скорости волны в этих средах справедливы соотношения…
Варианты ответов:
1)	;	2)	;
3)	;	4)	;

Задание 1.6
Сейсмическая упругая волна, падающая под углом 45 на границу раздела между двумя слоями земной коры с различными свойствами, преломляется под углом 30 . Во второй среде волна распространяется со скоростью 4,0 км/с. В первой среде скорость волны равна…
Варианты ответов:
1)	2,8 км/с	2)	1.4 км/с
3)	5,6 км/с	4)	7,8 км/с

Задание 1.7
Если уравнение плоской синусоидальной волны, распространяющейся вдоль оси , имеет вид то частота колебаний равна…
Варианты ответов:
1)	10 Гц	2)	3,14 Гц
3)	1 Гц	4)	6,28 Гц

Задание 1.8
Уравнение плоской синусоидальной волны, распространяющейся вдоль оси , имеет вид . Длина волны (в м) равна…
Варианты ответов:
1)	3,14	2)	0,5
3)

Задание 1.9
Уравнение плоской синусоидальной волны, распространяющейся вдоль оси , имеет вид . Период колебаний частиц среды (в мс) равен…
Варианты ответов:
1)	6,28	2)
3)

Задание 1.10
Уравнение плоской синусоидальной волны, распространяющейся вдоль оси со скоростью 500 м/с, имеет вид . Волновое число (в м ) равно…
Варианты ответов:
1)		2)	0,5
3)

Задание 1.11
Уравнение плоской синусоидальной волны, распространяющейся вдоль оси со скоростью 500 м/с, имеет вид . Циклическая частота (в с ) равна…
Варианты ответов:
1)		2)
3)	0,001

Задание 1.12
Уравнение плоской синусоидальной волны, распространяющейся вдоль оси , имеет вид . Длина волны (в м) равна…
Варианты ответов:
1)	3,14	2)
3)

Задание 1.13
Уравнение плоской синусоидальной волны, распространяющейся вдоль оси , имеет вид . Скорость распространяющейся волны (в м/с) равна…
Варианты ответов:
1)		2)
3)

Задание 1.14
Уравнение плоской волны, распространяющейся вдоль оси , имеет вид . Скорость распространения волны (в м/с) равна…
Варианты ответов:
1)	0,01	2)
3)		4)

Задание 1.15
Плотность потока энергии упругой волны имеет размерность…
Варианты ответов:
1)	Дж/м	2)	Вт м
3)	Вт/м	4)	Дж м

Задание 1.18
В электромагнитной волне векторы напряженности электрического и магнитного полей колеблются...
Варианты ответов:
1)	в одинаковых фазах	2)	в противоположных фазах
3)	в сдвинутых на фазах	4)	в произвольных друг относительно друга фазах

Задание 1.19
На рисунке показана ориентация векторов напряженности электрического и магнитного полей в электромагнитной волне. Вектор плотности потока энергии электромагнитного поля ориентирован в направлении…
Варианты ответов:
1)		2)
3)		4)

Задание 1.20
На рисунке показана ориентация векторов напряженности электрического и магнитного полей в электромагнитной волне. Вектор плотности потока энергии электромагнитного поля ориентирован в направлении…
Варианты ответов:
1)		2)
3)		4)

Задание 1.21
На рисунке показана ориентация векторов напряженности электрического и магнитного полей в электромагнитной волне. Вектор плотности потока энергии электромагнитного поля ориентирован в направлении…
Варианты ответов:
1)		2)
3)		4)

Задание 1.22
На рисунке показана ориентация векторов напряженности электрического и магнитного полей в электромагнитной волне. Вектор плотности потока энергии электромагнитного поля ориентирован в направлении…
Варианты ответов:
1)		2)
3)		4)

Задание 1.23
На рисунке показана ориентация векторов напряженности электрического и магнитного полей в электромагнитной волне. Вектор плотности потока энергии электромагнитного поля ориентирован в направлении…
Варианты ответов:
1)		2)
3)		4)

Задание 1.24
На рисунке показана ориентация векторов напряженности электрического и магнитного полей в электромагнитной волне. Вектор плотности потока энергии электромагнитного поля ориентирован в направлении…
Варианты ответов:
1)		2)
3)		4)

Задание 1.26
На расстоянии 4 м от лампы энергетическая освещенность небольшого листа бумаги, расположенного перпендикулярно световым лучам, равна 4 Вт/м . На расстоянии 8 м от лампы энергетическая освещенность равна...
Варианты ответов:
1)	0,25 Вт/м	2)	0.5 Вт/м
3)	16 Вт/м	4)	2 Вт/м
5)	1 Вт/м

Задание 1.28
Зависимость показателя преломления вещества от длины световой волны при нормальной дисперсии отражена на рисунке…
Варианты ответов:
1)		2)
3)

Задание 1.30
Стеклянная призма разлагает белый свет. На рисунке представлен ход лучей в призме. Правильно отражает реальный ход лучей рисунок…
Варианты ответов:
1)		2)
3)		4)
5)

Задание 1.34
Из приведенных утверждений, верным является следующее утверждение:
Варианты ответов:
1)	при интерференции когерентных волн одинаковой интенсивности суммарная интенсивность равна .
2)	суммарная интенсивность при интерференции двух когерентных волн зависит от разности фаз интерферирующих волн.
3)	при сложении когерентных волн суммарная интенсивность равна сумме интенсивностей складываемых волн.

Задание 1.35
Когерентные волны с начальными фазами и и разностью хода при наложении максимально усиливаются при выполнении условия…
Варианты ответов:
1)		2)	;
3)	;	4)	;

Задание 1.36
Когерентные волны с начальными фазами и и разностью хода при наложении максимально ослабляют при выполнении условия…
Варианты ответов:
1)	;	2)
3)	;	4)	;

Задание 1.37
Тонкая стеклянная пластинка с показателем преломления и толщиной помещена между двумя средами с показателями преломления и На пластинку по нормали к поверхности падает свет с длиной волны . Для интерферирующих отраженных лучей оптическая разность хода равна…
Варианты ответов:
1)		2)
3)		4)

Задание 1.38
Масляное пятно на поверхности воды имеет вид, показанный на рисунке. Толщина пятна от края к центру…
Варианты ответов:
1)	увеличивается	2)	сначала увеличивается, затем уменьшается
3)	сначала уменьшается, затем увеличивается	4)	уменьшается
5)	не изменяется

Задание 1.39
Масляное пятно на поверхности воды имеет вид, показанный на рисунке. Толщина пятна от края к центру…
Варианты ответов:
1)	увеличивается	2)	сначала увеличивается, затем уменьшается
3)	сначала уменьшается, затем увеличивается	4)	уменьшается
5)	не изменяется

Задание 1.40
Имеются 4 дифракционные решетки с различными постоянными , освещаемые одним и тем же монохроматическим излучением различной интенсивности. Какой рисунок иллюстрирует положение главных максимумов, создаваемых дифракционной решеткой с наибольшей постоянной решетки? ( – интенсивность света, – угол дифракции).
Варианты ответов:
1)		2)
3)		4)

Задание 1.41
Имеются 4 дифракционные решетки с различными постоянными , освещаемые одним и тем же монохроматическим излучением различной интенсивности. Какой рисунок иллюстрирует положение главных максимумов, создаваемых дифракционной решеткой с наименьшей постоянной решетки? ( – интенсивность света, – угол дифракции).
Варианты ответов:
1)		2)
3)		4)

Задание 1.42
Одна и та же дифракционная решетка освещается различными монохроматическими излучениями с разными интенсивностями. Какой рисунок соответствует случаю освещения светом с наибольшей длиной волны? ( – интенсивность света, – угол дифракции).
Варианты ответов:
1)		2)
3)		4)

Задание 1.43
Одна и та же дифракционная решетка освещается различными монохроматическими излучениями с разными интенсивностями. Какой рисунок соответствует случаю освещения светом с наименьшей длиной волны? ( – интенсивность света, – угол дифракции).
Варианты ответов:
1)		2)
3)		4)

Задание 1.44
Одна и та же дифракционная решетка освещается различными монохроматическими излучениями с разными интенсивностями. Какой рисунок соответствует случаю освещения светом с наибольшей частотой? ( – интенсивность света, – угол дифракции).
Варианты ответов:
1)		2)
3)		4)

Задание 1.45
Одна и та же дифракционная решетка освещается различными монохроматическими излучениями с разными интенсивностями. Какой рисунок соответствует случаю освещения светом с наименьшей частотой? ( – интенсивность света, – угол дифракции).
Варианты ответов:
1)		2)
3)		4)

Задание 1.46
На идеальный поляризатор падает свет интенсивности от обычного источника. При вращении поляризатора вокруг направления распространения луча интенсивность прошедшего света...
Варианты ответов:
1)	меняется от до	2)	не меняется и равна
3)	не меняется и равна	4)	меняется от до

Задание 1.47
Если закрыть открытых зон Френеля, а открыть только первую, то амплитуда вектора напряженности электрического поля…
Варианты ответов:
1)	увеличится в 2 раза	2)	уменьшится в 2 раза
3)	увеличится в раз	4)	не изменится

Задание 1.48
На пути естественного света помещены две пластинки турмалина. После прохождения пластинки 1 свет полностью поляризован. Если и – интенсивности света, прошедшего пластинки 1 и 2 соответственно, и угол между направлениями и , то и связаны соотношением…
Варианты ответов:
1)		2)
3)		4)

Задание 1.49
На пути естественного света помещены две пластинки турмалина. После прохождения пластинки 1 свет полностью поляризован. Если и – интенсивности света, прошедшего пластинки 1 и 2 соответственно, и угол между направлениями и , то и связаны соотношением…
Варианты ответов:
1)		2)
3)		4)

Задание 1.50
На пути естественного света помещены две пластинки турмалина. После прохождения пластинки 1 свет полностью поляризован. Если и – интенсивности света, прошедшего пластинки 1 и 2 соответственно, и угол между направлениями и , то и связаны соотношением…
Варианты ответов:
1)		2)
3)		4)

Задание 1.51
На пути естественного света помещены две пластинки турмалина. После прохождения пластинки 1 свет полностью поляризован. Если и – интенсивности света, прошедшего пластинки 1 и 2 соответственно, и , то угол между направлениями и равен..
Варианты ответов:
1)		2)
3)		4)

Поиск по сайту: