Просто об электротехнике, электронике, математике, физике
Просто об электротехнике, электронике, математике, физике
Категория: Волновая оптика, Оптика

Волновая оптика: длины волн и частоты излучения

Начинаем знакомиться с волновой оптикой: в этой статье предложены самые простые задачи, в которых необходимо определить длину волны по частоте или наоборот. Такие задачи служат основой для запоминания формул.

Задача 1. Показатель преломления воды для красного света , а для фиолетового . Найти скорость распространения красного и фиолетового света в воде.

   

   

   

   

Спектр

Ответ: м/с, м/с.

 

Задача 2. На сколько скорость света в вакууме больше скорости света в алмазе?
По таблице определяем показатель преломления алмаза: .

   

   

Тогда разность скоростей равна

   

Ответ:

 

Задача 3. При переходе светового луча из воздуха в некоторое вещество скорость света изменяется на % . Определить показатель преломления этого вещества.
Поскольку скорость изменяется на 20%, то в веществе скорость света составит . Тогда показатель преломления равен

   

Ответ: .

Задача 4. Пучок света падает нормально на поверхность кварцевой пластинки толщиной см. На сколько увеличится время прохождения пластинки светом по сравнению с тем, если бы он проходил этот путь в вакууме?
В вакууме свет движется со скоростью , и прошел бы двухмиллиметровое расстояние за время , а в кварцевой пластинке скорость света будет равна

   

С такой скоростью свет будет двигаться сквозь пластину время

   

Показатель преломления кварца равен 1,54. Найдем разницу времен прохождения:

   

Ответ: 3,6 пс

 

Задача 5. Точечный источник света находится на дне сосуда с жидкостью. Толщина слоя жидкости см, показатель преломления . Определить максимальное и минимальное время, которое свет, идущий от источника и выходящий из жидкости в воздух, затрачивает на прохождение слоя жидкости.

Очевидно, что минимальное время на прохождение слоя жидкости затратят те лучи света, которые пройдут по кратчайшему пути: вертикально вверх.  Тогда

   

Максимальный путь проделают лучи, которые будут падать на поверхность жидкости под предельным углом преломления.

   

Отношение . В то же время известно, что . Тогда . Определяем :

   

Теперь найдем максимальное время прохождения лучей:

   

Ответ: .

 

Задача 6. Какие частоты колебаний соответствуют крайним красным ( мкм) и крайним фиолетовым ( мкм) лучам видимой части спектра?
Известно, что . Следовательно,

   

   

Ответ: ТГц, ТГц

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *