№ 1 по дисциплине Оптика 1. Электромагнитная природа света

№ 1
по дисциплине
Оптика
1. Электромагнитная природа света
2. Интеграл Френеля-Кирхгофа. Число Френеля. Дифракция Френеля и Фраунгофера.
3. Естественный свет падает под углом Брюстера из воздуха на поверхность стекла с
показателем преломления n=1,5. Найти интенсивность отраженного света, зная
интенсивность падающего света Io.
№ 2
по дисциплине
Оптика
1. Плоские монохроматические волны. Вектор волновой нормали. Уравнение Максвелла
для плоских волн.
2. Дифракция Фраунгофера на прямоугольной щели и круглом отверстии.
3. С помощью тонкой собирающей линзы из стекла с показателем преломления nc=1,5
получено действительное изображение предмета на расстоянии 10 см от линзы. После
того как предмет и линзу погрузили в воду (nв=1,33), не изменяя расстояния между
ними, изображение получилось на расстоянии 60 см от линзы. Найти фокусное
расстояние линзы.
№ 3
по дисциплине
Оптика
1. Линейно-поляризованный свет. Поляроид. Закон Малюса. Круговая и эллиптическая
поляризация света. Поляризационные приборы.
2. Принцип Гюйгенса-Френеля. Дифракция Френеля сферической волны на круглых
отверстии и экране. Зоны Френеля. Зонная пластинка.
3. Найти угловое расстояние между главным максимумом и ближайшим к нему
минимумом дифракционной решетки.
№ 4
по дисциплине
Оптика
1. Основные фотометрические величины и их измерение
2. Дифракция света на правильной одномерной структуре. Амплитудные и фазовые
дифракционные решетки. Дифракция света на ультразвуковых волнах.
3. Для сравнения яркостей двух поверхностей, освещаемых неполяризованным светом,
одну из них рассматривают непосредственно, а другую через два николя. Каково
соотношение этих яркостей, если освещенность обеих поверхностей кажется
одинаковой при угле между николями α=60о? Считать, что потери света в каждом
николе составляют ρ=10%.
№ 5
по дисциплине
Оптика
1. Давление света. Опыты Лебедева.
2. Абсолютно черное тело и законы его излучения.
3. Плоская волна проходит через стеклянную пластинку с показателем преломления n,
падая на ее поверхность нормально. Толщина пластинки испытывает скачкообразное
изменение на величину h порядка длины световой волны вдоль прямой, параллельной
поверхности пластинки. Прошедшая волна собирается в фокусе. При каких толщинах
уступа интенсивность света в фокусе минимальна?
№ 6
по дисциплине
Оптика
1. Естественный свет и процесс его излучения. Спектральный состав излучения.
Спектральные приборы и их основные характеристики.
2. Источники света. Тепловое излучение. Закон Кирхгофа.
3. Расстояние от лампочки до экрана d=50 см. Линза, помещенная между ними, дает
четкое изображение лампы на экране при двух положениях, расстояние между
которыми L=10см. Найти фокусное расстояние f линзы.
№ 7
по дисциплине
Оптика
1. Излучение света атомами. Естественная ширина спектральной линии. Лоренцева
форма линии. Процессы, приводящие к уширению спектральных линий. Гауссова
форма линии.
2. Волновые пакеты. Групповая и фазовая скорости света.
3. Найти число полос интерференции N, получающиеся с помощью бипризмы, если
показатель преломления ее n, преломляющий угол α, длина волны источника λ. Угол
отклонения луча призмой (n–1)α. Расстояние источника света от бипризмы равно а, а
расстояние от бипризмы до экрана равно b.
№ 8
по дисциплине
Оптика
1. Отражение и преломление света на границе двух изотропных сред. Формулы
Френеля.
2. Экспериментальные основы специальной теории относительности.
3. Параллельный пучок монохроматического света с длиной волны λ падает на
поляроид, а затем на пластинку в полволны. Главная плоскость поляроида составляет
угол α с осью этой пластинки. Найти состояние поляризации прошедшего света на
выходе из пластинки в полволны.
№ 9
по дисциплине
Оптика
1. Электронная теория дисперсии света. Нормальная и аномальная дисперсии.
Рэлеевское рассеяние света. Закон Бугера.
2. Применение явления двулучепреломления. Поляризационные приборы.
3. Зонная пластинка дает изображение источника удаленного от нее на 3 м, на
расстоянии 2 м от своей поверхности. Где получится изображение источника, если его
отодвинуть в бесконечность?
№ 10
по дисциплине
Оптика
1. Оптика анизотропных сред. Одноосные и двуосные кристаллы. Уравнение волновых
нормалей Френеля. Двулучепреломление.
2. Основные принципы голографии.
3. Изображение предмета, находящегося на расстоянии 10 см от линзы – прямое и
увеличенное в два раза. Определить фокусное расстояние линзы.
№ 11
по дисциплине
Оптика
1. Влияние электромагнитного поля на оптические свойства сред. Эффекты Керра и
Поккельса. Оптическая активность. Эффект Фарадея.
2. Спонтанное и вынужденное излучение. Вывод формулы Планка по Эйнштейну.
3. Действительное изображение, полученное вогнутым зеркалом, рассматривается на
белом экране. Как зависит яркость изображения от площади и фокусного расстояния
зеркала?
№ 12
по дисциплине
Оптика
1. Двухлучевая интерференция монохроматического света. Когерентность. Получение
когерентных волн путем деления волнового фронта. Функция видности
интерференционной картины.
2. Активная среда в лазере. Инверсная населенность уровней. Понятие об отрицательной
температуре. Трех- и четырехуровневые системы.
3. Какую освещенность Е следует создать на белом листе бумаге с коэффициентом
отражения ρ=0,85, чтобы его яркость В была 3×104 кд/м2? Бумага рассеивает по
закону Ламберта.
№ 13
по дисциплине
Оптика
1. Получение когерентных волн делением амплитуды. Полосы равной толщины и
равного наклона. Просветление оптики. Диэлектрические зеркала и
интерференционные фильтры.
2. Типы лазеров и способы их накачки
3. Параллельный пучок света с длиной волны λ=600 нм нормально падает на
непрозрачный экран с круглым отверстием диаметром D=1,2 мм. На расстоянии b=18
см за экраном на оси отверстия наблюдается темное пятно. На какое расстояние
нужно сместиться от этой точки вдоль оси отверстия, чтобы в центре картины было
темное пятно?
№ 14
по дисциплине
Оптика
1. Интерференция частично-когерентного света. Исследование временной
когерентности света интерферометром Майкельсона. Время когерентности.
2. Устройство и роль лазерных резонаторов. Условия лазерной генерации
3. Зимой на стеклах трамваев и автобусов образуются тонкие пленки наледи,
окрашивающие все видимое через них в зеленоватый свет. Оценить наименьшую
толщину этих пленок. Показатель преломления наледи n=1,33.
№ 15
по дисциплине
Оптика
1. Интерференция частично когерентного света. Исследование пространственной
когерентности в опытах Юнга и Брауна-Твисса. Длина когерентности.
2. Эффект Саньяка. Лазерные гироскопы.
3. Пучок рентгеновских лучей падает на решетку с периодом 1 мкм под углом 89о30`.
Угол дифракции для спектра второго порядка равен 89о. Найти λ.
№ 16
по дисциплине
Оптика
1. Интерферометр Жамена и исследование показателя преломления воздуха с его
помощью
2. Эффект Доплера. Аберрация света.
3. Какая получится ширина спектральной линии водорода (λ=653,6 нм) на негативе
спектрографа, если в нем использована решетка шириной L=3 см и объектив с
фокусным расстоянием f=15 см?
№ 17
по дисциплине
Оптика
1. Геометрическая оптика и ее законы. Способы измерения фокусных расстояний линзы.
2. Явление дифракции света. Интеграл Френеля-Кирхгофа.
3. Лазер на рубине излучает в импульсе длительностью τ=0,5 мс энергию Е=1 Дж в виде
почти параллельного пучка лучей с сечением S= 1 см2. Рабочая длина волны лазера
λ=694,3 нм. Определить давление несфокусированного пучка света на металлическое
зеркало, перпендикулярное к пучку. Какое давление оказывает пучок при
фокусировке его линзой (при этом пучок дает в фокусе светящееся пятно площадью
λ2).
№ 18
по дисциплине
Оптика
1. Интерференция поляризованного света и ее применение для изучения структуры
кристаллов.
2. Основные эффекты нелинейной оптики. Нелинейные материалы.
3. Каково доплеровское смещение линии водорода Нβ (λ=486,1 нм) при наблюдении
вдоль пучка водородных каналовых лучей, имеющих среднюю скорость 1,3×108 см/с?
№ 19
по дисциплине
Оптика
1. Интерферометр Майкельсона и опыт Майкельсона-Морли.
2. Геометрическая оптика как предел волновой оптики. Уравнение эйконала
3. Чему равен порядок интерференции при работе с эталоном Фабри-Перо в зеленой
части спектра (λ=550 нм), если расстояние между пластинками равно 1 см? Угол
падения очень мал.
№ 20
по дисциплине
Оптика
1. Многолучевая интерференция света в интерферометре Фабри-Перо. Функция
видности интерференционной картины в проходящем свете.
2. Фотон и его характеристики: масса, энергия и импульс. Корпускулярные и волновые
свойства света.
3. Какую разрешающую силу должен иметь спектральный аппарат для разрешения
дублета D-линии натрия (λ1=589 нм и λ2=589,6 нм)?
№ 21
по дисциплине
Оптика
1. Экспериментальное исследование эффекта Керра в нитробензоле.
2. Спектральный анализ. Основные спектральные приборы: дифракционная решетка и
интерферометр Фабри-Перо. Угловая дисперсия, область свободной дисперсии и
хроматическая разрешающая сила.
3. Интерференционные полосы равной толщины наблюдаются на воздушном клине
между двумя стеклянными пластинками с углом при вершине α=1`. Полосы
получаются в зеленой линии ртути с λ=546,1 нм и шириной Δλ=0,01 нм. Найти
расстояние последней наблюдаемой полосы от вершины клина.
№ 22
по дисциплине
Оптика
1. Измерение постоянной Планка спектроскопическим методом.
2. Дифракция на правильной трехмерной структуре. Дифракция рентгеновских лучей.
3. Линза из крона (n1=1,50) лежит на пластинке, одна половина которой сделана из того
же крона, а другая из флинта (n2=1,70). Прослойка между линзой и пластинкой
заполнена сероуглеродом (n1=1,63). Описать характер ньютоновых колец в
отраженном и проходящем свете.
№ 23
по дисциплине
Оптика
1. Фотоэлектрический эффект и экспериментальное изучение работы фотоэлемента.
2. Явление интерференции света. Оптическая разность хода. Способы наблюдения
интерференционной картины.
3. Подсчитать разрешающую силу решетки с периодом 2,5×10–4 см и шириной 3 см в
спектрах первого и четвертого порядков.
№ 24
по дисциплине
Оптика
1. Электромагнитная природа света. Волновые уравнения. Показатель преломления.
2. Геометрическая оптика как предел волновой оптики. Уравнение эйконала.
3. Найти радиус центрального темного пятна колец Ньютона, если между линзой и
пластинкой с показателем преломления n1=1,70 налит бензол с показателем
преломления n2=1,50. Радиус кривизны линзы R=1 м. Показатели преломления линзы
и пластинки одинаковы. Наблюдение ведется в отраженном натриевом свете (λ=589
нм).
№ 25
по дисциплине
Оптика
1. Формулы Френеля. Полное внутреннее отражение света. Световоды. Закон Брюстера
2. Спонтанное и вынужденное излучение. Вывод формулы Планка по Эйнштейну.
Законы излучения абсолютно черного тела.
3. Определить фокусное расстояние зонной пластинки для света с длиной волны 500 нм,
если радиус пятого кольца этой пластинки равен 1,5 мм. Что произойдет, если
пространство между пластинкой и экраном заполнено бензолом с показателем
преломления 1,501?