Задание поверхности на комплексном чертеже Тепловые свойства твердых тел (кристаллов) http://4d-art.ru/

Физика лекции и примеры решения задач

Занятие №70

Законы отражения и преломления света.

Закон обратимости световых лучей. Согласно нему луч света, распространившийся по определённой траектории в одном направлении, повторит свой ход в точности при распространении и в обратном направлении.

ЗАКОН ПРЯМОЛИНЕЙНОГО РАСПРОСТРАНЕНИЯ СВЕТА – в однородной прозрачной среде свет распространяется прямолинейно, то есть световые лучи в такой среде представляют собой прямые линии.

ЗАКОН ОТРАЖЕНИЯ СВЕТ – падающий луч, отраженный луч и перпендикуляр к границе раздела двух сред лежат в одной плоскости и угол падения равен углу отражения.

ЗАКОН ПРЕЛОМЛЕНИЯ СВЕТА – падающий луч, преломленный луч и перпендикуляр к границе раздела двух сред лежат в одной плоскости; отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная и называется показателем преломления второй среды относительно первой.

Показателем преломления какой-либо среды относительно вакуума называется абсолютным показателем преломления. n-показатель преломления; с- скорость света в вакууме (м/с); υ- скорость света в веществе (м/с).

Полное внутреннее отражение: угол преломления 900 и более.

Задача №1. Угол падения светового луча на отражающую поверхность равен 320. Чему равен угол между падающим и отражённым лучами (в градусах)?

Задача №2. Скорость распространения света в алмазе 120 . 103 км/с. Вычислить показатель преломления в алмазе.

Домашнее задание. Выучить конспект. Прочитать § 14.2. Решить задачу: № 1023. Под каким углом должен падать луч света на плоское зеркало, чтобы угол между отражённым и падающим лучами был равен 700?


Занятие №73

Линзы.

ЛИНЗА – прозрачное тело (обычно стеклянное), ограниченное двумя сферическими поверхностями. Является одним из основных элементов оптических систем. Линза, у которой толщина пренебрежимо мала по сравнению с радиусами кривизны ее поверхностей, называется тонкой. ФОКУС – точка, в которой пересекаются после преломления в линзе либо сами падающие на нее параллельным пучком лучи света (в случае собирающей линзы), либо их продолжения (в случае рассеивающей линзы).

ФОРМУЛА ТОНКОЙ ЛИНЗЫ – формула, связывающая расстояния от предмета до линзы и от линзы до изображения с фокусным расстоянием линзы.

В этой формуле расстояния от линзы до предмета, до действительного изображения, и фокусное расстояние собирающей линзы берутся со знаком плюс, а расстояния до мнимого изображения и фокус рассеивающей линзы – со знаком минус.

F- фокусное расстояние линзы (м); d- расстояние от предмета до линзы (м); f- расстояние от линзы до изображения(м). Построение изображений в линзе.

Оптическая сила линзы. F- фокусное расстояние линзы (м); D- оптическая сила линзы (дптр). В СИ оптическая сила измеряется в диоптриях.

Увеличение линзы. Г- увеличение линзы; Н- высота изображения (м); h- высота предмета (м).  Задача №1. Какова оптическая сила собирающей линзы, фокусное расстояние которой 125 мм?

Задача №2. При помощи линзы, фокусное расстояние которой 20 см, получено изображение предмета на экране, удалённом от линзы на 1 м. На каком расстоянии от линзы находится предмет? 

Домашнее задание. Выучить конспект. Решить задачу: №1064. Свеча находится на расстоянии 12,5 см от собирающей линзы, оптическая сила которой 10 дптр. На каком расстоянии от линзы получится изображение и каким оно будет?

Занятие №75

Интерференция, дифракция и дисперсия света.

ДИСПЕРСИЯ СВЕТА (лат. рассеяние) – зависимость показателя преломления n вещества (или скорости распространения света) в нем от частоты ν проходящего через него света.

ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ СВЕТА – сложение двух (или нескольких) световых волн, при котором в одних точках пространства происходит усиление интенсивности света, а в других – ослабление. Является частным случаем общего явления интерференции волн.

Из естественных проявлений интерференции наиболее известно радужное окрашивание тонких пленок (масляные и бензиновые пленки на воде, мыльные пузыри, крылья стрекозы и т. д.).

ДИФРАКЦИЯ СВЕТА – огибание световыми волнами границы непрозрачных тел и проникновение света в область геометрической тени.

ДИФРАКЦИОННАЯ РЕШЁТКА - оптический прибор, представляющий собой совокупность большого числа регулярно расположенных штрихов (щелей, выступов), нанесенных на некоторую поверхность (от 0,25 до 6000 штрихов на 1 мм). Дифракционные решетки используются для разложения электромагнитного излучения (в частности, света) в спектр.

  

d- период решётки (м); φ- угол под которым виден соответствующий максимум; k- номер максимума; λ- длина световой волны (м).

Задача №1. Монохроматический свет падает нормально на дифракционную решётку с периодом 1,4 мкм. Какова длина волны падающего света, если дифракционный максимум первого порядка наблюдается под углом 300? Ответ выразить в микрометрах (мкм).

Задача №2. Определить синус угла отклонения лучей зелёного света (λ=0,56 мкм) в спектре первого порядка, полученном с помощью дифракционной решётки, период которой равен 2 мкм.

Домашнее задание. Выучить конспект. Прочитать § 14.3. Решить задачу: №1100. Определить угол отклонения лучей зелёного света (λ=0,55 мкм) в спектре первого порядка, полученном с помощью дифракционной решётки, период которой равен 0,02 мм.

Занятие №78

Спектры. Шкала электромагнитных излучений.

Исторически раньше всех прочих спектров было начато исследование оптических спектров. Первым был Исаак Ньютон, который в своём труде «Оптика», вышедшем в 1704 году. Фактически, Ньютон заложил основы оптической спектроскопии: в «Оптике» он описал все три используемых поныне метода разложения света — преломление, интерференцию и дифракцию.

Шкала электромагнитных излучений

 Инфракрасное излучение. Испускают тела при любой температуре (лёд, поверхность Земли, тело человека, кипящая вода, расплавленная сталь, лазеры, Солнце, звёзды). Лампы накаливания до 80% общего излучения дают в инфракрасном диапазоне. 

Применение: фотографирование в тумане и темноте, инфракрасный телескоп, приборы ночного видения, самонаведение ракет, сушка древесины и пропитанных намоточных изделий, парниковый эффект, пеленгация, космическая связь и навигация, сигнализация, локация, сушка автомобилей после покраски.

Ультрафиолетовое излучение. Источники: электрическая дуга, газоразрядные лампы (ртутно- кварцевые, люминесцентные), солнце, звёзды.

Рентгеновское излучение. Обнаружено от астрономических объектов: Солнце (пятна, вспышки и всплески),источники в созвездиях Скорпиона, Лебедя и Стрельца в Крабовидной туманности, галактика в созвездии Центавра, пульсары и квазары. Применение: в медицине, дефектоскопия, для расшифровки строения сложнейших органических соединений.

Гамма излучение. Испускают атомные ядра. Области применения гамма-излучения: гамма-дефектоскопия, контроль изделий просвечиванием γ-лучами, консервирование пищевых продуктов, стерилизация медицинских материалов и оборудования, лучевая терапия, уровнемеры, гамма-каротаж в геологии.

Задача №1. Когда чайник создаёт большее излучение: когда в нём кипяток или когда в нём вода комнатной температуры?

Задача №2. Почему в холодную погоду многие животные спят, свернувшись в клубок?


Примеры решения задач по различным разделам физики