Подготовка к ЕГЭ по физике
материал для подготовки к егэ (гиа) по физике (11 класс) по теме

                     Задачи по «Оптике» для районного семинара по физике от 19.12.2014г

C 5 № 3049. У самой поверхности воды в реке летит комар, стая рыб находится на расстоянии 2 м от поверхности воды. Каково максимальное расстояние до комара, на котором он еще виден рыбам на этой глубине? Относительный показатель преломления света на границе воздух-вода равен 1,33

Решение.

Рыба видит комара, если существует световой луч от него, который, переломившись на границе раздела воздух  — вода, попадет ей в глаз. Вода  — среда оптически более плотная чем воздух, поэтому угол преломления всегда меньше, чем угол падения. Так как комар, находится над самой водой, максимальное расстояние между комаром и рыбой определяется максимальным углом преломления, который можно найти при помощи закона преломления Снеллиуса: . Из рисунка видно, что расстояние между комаром и рыбой равно длину волны X зеленого света.

C 5 № 3661. На дифракционную решетку с периодом нормально падает пучок света, состоящий из фотонов с импульсом . Под каким углом к направлению падения пучка наблюдается дифракционный максимум второго порядка?

Решение.

Углы, определяющие направления на дифракционные максимумы, при нормальном падении пучка на решетку удовлетворяют условию , где — длина волны света, .

Импульс фотона связан с его длиной волны соотношением , где — постоянная Планка. Из записанных соотношений находим:

.

Таким образом, .

Ответ: .

C 5 № 4220. Точечный источник мощностью Р= 1 мВт излучает монохроматический свет с длиной волны = 600 нм равномерно во всех направлениях (такой источник называется изотропным). На каком расстоянии от него концентрация фотонов (то есть число фотонов в единице объема) равна ? Объем сферического слоя радиусом и толщиной равен .

Решение.

Энергия одного фотона равна , где - частота, - постоянная Планка, а - длина волны света.

За время источник излучает фотонов, разлетающихся изотропно во все стороны со скоростью света .

На расстоянии от источника в тонком сферическом слое объёмом концентрация фотонов будет равна .

Таким образом, искомое расстояние равно м.

Задачи по  волновой оптике из ЕГЭ 2013-2014

C 5 № 5747. При исследовании спектра ртути с помощью дифракционной решётки и гониометра (прибора для точного измерения углов дифракции света) было обнаружено, что в спектре 3-го порядка вблизи двойной жёлтой линии ртути со средней длиной волны = 578 нм видна сине-фиолетовая линия 4-го порядка. Оцените её длину волны .

Решение.

Главные дифракционные максимумы решётки наблюдаются при условии dsinφ = mλ, где d — период решётки, φ — угол дифракции, m — порядок дифракционного максимума, λ — длина волны света, падающего на решётку.

По условию вблизи одного и того же угла φ в спектре наблюдаются главные максимумы 3-го порядка для жёлтой линии и 4-го порядка сине-фиолетовой линии: , откуда нм, что близко к табличному значению длины волн для сине-фиолетовой линии в спектре ртути: λ = 436 нм.

C 5 № 6436. Лазер испускает световой импульс с энергией W = 3 Дж и длительностью τ = 10 нс. Свет от лазера падает перпендикулярно на плоское зеркало площадью S = 10 см2. Какое среднее давление окажет свет на зеркало?

Решение.

1. При отражении от зеркала импульс фотонов изменяется на где ν — частота света, излучаемого лазером; h — постоянная Планка; с — скорость света в вакууме.

2. Пусть N — число фотонов, излучённых лазером, тогда W = Nhν.

3. Модуль силы, действующей на зеркало Давление света на зеркало:

Ответ:

C 5 № 6471. Лазер испускает световой импульс с энергией W = 12 Дж. Свет от лазера падает перпендикулярно на плоское зеркало площадью S = 10. Определите длительность импульса τ, если среднее давление света на зеркало равно p = 1 кПа.

Решение.

1. При отражении от зеркала импульс фотонов изменяется на где ν — частота света, излучаемого лазером; h — постоянная Планка; с — скорость света в вакууме.

2. Пусть N — число фотонов, излучённых лазером, тогда W = Nhν.

3. Модуль силы, действующей на зеркало Давление света на зеркало:

откуда находим длительность импульса света:

Ответ: