Задачі та вправи

Рівень А

2.84. Чому поверхня мильної бульбашки забарвлена кольорами веселки? Відповідь проілюструйте малюнком.

2.85. Чому тільки досить вузький світловий пучок після проходження крізь призму дає спектр, а в широкого пучка забарвленими виявляються лише краї?

2.86. Два когерентних пучки світла, які мають довжину хвилі 0,4 мкм, перетинаються. Що можна спостерігати в точці їхнього перетину, для якої різниця ходу хвиль дорівнює 0,5 мм, максимум чи мінімум коливань?

2.87. Визначте кут відхилення зеленого світла довжиною хвилі 550 нм у спектрі другого порядку, отриманому за допомогою дифракційної ґратки з періодом 20 мкм.

2.88. Кут відхилення променів фіолетового світла довжиною світлової хвилі 435 нм у дифракційному спектрі першого порядку дорівнює 2°30'. Який період дифракційної ґратки?

2.89. Два когерентних джерела S₁ і S₂, що мають довжину хвилі 0,5 мкм, розміщені на відстані 2 мм одне від одного (мал. 2.69), а екран — на відстані 2 м від S₁. Що можна спостерігати в точці А екрана — світло чи темряву?

Мал. 2.69

2.90. Білий промінь світла падає на бічну грань призми під кутом 0°. Чи матимемо на екрані спектр?

2.91. Щоб отримати на екрані спектр випромінювання лампи, її розжарювали поступово за допомогою реостата. Які зміни при цьому відбувалися на екрані?

2.92. Знаючи швидкість поширення світла у вакуумі, визначте швидкість поширення світла у воді та склі.

2.93. Визначте силу світла точкового джерела, повний світловий потік якого дорівнює 1 лм.

2.94. Який світловий потік точкового джерела світла, що має силу 5 кд?

2.95. Визначте силу світла точкового джерела, розміщеного у вершині тілесного кута 0,6 ср, якщо всередині цього кута поширюється світловий потік 240 лм.

2.96. Світловий потік, який становить 0,02 лм, падає паралельно на поверхню площею 5 см². Яка її освітленість?

Рівень Б

2.97. Скільки довжин хвиль монохроматичного випромінювання частотою 400 ТГц поміщається на відрізку 1 м?

2.98. З якою швидкістю поширюється світло у воді, якщо при частоті 600 ТГц довжина хвилі дорівнює 0,51 мкм?

2.99. Яку приблизно товщину має плівка мильної бульбашки в місцях, де вона здається блакитною?

2.100. Екран розміщено на відстані 1 м від дифракційної ґратки. Освітлюючи її червоним світлом довжиною хвилі 650 нм, відстань між двома максимумами першого порядку на екрані дорівнює 26 см. Визначте період дифракційної ґратки.

2.101. За допомогою дифракційної ґратки з періодом 5 мкм дифракційний максимум першого порядку отримано на відстані 60 мм від центрального. Відстань від ґратки до екрана 50 см. Світло падає на ґратку паралельно. Яка довжина світлової хвилі?

2.102. Під час туману навколо ліхтарів можна спостерігати кольорові кільця. Чим спричинене це явище? Поясніть його.

2.103. Дно ставка не можна бачити через відбите світло. Як можна усунути відбите світло і побачити дно?

2.104. Чи можна зробити так, щоб краплі ртуті не блищали, коли на них дивитися крізь поляроїд?

2.105. Чи змінюється швидкість, довжина хвилі, частота коливань, коли світло переходить з повітря у скло? Як?

2.106. На дифракційну ґратку завдовжки 10 мм, що має 2000 штрихів, нормально падає монохроматичне світло довжиною хвилі 450 нм. Який кут між напрямками спостереження максимумів першого і другого порядків?

2.107. Яку ширину має весь дифракційний спектр першого порядку, отриманий на екрані, віддаленому на 1,5 м від дифракційної ґратки з періодом 10 мкм? Довжини світлових хвиль лежать у межах від 380 до 760 нм.

2.108. Назвіть способи отримання дифракційного та дисперсійного спектрів.

2.109. Чому в ясний сонячний день небо блакитного кольору, а вранці на сході і ввечері на заході може бути оранжево-червоного кольору?

2.110. Чому ртутні лампи ультрафіолетового випромінювання виготовляють не зі скла, а з кварцу? Чому під час горіння кварцевих ламп відчувається запах озону?

2.111. Обчисліть, який світловий потік проходить крізь поверхню площею 20 см², віддалену на 5 м від точкового джерела світла, сила якого 100 кд. Вважати, що промені падають перпендикулярно до поверхні.

2.112. Який світловий потік падає на поверхню стола, якщо його середня освітленість 9500 лк, а площа 1,6 м²?

2.113. Розжарена чавунна заготовка, діаметр якої 10 см, а довжина 40 см, створює на відстані 5 м у напрямку, перпендикулярному до осі заготовки, освітленість, яка дорівнює 1 лк. Визначте силу світла і яскравість у цьому напрямку.

2.114. Визначте силу точкового джерела світла, якщо воно міститься в центрі сфери, радіус якої 85 см, і на поверхню цієї сфери площею 1,5 м²випромінює світловий потік 360 лм. Який повний світловий потік, що випромінює це джерело?

2.115. Сила світла лампи розжарювання при номінальній потужності 100 Вт дорівнює 100 кд. Якщо лампа горить з недорозжарюванням, споживаючи потужність тільки 80 Вт, сила світла становить 65 кд. Визначте світлову віддачу (світловий потік на 1 Вт) у цих режимах роботи.

Є над чим замислитися

2.116. У досліді Юнга фіолетовий світлофільтр (λ₁= 400 нм) замінимо на червоний (λ₂= 650 нм). Як при цьому зміниться інтерференційна картина на екрані?

2.117. Який завширшки весь дифракційний спектр першого порядку, отриманий на екрані, віддаленому на 1,5 м від дифракційної ґратки з періодом 10 мкм? Довжини світлових хвиль лежать у межах від 380 до 760 нм?

2.118. Визначте середню силу світла лампи розжарювання потужністю 120 Вт, якщо її світлова віддача 13 лм/Вт.

2.119. У скільки разів збиральна лінза збільшує на одиницю площі потужність світла, що надходить від Сонця?