Специальная теория относительности

Материал по физике в 11 классе за третью учебную четверть

Волновая и геометрическая оптика

Интерференция света

1. δ=mλ – условие интерференционного усиления (максимума)

2. с=3∙10⁸ м\с – скорость света в вакууме

3. v= – скорость света в веществе с показателем преломления n

4. с=λ₀ν, где λ₀ – длина волны в вакууме

5. v=λν, где λ – длина волны в веществе

6. λ=

По данному материалу уметь решать задачи на нахождение интерференционного максимума, а также на движение света в вакууме и в веществе.

Примеры задач

1)В данную точку пространства приходят две когерентные световые волны с длиной волны 500 нм и геометрическая разностью хода 3 мкм. Что будет наблюдаться в точке их встречи: интерференционный максимум (усиление ) или интерференционный минимум (ослабление) (m=6 – усиление)

2)Найти скорость света в воде, если при частоте ν=440 ∙10¹²Гц длина волны равна λ=0,51 мкм? (2,24∙10⁸м\с)

3)Найти скорость света в стекле, если показатель преломления стекла n=1,6. (1,875∙10⁸м\с)

4)Свет движется в керосине с длиной волны λ=400 нм и частотой ν=4∙10¹³Гц и затем переходит в рубин. Найти частоту

этого света в рубине. (4∙10¹³Гц)

Дифракционная решетка

7. Формула периода дифракционной решетки через количество щелей

8. Формула дифракционной решетки

P.S. m_max= - наибольший порядок спектра для данной решетки, здесь полученное значение нужно округлять до целого меньшего!!!

m_общ=2∙m_max+1 – общее число спектров!

По вопросу дифракции уметь решать задачи на применение формулы дифракционной решетки, нахождение периода решетки, наибольшего порядка, который дает эта решетка, а также не определение общего количества максимумов, созданных решеткой.

Примеры задач

1)На дифракционную решетку с периодом 2·10^{-4 см нормально падает монохроматическая волна. Под углом 300} наблюдается максимум второго порядка. Найти длину волны падающего света. (500 нм)

2)Определите наибольший порядок спектра в дифракционной решетке, имеющей 500 штрихов на 1 мм, при освещении ее светом с длиной волны 720 нм. (2)

3)На дифракционную решетку с периодом 2 мкм нормально падает свет с длиной волны 589 нм. Найти число наблюдаемых на экране дифракционных максимумов. (7)

Закон отражения света

9. Закон отражения света (Угол падения α – угол между падающим лучом и перпендикуляром в точку падения, угол отражения β - угол между отраженным лучом и перпендикуляром)

По вопросу отражения света уметь опредлять углы падения и отражения, знать, что такое угловая высота источника света. Уметь делать чертежи по закону отражения света.

Примеры задач

1)Угол отражения луча γ=58⁰. Чему равен угол падения луча? (α=58⁰)

2)Чему равен угол между падающим на плоское зеркало и отраженным лучами, если отраженный луч образует с перпендикуляром к плоскости зеркала, опущенным в точку падения, угол γ=25⁰. (50⁰)

3)Чему равен угол падения луча на плоское зеркало, если угол между отраженным и падающим лучами 20⁰. (10⁰)

4)Угловая высота Солнца φ=50⁰. Под каким углом к горизонту надо расположить плоское зеркало, чтобы лучи, отразившись от него, упали на дно вертикального колодца? (70⁰)

5)Угол падения лучей на горизонтальную поверхность α=60⁰. Под каким углом к горизонту надо расположить плоское зеркало, чтобы отразившись от него, лучи пошли вертикально вверх7 (30⁰)

6)Угол падения лучей на горизонтальную поверхность α=40⁰. Под каким углом к горизонту надо расположить плоское зеркало, чтобы отразившись от него, лучи пошли горизонтально? (65⁰)

7)Луч света падает на систему из двух плоских взаимно перпендикулярных зеркал. Если угол падения на первое зеркало α=38⁰, то угол отражения γ луча от второго зеркала равен … градуса(ов) (52⁰)

Закон преломления света

10. Закон преломления света

Уметь пользоваться основным законом преломления света, а также его частным случаем – явлением полного отражения. Понимать чертежи, которые применяются в данном вопросе. Уметь рассчитывать функцию синус и косинус, а также тангенс с помощью инженерного калькулятора.

Примеры задач

1)Луч света переходит из стекла, показатель преломления которого 1,57 в воду (1,33). Каков угол полного внутреннего отражения? (58⁰)

2)Луч света падает на плоскопараллельную пластинку под углом 60⁰. Угол преломления 30⁰. При выходе из пластинки луч сместился на 5,8 см. Найти толщину пластинки. (10 см)

3)Луч света падает под углом π/3 на границе раздела воздух-жидкость. Отраженный и преломленный лучи перпендикулярны друг другу. Найти показатель преломления жидкости. (√3)

4)В дно водоема глубиной 2 м вбита свая, на 0,5 м выступающая из воды. Найти длину тени от сваи на дне водоема при угле падения лучей 30⁰. показатель преломления воды 1,33. (1,1 м)

5)Луч света, распространяющийся в жидкости (n= ), падает под углом α=30⁰ на границу ее раздела с воздухом. Угол β между отраженным и преломленным лучами равен…градус(-ов) (105⁰)

6)Луч света, распространяющийся в жидкости (n= ), падает на границу ее раздела с воздухом. Если угол преломления β=45⁰, то угол φ между отраженным и преломленным лучами равен…градус(-ов) (105⁰)

7)Луч света падает из воздуха на поверхность стекла так, что угол падения в два раза больше угла преломления. Если угол между отраженным и преломленными лучами γ=90⁰, то угол преломления β равен…градусов (30⁰)

Тонкие линзы

11.Линейное увеличение линзы через размеры предмета и его изображения

12. Линейное увеличение линзы через расстояние от линзы до предмета и изображения

13. Оптическая сила линзы (дптр – диоптрия)

14. Формула тонкой линзы (Перед D и F плюс, если линза собирающая, а минус, если рассеивающая; перед f плюс, если изображение получается действительное, а минус – когда мнимое; перед d плюс, если предмет действительные, то есть лучи от него на линзу падают расходящимся пучком, а минус, если предмет мнимый, то есть на линзу от предмета падает сходящийся пучок)

По вопросу тонких линз уметь решать задачи на применение формулы тонкой линзы, разбираться в правилах знаков в данной формуле. Владеть навыками решения задачи на определение оптической линз, которые необходимо носить человеку с болезнями близорукости или дальнозоркости.

Примеры задач

1)Фокусное расстояние линзы 500 мм. Определить ее оптическую силу и тип (собирающая или рассеивающая) (2 дптр, собирающая)

2)Точечный источник света находится на главной оптической оси на расстоянии d=30 см от тонкой линзы, а его мнимое изображение – на расстоянии в четыре раза большем. Фокусное расстояние F линзы равно 1)6,0 см 2)10 см 3)24 см 4)30 см 5)40 см

3).С помощью тонкой собирающей линзы на экране получено изображение, увеличенное в Г=9 раз. Расстояние от предмета до линзы превышает ее фокусное расстояние на 10 см. Определите расстояние от экрана до линзы. (9 м)

4)Если расстояние наилучшего зрения больного глаза составляет 15 см, то человеку нужны очки с оптической силой какой? Расстояние наилучшего зрения здорового глаза 25 см. (-2,67 дптр)

5)Определите фокусное расстояние собирающей линзы, если расстояние между мнимым изображением предмета и линзой f=90 см. Известно, что линза дает увеличение Г=4,0 (30 см)

6)Светящаяся точка находится на расстоянии 1 м от тонкой линзы. Определите фокусное расстояние этой линзы, если известно, что мнимое изображение точки получено на расстоянии 0,33 м от линзы: (-0,5 м)

Специальная теория относительности

15 Релятивистское сокращение длины L , здесь L L₀

16. Релятивистское замедление времени . , здесь τ > τ₀

17.Е₀=m₀c² - энергия покоящегося тела

18.Е=mc² – полная энергия тела

19.Е=Е₀+Е_кин – полная энергия тела в релятивистских эффектах равна сумме энергии покоя и к4инетической энергии

По данной теории уметь применять формулу для определения релятивистских сокращений длины и замедления времени. Уметь применять знаменитую формулу для связи массы тела и энергии.

Примеры задач

1).Звездный корабль будущего, двигавшийся со скоростью v=0,9с, путешествовал τ₀=20 лет по часам космонавтов. На сколько ∆τ земляне будут старше космонавтов, когда корабль вернется на Землею? (26 лет)

2).При какой скорости размеры тела уменьшаться в два раза, то есть L₀=2L? (с /2=2,6∙10⁸ м\с)

3).Масса покоя тела m₀=90 тонн. Найти его энергию покоя Е₀ (81∙10²⁰ Дж)

4)Какую скорость должно иметь тело, чтобы его продольные размеры уменьшились в пять раз, то есть L₀=5L? (с /5=2,94∙10⁸ м\с)

Квантовая физика и атом

20. Формула Планка для энергии фотона =

21. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта. (две формулы) .

22. Связь работы электрического поля и кинетической энергии

По вопросу фотоэффекта уметь применять уравнение Эйнштейна для фотоэффекта, а также разбираться в вопросах применения в данном случае задерживающего напряжения и красной границы фотоэффекта. Уверенно пользоваться формулой М. Планка для энергии фотона.

Примеры задач

1)Длинноволновая (красная) граница фотоэффекта для некоторого вещества равна 0,29 мкм. Определите работу выхода. (6,9·10^-19 Дж=4,3 эВ)

2)Возникнет ли фотоэффект в цинке под действием излучения, имеющего длину волны 0,45 мкм? Работа выхода 4,2 эВ. (нет)

3)Какую минимальную кинетическую энергию имеют вырванные из лития электроны при облучении светом с частотой 10¹⁵ Гц? Работа выхода 2,4 эВ. (1,74 эВ)

4)Какова максимальная скорость электронов, вырванных с поверхности платины при облучении ее светом с длиной волны 100 нм. Работа выхода 5,3 эВ. (1,6 Мм/с)

5)С какой длиной волны следует направить свет на поверхность цезия, чтобы максимальная скорость фотоэлектронов была 2000 км/с? Красная граница фотоэффекта для цезия равна 690 нм. (94 нм)

6)Какое запирающее напряжение надо подать на вещество, чтобы электроны, вырванные ультрафиолетовыми лучами с длиной волны 0,1 мкм из вольфрамовой пластинки, не могли создать ток в цепи? Работа выхода 4,5 эВ.

(7,9 эВ)

Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 208; Мы поможем в написании вашей работы!
Поделиться с друзьями:

Мы поможем в написании ваших работ!