Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Перечень объектов контроля теста

Волновая оптика

Тестовые задания

Омск

Издательство ОмГТУ

2009

Составители: Павловская О.Ю., Кондратьева Т.Н., Лях О.В., Гапеев А.Н.

Данные методические указания разработаны на основе внедряемых на кафедре физики ОмГТУ новых технологий обучения и контроля знаний студентов. Предназначены для использования на практических занятиях по указанному разделу курса физики и при подготовке к компьютерному тестированию. Рекомендуются для студентов всех специальностей ОмГТУ.

Печатается по решению редакционно-издательского совета

Омского государственного технического университета

© Омский государственный

технический университет, 2009

ТЕМА 1. ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ СВЕТА....................................................... 4

Перечень объектов контроля теста................................................................ 4

1) Уровень сложности вопроса – 1 балл................................................... 4

2) Уровень сложности вопроса – 2 балла................................................. 8

3) Уровень сложности вопроса – 3 балла............................................... 11

ТЕМА 2. ДИФРАКЦИЯ И ПОЛЯРИЗАЦИЯ......................................... 15

Перечень объектов контроля теста.............................................................. 15

4) Уровень сложности вопроса – 1 балл................................................. 16

5) Уровень сложности вопроса – 2 балла............................................... 19

6) Уровень сложности вопроса – 3 балла............................................... 24

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК.................................................... 28

Тема 1

ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ СВЕТА

Перечень объектов контроля теста

Знание определений, законов, явлений, понятий:

- когерентность, монохроматичность световых волн;

- оптическая длина пути, оптическая разность хода;

- разность фаз двух когерентных волн;

- интерференция световых волн;

- условия интерференционного максимума и минимума;

- методы наблюдения интерференции света (метод Юнга; зеркала и бипризма Френеля);

- интерференция света в тонких пленках (полосы равной толщины и равного наклона);

- кольца Ньютона.

Умения:

- определять изменение параметров световой волны при отражении от границы раздела двух сред и при преломлении на границе раздела;

- находить графически оптическую разность хода;

- различать интерференцию в проходящих и отраженных лучах;

- рассчитывать интерференционную картину от двух источников в методе Юнга;

- рассчитывать интерференционную картину в тонких пленках и при наблюдении колец Ньютона.

Уровень сложности вопроса – 1 балл

1. Когерентными называются волны

1) одного направления, одинаковой частоты, с одинаковой плоскостью колебаний светового вектора и с постоянной во времени разностью фаз

2) одного направления, одинаковой амплитуды колебаний светового вектора и с постоянной во времени разностью фаз

3) одного направления, одинаковой частоты, с одинаковой плоскостью колебаний светового вектора

4) одного направления и одинаковой частоты

2. Радиусы r светлых колец Ньютона в отраженном свете равны (R - радиус кривизны линзы, λ ₀ - длина световой волны в вакууме, m = 1, 2, 3 … - номер кольца, n - показатель преломления среды между линзой и пластинкой)

1) 3)

2) 4)

3. Разность фаз двух когерентных волн с одинаковой интенсивностью I ₀ равна 0. Интенсивность I при наложении этих волн равна

1) 2) 3) 4)

4. Из воздуха (показатель преломления n ₀ = 1) на тонкую плоскопара-ллельную пластинку падает световая волна с длиной волны λ ₀ под углом α. Толщина пластинки – d, показатель преломления – n. Оптическая разность хода Δ равна

1) 3)

2) 4)

5. Разность фаз двух когерентных волн с одинаковой интенсивностью I ₀ равна π/2. Интенсивность I при наложении этих волн равна

1) 2) 3) 4)

6. Разность фаз двух когерентных волн с одинаковой интенсивностью I ₀ равна π. Интенсивность I при наложении этих волн равна

1) 2) 3) 4)

7. Интенсивность при наложении двух когерентных волн равна (δ - разность фаз; I ₁, I ₂ - интенсивности волн в отдельности, I ₁ ¹ I ₂):

1)

2)

3)

4)

8. Кольца Ньютона – пример полос…

1) равного наклона 3) одинаковой интенсивности

2) равной толщины 4) разной толщины

9. Радиусы r темных колец Ньютона в отраженном свете равны (R - радиус кривизны линзы, λ ₀ - длина световой волны в вакууме, m = 1, 2, 3 … - номер кольца, n - показатель преломления среды между линзой и пластинкой)

1) 3)

2) 4)

10. Интенсивность при наложении двух некогерентных волн равна (δ - разность фаз; I ₁, I ₂ - интенсивности волн в отдельности, I ₁ ¹ I ₂):

1)

2)

3)

4)

11. При отражении волны от оптически более плотной среды оптическая длина пути световой волны (λ₀ - длина световой волны в вакууме)

1) изменяется на l₀ / 2;

2) не изменяется;

3) изменяется на l₀;

4) равна геометрической длине пути световой волны.

12. Оптическая разность хода Δ двух световых волн (L₁, L₂ - оптические длины путей, l ₁, l ₂ - геометрические длины путей)

1) 3)

2) 4)

13. Условие минимумов интенсивности при интерференции световых волн (Δ - оптическая разность хода, λ₀ - длина световой волны в вакууме, m = 0, 1, 2 …)

1) 3)

2) 4)

14. Оптическая длина пути L световой волны связана с геометрической длиной l соотношением (n - абсолютный показатель преломления среды)

1) 3)

2) 4)

15. Связь разности фаз Δφ колебаний с оптической разностью хода волн Δ дается уравнением (λ₀ - длина световой волны в вакууме)

1) 3)

2) 4)

16. Условие максимумов интенсивности при интерференции световых волн имеет вид (Δ - оптическая разность хода, λ₀ - длина световой волны в вакууме, m = 0, 1, 2 …)

1)

2)

3)

4)

17. Интерференция наблюдается при…

1) наложении когерентных волн

2) прохождении света через оптически активное вещество

3) отражении от диэлектрика

4) наложении некогерентных вол

Уровень сложности вопроса – 2 балла

18. Если тонкая мыльная пленка освещается светом с длиной волны 0,6 мкм, то оптические разности хода двух отраженных волн для светлой и следующей за ней темной интерференционной темной полос отличаются на... нм.

Ответ в виде целого числа без размерности введите с клавиатуры.

19. Какие устройства позволяют наблюдать интерференцию? (Укажите все правильные ответы)

1) дифракционная решетка

2) бипризма Френеля

3) трехгранная призма

4) зеркала Френеля

5) тонкие пленки

6) плоско-вогнутая линза

20. Световая волна падает из воды на очень тонкую стеклянную пластинку. Длина волны равна 480 нм. Определите результат интер-ференции в проходящем свете для волн с оптической разностью хода 0,6 мкм.

1) максимальное усиление

2) максимальное ослабление

3) без изменений

4) нет верного ответа

21. Световая волна падает из воздуха на очень тонкую стеклянную пластинку. Длина волны равна 404 нм. Определите результат интер-ференции в отраженном свете для волн с оптической разностью хода 1,414 мкм.

1) максимальное усиление

2) максимальное ослабление

3) без изменений

4) нет верного ответа

22. В точку пространства приходят когерентные световые волны с опти-ческой разностью хода 12 мкм. Определите результат интерференции для световых волн с длиной волны, равной 500 нм.

1) максимальное усиление

2) максимальное ослабление

3) без изменений

4) нет верного ответа

23. В опыте Юнга для наблюдения явления интерференции в качестве источника света используется газоразрядная лампа, в спектре излу-чения которой имеются красная и синяя линии. В некоторой точке экрана происходит наложение красной линии второго порядка с синей линией третьего порядка. Длина волны красной линии l_кр = 690 нм. Длина волны синей линии равна... нм.

Ответ в виде целого числа без размерности введите с клавиатуры.

24. Свет с длиной волны 0,6 мкм нормально падает на тонкую пленку. Вследствие интерференции отраженные от различных поверхностей пленки световые волны будут гасить друг друга, если минимальная оптическая разность хода этих волн будет равна... нм.

Ответ в виде целого числа без размерности введите с клавиатуры.

25. Если разность фаз двух интерферирующих световых волн равна 5p, а разность хода между ними равна 12,5×10^-7 м, то эти волны имеют длину волны, равную... нм.

Ответ в виде целого числа без размерности введите с клавиатуры.

26. Как изменится длина волны света при переходе из среды с абсолютным показателем преломления, равным 2, в среду с абсолютным показателем преломления 1,5?

1) не изменится

2) увеличится в 1,33 раза

3) уменьшится в 1,33 раза

4) увеличится в 3 раза

27. Если минимальная разность хода, при которой две когерентные световые волны ослабляют друг друга при интерференции равна 250 нм, то эти световые волны имеют длину волны, равную... нм.

Ответ в виде целого числа без размерности введите с клавиатуры.

28. Какова длина волны ( в нм) желтого света паров натрия в стекле с показателем преломления 1,56, если длина волны этого света в воздухе равна 588 нм?

Ответ в виде целого числа без размерности введите с клавиатуры.

29. Оптическая разность хода D двух когерентных световых волн равна 0,3l (l - длина волны). Разность фаз Dj равна

1) 0,3p 3) 0,9p

2) 0,6p 4) 0,15π

30. Монохроматический свет с частотой n = 5×10¹⁴ с^-1 распространяется в среде с показателем преломления n = 1,5. На отрезке длиной l = 1,2 мм укладывается... длин волн.

1) 2000 2) 3000 3) 1000 4) 2500

31. Свет с длиной волны 500 нм падает на тонкую пленку в виде клина. Вследствие интерференции на клине наблюдаются чередующиеся светлые и темные интерференционные полосы. Оптические разности хода волн для соседних темных интерференционных полос отли-чаются на... нм.

Ответ в виде целого числа без размерности введите с клавиатуры.

Уровень сложности вопроса - 3 балла

32. Два когерентных источника света, расстояние между которыми равно 1 мм, лежат в плоскости, параллельной экрану. Длина волны излучения l = 500 нм. Расстояние между источниками света и экраном равно L = 4 м. Расстояние между центральным и вторым максимумами интерференционной картины равно... мм.

Ответ в виде целого числа без размерности введите с клавиатуры.

33. На экране, расположенном на расстоянии L = 6 м от двух когерент-ных источников, лежащих в параллельной экрану плоскости, наблюдается интерференционная картина. Расстояние между двумя ближайшими светлыми полосами, лежащими по разные стороны от центрального максимума, равно Dх = 4,8 мм. Расстояние между источниками света равно 1 мм. Длина световой волны равна... нм.

Ответ в виде целого числа без размерности введите с клавиатуры.

34. В опыте Юнга расстояние между соседними темными интерферен-ционными полосами на экране равно Dх = 1,6 мм. Когерентные источники света лежат в плоскости, параллельной экрану, на расстоянии L = 8 м от него. Длина световой волны l = 600 нм. Расстояние между источниками света равно... мм.

Ответ в виде целого числа без размерности введите с клавиатуры.

35. Свет от двух когерентных источников приходит в точку А. На пути луча, идущего в воздухе от источника S₁, поставили прозрачную пластинку (n – показатель преломления пластинки) перпендикулярно лучу. Расстояние S₁A = l₁. Расстояние S₂A = l₂. При этом оптическая разность хода лучей от источников S₁ и S₂ изменилась на

1) d× (n -1) 2) d× (n +1) 3) d × n 4) d

36. Радиус третьего темного кольца Ньютона равен при освещении монохроматическим светом 2,94 мм. Наблюдение ведется в отражен-ном свете. Длина световой волны l = 720 нм. Радиус кривизны плос-ковыпуклой линзы равен... м.

Ответ в виде целого числа без размерности введите с клавиатуры.

37. Монохроматическая волна падает на плоскопараллельную пластинку. Оптическая разность хода для проходящих лучей равна (соотношение между показателями преломления сред установить из рисунка)

1) D = (AB+BC)× n₂- CK× n₁ ± l/2

2) D = (BC+CD)× n₂- BN× n₃ ± l/2

3) D = (BC+CD)× n₂- DN× n₃ ± l

4) D = (BC+CD)× n₂- BN× n₃

38. Прозрачная пластинка (n_пл = 1,5) толщиной 2,4 мкм освещена оранже-вым светом (l = 0,6 мкм), падающим нормально на поверхность плас-тинки. Какой цвет будет иметь пластинка в отраженном свете?

1) оранжевый

2) красный

3) зеленый

4) черный

5) фиолетовый

39. В приборе для наблюдения колец Ньютона воздушную прослойку заполнили водой (n – показатель преломления воды). Как изменились при этом радиусы интерференционных колец?

1) увеличились в n раз

2) уменьшились в n раз

3) увеличились в n^1/2 раз

4) уменьшились в n^1/2 раз

5) не изменились

40. Точечный источник монохроматического света А находится на расстоянии S = 1,2 мм от большого плоского зеркала и на расстоянии L = 4 м от экрана, перпендикулярного зеркалу. Длина световой волны l = 600 нм. Расстояние х между соседними максимумами осве-щенности на экране равно... мм.

Ответ в виде целого числа без размерности введите с клавиатуры.

41. На мыльную пленку (n = 1,33) падает нормально пучок белого света. Если в отраженном свете пленка кажется зеленой, то ее наименьшая толщина равна... нм.

Ответ в виде целого числа без размерности введите с клавиатуры.

42. Плосковыпуклая линза, радиус кривизны которой равен 12 м, лежит выпуклой стороной на плоскопараллельной пластинке. На плоскую грань линзы нормально падает монохроматический свет, и в отражен-ном свете образуются темные и светлые кольца. Если при этом радиус шестого темного кольца 7,2 мм, то длина волны падающего света равна... нм.

Ответ в виде целого числа без размерности введите с клавиатуры.

43. Установка для наблюдения колец Ньютона освещается монохро-матическим светом с длиной волны 0,6 мкм, падающим нормально. Толщина воздушного слоя между линзой и стеклянной пластинкой в том месте, где наблюдается пятое темное кольцо в отраженном свете, равна... нм.

Ответ в виде целого числа без размерности введите с клавиатуры.

44. Установка для наблюдения колец Ньютона освещается светом, падающим нормально. Радиус m -го светлого кольца в отраженном свете (в зазоре между линзой и стеклянной пластинкой – воздух) зависит от…

1) показателя преломления линзы

2) радиуса линзы

3) показателя преломления стеклянной пластинки

4) длины волны падающего света

5) толщины стеклянной пластинки

45. Установка для наблюдения колец Ньютона освещается монохрома-тическим светом с длиной волны 0,6 мкм, падающим нормально. Толщина воздушного слоя между линзой и стеклянной пластинкой в том месте, где наблюдается третье светлое кольцо в проходящем свете, равна... нм.

Ответ в виде целого числа без размерности введите с клавиатуры.

ТЕМА 2