10 задач по физике для 11 класса по теме «Интерференция света» — от простых к сложным, с ответами и подробными решениями. Решите задачу, введите ответ числом — сайт сразу проверит его. Если не получается, откройте решение: дано, формула, вычисление.
В опыте по интерференции двух когерентных источников длина волны света равна 600 нм. Разность хода двух световых волн в некоторой точке экрана составляет 2,4 мкм. Определите порядок интерференционного максимума в этой точке.
Дано: λ = 600 нм = 6·10⁻⁷ м; Δ = 2,4 мкм = 2,4·10⁻⁶ м.
Найти: m.
Решение:
Условие интерференционного максимума: Δ = mλ.
Выразим порядок максимума:
m = Δ / λ.
Подставим значения:
m = 2,4·10⁻⁶ / (6·10⁻⁷) = 4.
Ответ: 4.
Две когерентные световые волны с длиной волны 500 нм приходят в одну точку экрана. Разность хода волн составляет 1,75 мкм. Определите номер тёмной интерференционной полосы, если первой тёмной полосе соответствует k = 0.
Дано: λ = 500 нм = 5·10⁻⁷ м; Δ = 1,75 мкм = 1,75·10⁻⁶ м.
Найти: k.
Решение:
Условие интерференционного минимума:
Δ = (k + 1/2)λ.
Выразим номер тёмной полосы:
k = Δ / λ − 1/2.
Подставим значения:
k = 1,75·10⁻⁶ / (5·10⁻⁷) − 0,5 = 3,5 − 0,5 = 3.
Ответ: 3.
В опыте Юнга расстояние между двумя узкими щелями составляет 0,5 мм, а расстояние от щелей до экрана — 2 м. На щели падает монохроматический свет с длиной волны 600 нм. Определите расстояние между соседними светлыми интерференционными полосами.
Дано: d = 0,5 мм = 5·10⁻⁴ м; L = 2 м; λ = 600 нм = 6·10⁻⁷ м.
Найти: Δx.
Решение:
Расстояние между соседними интерференционными полосами определяется формулой:
Δx = λL / d.
Подставим значения:
Δx = (6·10⁻⁷ · 2) / (5·10⁻⁴) = 2,4·10⁻³ м = 2,4 мм.
Ответ: 2,4 мм.
В опыте с двумя щелями расстояние между ними равно 0,3 мм, а экран расположен на расстоянии 1,2 м от щелей. Расстояние между соседними светлыми полосами на экране составляет 2 мм. Определите длину волны используемого света в нанометрах.
Дано: d = 0,3 мм = 3·10⁻⁴ м; L = 1,2 м; Δx = 2 мм = 2·10⁻³ м.
Найти: λ.
Решение:
Формула расстояния между соседними полосами:
Δx = λL / d.
Выразим длину волны:
λ = Δx·d / L.
Подставим значения:
λ = (2·10⁻³ · 3·10⁻⁴) / 1,2 = 5·10⁻⁷ м.
Переведём в нанометры:
λ = 5·10⁻⁷ · 10⁹ = 500 нм.
Ответ: 500 нм.
При проведении опыта Юнга используют лазер с длиной волны 600 нм. Расстояние от двойной щели до экрана составляет 2 м. Расстояние между соседними светлыми полосами равно 2,4 мм. Определите расстояние между щелями в миллиметрах.
Дано: λ = 600 нм = 6·10⁻⁷ м; L = 2 м; Δx = 2,4 мм = 2,4·10⁻³ м.
Найти: d.
Решение:
Расстояние между соседними светлыми полосами:
Δx = λL / d.
Выразим расстояние между щелями:
d = λL / Δx.
Подставим значения:
d = (6·10⁻⁷ · 2) / (2,4·10⁻³) = 5·10⁻⁴ м.
Переведём в миллиметры:
d = 0,5 мм.
Ответ: 0,5 мм.
В опыте Юнга расстояние между соседними светлыми полосами составляет 1,2 мм. Центральная светлая полоса находится посередине экрана. Определите расстояние от центральной светлой полосы до четвёртой светлой полосы, расположенной с одной стороны от неё.
Дано: Δx = 1,2 мм; m = 4.
Найти: x₄.
Решение:
Положение светлой полосы относительно центрального максимума определяется формулой:
xₘ = mΔx.
Для четвёртой светлой полосы:
x₄ = 4 · 1,2 = 4,8 мм.
Ответ: 4,8 мм.
В интерференционном опыте расстояние между соседними светлыми полосами равно 0,8 мм. Центральная полоса является светлой. Определите расстояние от центральной светлой полосы до третьей тёмной полосы с одной стороны от неё.
Дано: Δx = 0,8 мм; k = 2.
Найти: x.
Решение:
Положение тёмных полос относительно центрального максимума определяется формулой:
x = (k + 1/2)Δx.
Для третьей тёмной полосы k = 2:
x = (2 + 0,5) · 0,8 = 2,5 · 0,8 = 2 мм.
Ответ: 2 мм.
В опыте Юнга расстояние между щелями равно 0,4 мм, а экран находится на расстоянии 1,2 м от них. На щели падает монохроматический свет с длиной волны 500 нм. На экране рассматривают точку, расположенную на расстоянии 3 мм от центрального максимума. Определите порядок светлого интерференционного максимума, проходящего через эту точку.
Дано: d = 0,4 мм = 4·10⁻⁴ м; L = 1,2 м; λ = 500 нм = 5·10⁻⁷ м; x = 3 мм = 3·10⁻³ м.
Найти: m.
Решение:
Сначала определим разность хода волн в рассматриваемой точке:
Δ = xd / L.
Подставим значения:
Δ = (3·10⁻³ · 4·10⁻⁴) / 1,2 = 10⁻⁶ м.
Условие светлого интерференционного максимума:
Δ = mλ.
Выразим порядок максимума:
m = Δ / λ = 10⁻⁶ / (5·10⁻⁷) = 2.
Ответ: 2.
В опыте Юнга расстояние между щелями равно 0,3 мм, а длина волны используемого света составляет 600 нм. Расстояние между первой и пятой светлыми полосами на одной стороне от центрального максимума равно 8 мм. Определите расстояние от щелей до экрана в метрах.
Дано: d = 0,3 мм = 3·10⁻⁴ м; λ = 600 нм = 6·10⁻⁷ м; x₅ − x₁ = 8 мм = 8·10⁻³ м.
Найти: L.
Решение:
Положение светлой полосы определяется формулой:
xₘ = mλL / d.
Расстояние между пятой и первой полосами:
x₅ − x₁ = (5 − 1)λL / d.
Отсюда расстояние между соседними полосами:
Δx = 8·10⁻³ / 4 = 2·10⁻³ м.
Используем формулу интерференционной картины:
Δx = λL / d.
Выразим расстояние до экрана:
L = Δx·d / λ.
Подставим значения:
L = (2·10⁻³ · 3·10⁻⁴) / (6·10⁻⁷) = 1 м.
Ответ: 1 м.
В опыте Юнга расстояние между соседними светлыми полосами на экране составляет 1 мм. Между одной из щелей и экраном помещают тонкую прозрачную пластинку толщиной 5 мкм с показателем преломления 1,5. Длина волны света в воздухе равна 500 нм. Считайте, что пластинка полностью изменяет оптическую длину пути только одной из волн. На сколько миллиметров сместится интерференционная картина? Ответ округлите до десятых.
Дано: Δx = 1 мм; t = 5 мкм = 5·10⁻⁶ м; n = 1,5; λ = 500 нм = 5·10⁻⁷ м.
Найти: s.
Решение:
При внесении пластинки оптическая разность хода изменяется на величину:
Δ = (n − 1)t.
Подставим значения:
Δ = (1,5 − 1) · 5·10⁻⁶ = 2,5·10⁻⁶ м.
Число полос, на которое сместится интерференционная картина:
N = Δ / λ.
N = 2,5·10⁻⁶ / (5·10⁻⁷) = 5.
Смещение картины равно произведению числа полос на расстояние между соседними полосами:
s = NΔx.
s = 5 · 1 = 5 мм.
Ответ: 5 мм.