Задачи по физике 11 класс: интерференция света

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.

Задачи на интерференция света

  1. 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.

  2. 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.

  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.

  4. 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.

  5. 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.

  6. 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.

  7. 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.

  8. 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.

  9. 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.

  10. 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.