Interferencia svetla
1.Vysvetlite podstatu a spôsoby interferencie svetla.
Riešenie:
Interferencia vzniká skladaním dvoch svetelných vĺn, ktoré musia byť koherentné. Musia mať rovnaké frekvencie a stály fázový rozdiel. Podmienku koherencie nemôžu splniť svetelné vlny z dvoch rôznych
zdrojov. Môže sa to dosiahnuť rozdelením svetelnej vlny z jedného zdroja na dve koherentné vlny. Dá sa to dosiahnuť:
- a) odrazom vlny od prekážky – interferencia odrazom
- b) ohybom vlny za prekážkou alebo za štrbinou – interferencia ohybom
Interferenčné maximum – miesto kde sa svetlo interferenciou zosilňuje
Interferenčné minimum – miesto kde sa svetlo interferenciou zoslabuje alebo ruší.
Interferenčné maximá a minimá:
k = 1,2,3,....
2.Určite hrúbku steny mydlovej bubliny (n = 1,33). ak dopadá na ňu biele svetlo. Interferenčné maximum prvého rádu pozorujeme v zelenej farbe (fZ = 5,7.1014Hz).
Riešenie:
Rozbor:
n = 1,33, fZ = 5,7.1014Hz, c = 3.108m.s-1, d = ? k = 1
Ide o použitie vzťahu pre interferenčné maximum prvého rádu odrazom.
Hrúbka steny mydlovej bubliny je d = 100 nm.
3.Hrúbka olejovej škvrny je d = 2,4.10-7m a index lomu oleja je n = 1,5. Ktoré farby odrazeného svetla sa interferenciou zrušia?
Riešenie:
Rozbor:
Ide o interferenčné minimum odrazom.
Interferenciou odrazom sa zruší červené a fialové svetlo a neviditeľné ultrafialové žiarenie.
4.Sklenená doska s indexom lomu n = 1,5 a hrúbkou d = 0,25μm je osvetlená svetlom. Akú vlnovú dĺžku bude mať svetlo maximálne zosilnené v odrazenom svetle.
Prihláste sa pre zobrazenie riešenia
5.Koľko interferenčných maxím sa utvorí ohybom svetla na mriežke, ktorá má 5000 vrypov na 1cm, ak na ňu dopadá oranžové svetlo s λ = 600nm.
Prihláste sa pre zobrazenie riešenia
6.Na ohybovú mriežku, ktorá má 100 vrypov na 1mm dopadá kolmo lúč svetla červenej zložky spektra (λ = 700nm).Určite v akej vzájomnej vzdialenosti „h“ bude prvý a tretí svetelný pás na tienidle, ktoré je od zdroja svetla vzdialené l =1,5m?
Prihláste sa pre zobrazenie riešenia
7.Koľko vrypov na 1 mm má optická mriežka, ak sa svetlo a vlnovou dĺžkou nm λ = 589nm v druhom maxime odchyľuje od smeru kolmého na rovinu mriežky o uhol α = 43015‘
Prihláste sa pre zobrazenie riešenia
8.Aká musí byť maximálna hrúbka vzduchovej vrstvy, pri ktorej by bolo možné pozorovať v svetle s vlnovou dĺžkou 500 nm interferenčný obraz, vzniknutý odrazom lúčov na rozhraní tejto vrstvy?
Prihláste sa pre zobrazenie riešenia9.Dve koherentné svetelné vlny s vlnovou dĺžkou 600nm sa stretávajú v jednom bode. Zistite, či v ňom nastane interferenčné maximum alebo minimum, ak ich fázový rozdiel je:
- a.) 300nm
- b.) 600nm
- c.) 900nm
10. Na vrstvu oleja hrúbky d = 0,2μm na vode kolmo dopadá biele svetlo. Rýchlosť svetla v oleji je
v = 2.108m.s–1. Ktorá farba sa najviac zosilní a ktorá zruší v intervale λ : 3,8.10–7m – 7,8.10–7m.
11.Určite hrúbku mydlovej blany (n = 1,33 )v miestach, v ktorých vidíme blanu v odrazenom svetle ako modrú. Vlnová dĺžka svetla modrej farby je λ = 450nm = 450.10–9m = 4,5.10–7m
Prihláste sa pre zobrazenie riešenia
12.Na optickú mriežku dopadá kolmo monofrekvenčné svetlo. Na tienidle vzdialenom l = 1m vzniká maximum prvého rádu vo vzdialenosti h = 2cm od maxima nultého rádu. Aká je vlnová dĺžka svetla, ak
d = 20μm.
13.Úzky zväzok bieleho svetla dopadá na optickú mriežku, ktorá má N1 = 1000 vrypov na 1mm. Ako by sa zmenil obraz na tienidle, keby sme mriežku vymenili za inú, ktorá má N2 = 1500 vrypov na 1 mm.
Prihláste sa pre zobrazenie riešenia14.Clona s veľmi malými otvormi, ktorých stredy sú vo vzájomnej vzdialenosti 1mm, je umiestená kolmo pred zdrojom monochromatického svetla s λ = 500nm. Aká je vzájomná vzdialenosť tmavých interferenčných prúžkov, ktoré vznikli na tienidle. Vzdialenosť otvorov od tienidla je 2,5m.
Prihláste sa pre zobrazenie riešenia15.Na ohybovú mriežku, ktorá má 500 vrypov na mm, dopadá monochromatické svetlo s vlnovou dĺžkou
λ = 5.10–7m. Určite najvyšší rád spektra, ktorý možno spoznať pri kolmom dopade lúčov na mriežku.
16.Aká je mriežková konštanta mriežky, ak pri osvetlení svetlom s vlnovou dĺžkou λ = 590nm bolo na tienidle vzdialenom l = 2m od mriežky vytvorené maximum 1. rádu vo vzdialenosti h = 66cm od maxima nultého rádu?
Prihláste sa pre zobrazenie riešenia17.Na ohybovú mriežku, ktorá má 100 vrypov na 1mm dopadá kolmo rovnobežný zväzok svetla červenej farby ( λ = 700nm ). Určite, v akej vzájomnej vzdialenosti budú 1. a 3. svetlý pás na tienidle umiestenom vo vzdialenosti 100cm od mriežky.
Prihláste sa pre zobrazenie riešenia18.Mriežkovým spektroskopom sa získalo mriežkové spektrum. Ohybové maximum 2. rádu vzniklo v smere odchýleného lúča o uhol α = 300. Mriežka bola ožiarená monochromatickým svetlom s vlnovou dĺžkou
λ = 5,76.10–7m. Určite mriežkovú konštantu mriežky. Koľko vrypov má mriežka na 1mm?
