Контрольная работа по предмету: Основы физической и квантовой оптики. 29-й Вариант Ускоренное оучение

Задача 1. Волоконно-оптический световод изготовлен из стекла с диаметром сердцевины d=10 мкм и показателем преломления сердцевины n1. Показатель преломления оболочки n2. Свет от источника рассеянного света S падает на один из торцов световода через воздух (nвоздух=1). Линза (Л) фокусирует лучи в сердцевину. На расстоянии L от друго торца размещен экран (см. рис. 1.1).
1. Найти числовую апертуру световода и критический угол ввода света в световод.
2. Найти диаметр D светового пятна на экране, если предположить, что световое пятно сконцентрировано только в сердцевине светодова и потери отсутствуют.
n1 1,484
L(мкм) 75

n2 1,452

Задача 2. На экране наблюдается интерференционная картина, возникающая в результате сложения когерентных оптических колебаний одного направления, имеющих следующий вид:
,
Где k - номер колебаний
- разность фаз между соседними колебаниями k-1 и k
Требуется:
1) Нарисовать интерференционную картину
2) Определить с помощью расчета, попадает ли амплитуда результирующего оптического колебания в максимум/минимум интерференционной картины при заданных М и .
M 6
φ (рад.) 4π

Задача 3. На дифракционную решетку, содержащую n штрихов на 1 мм, падает нормально (под прямым углом) монохроматический свет с длиной волны λ. Определить:
Общее число дифракционных максимумов, который дает эта решетка.
Угол дифракции, соответствующий последнему максимуму.
Разрешающую способность дифракционной решетки.
λ(мкм) 0,75
n 650

Задача 4. Показатель преломления прозрачной среды удовлетворяет дисперсионной формуле Селмейера в заданном диапазоне длин волн:

где параметры и находят экспериментальным путем для двух электронов и одного иона , их значения приведены в табл. 4.1 и табл. 4.2. Рассчитать зависимость показателя преломления от длины волны в диапазоне мкм с шагом 0,2 мкм. Заполнить табл. 4.3. Табличные результаты расчета n(λ) привести в графическом виде. Объяснить полученный график.

Задача 5. Плоская электромагнитная волна распространяется по направлению z. Какой вид поляризации имеет волна, проекции вектора которой на оси х и у, перпендикулярны к направлению её распространения z и определяются выражениями, приведенными в табл. 5.1 и табл. 5.2?

Задача 6. В атоме водорода электрон перешел на уровень с главным квантовым числом , причем радиус орбит изменился в раз.
Найти частоту испущенного кванта.
Как изменилась кинетическая энергия электрона в атома при излучении кванта?
Определить массу и импульс кванта.