Основы физической и квантовой оптики( 4 семестр 22 вариант)

Задача 1. Волоконно-оптический световод изготовлен из стекла с диаметром сердцевины 10 мкм и показателем преломления сердцевины . Показатель преломления оболочки . Свет от источника рассеянного света S падает на один из торцов световода через воздух . 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.


Задача 2. На экране наблюдается интерференционная картина, возникающая в результате сложения когерентных оптических колебаний одного направления, имеющих следующий вид:
,
Где - номер колебаний
- разность фаз между соседними колебаниями и
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 .

Задача 3. На дифракционную решетку, содержащую 400 штрихов на 1 мм, падает нормально (под прямым углом) монохроматический свет с длиной волны . Определить:
1. Общее число дифракционных максимумов, который дает эта решетка.
2. Угол дифракции, соответствующий последнему максимуму.
3. Разрешающую способность дифракционной решетки.
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. 3.1 и табл. 3.2. Рассчитать зависимость показателя преломления от длины волны в диапазоне мкм с шагом 0,2 мкм. Заполнить табл. 4.3. Табличные результаты расчета 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.
1. Найти частоту испущенного кванта.
2. Как изменилась кинетическая энергия электрона в атома при излучении кванта?
3. Определить массу и импульс кванта.

Год сдачи 2017
Варданян
Зачет