287

Основы физической и квантовой оптики (ДВ 2.2). Контрольная работа. Вариант № 03. 3 курс 6 семестр. Задача 1 к модулю 1 Оптическое волокно имеет следующие параметры: n1 - абсолютный показатель преломления сердцевины волокна; n2 - абсолютный п

ID: 205930
Дата закачки: 11 Января 2020
Продавец: virtualman (Напишите, если есть вопросы)
    Посмотреть другие работы этого продавца

Тип работы: Работа Контрольная
Форматы файлов: Microsoft Office
Сдано в учебном заведении: ДО СИБГУТИ

Описание:
Задача 1 к модулю 1

Оптическое волокно имеет следующие параметры:
n1 - абсолютный показатель преломления сердцевины волокна;
n2 - абсолютный показатель преломления оболочки волокна.
Определить:
предельный угол ( ), результат представить в градусах;
числовую апертуру оптического волокна (NA);
апертурный угол (), результат представить в градусах.
Значения n1, n2 приведены в таблицах 1.1 и 1.2., n0 принять равным 1.
Данные из таблицы 1.1 выбираются в соответствии с предпоследней цифрой пароля, данные из таблицы 1.2. определяются последней цифрой пароля.

Таблица 1.1
N 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
n1 1.48 1.482 1.484 1.486 1.488 1.490 1.478 1.476 1.474 1.472

Таблица 1.2
M 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
n2 1.47 1.468 1.466 1.464 1.462 1.46 1.458 1.456 1.454 1.452

Рисунок 1.1 – Ход лучей в оптическом волокне


Ход решения:
 Взаимосвязь угла падения луча на торец стекловолокна с пре¬дельным углом следует из закона преломления:
n_0∙sinθ=n_1∙sinβ
Из ∆ABC:
   .     

Согласно закону преломления, в окрестности точки B:
n_1∙sinφ_п=n_2∙sin90°=n_2
sinφ_п=n_2/n_1
φ_п=arcsin n_2/n_1

2)Величина NA носит название номинальной числовой апертуры стекловолокна и является одной из его фундаментальных лучевых ха¬рактеристик, поскольку определяется только значениями n1 и n2.
NA=√(n_1^2-n_2^2 )
3) Угол  называют апертурным углом.

NA=sinθ
θ=arcsin⁡(NA)

Задача к модулю 2

Абсолютный показатель преломления изотропного стекла на λ1 равен n1, а абсолютный показатель преломления на λ2 равен n2.
Определить:
- собственную частоту колебаний валентных электронов в изотропном стекле;
- в какой области дисперсионной кривой находятся эти длины волн (нормальной или аномальной).

Значения n1, λ1 и λ2, n2 приведены в таблицах 2.1. и 2.2. соответственно.
Данные из таблицы 2.1 выбираются в соответствии с предпоследней цифрой пароля, данные из таблицы 2.2. определяются последней цифрой пароля.

Таблица 2.1
N 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
λ1,нм 400 420 440 460 480 500 520 540 560 580
n1 1.83 1.82 1.81 1.80 1.79 1.78 1.77 1.76 1.75 1.74

Таблица 2.2
M 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
λ2,нм 600 620 640 660 680 700 720 740 760 780
n2 1.729 1.728 1.727 1.726 1.725 1.724 1.723 1.722 1.721 1.72

Ход решения:
Известно, что:
n(ω)=√(1+ρe/(mε_0 √((ω_0^2-ω^2 )^2 )+4ω^2 β^2 )) , где
ρ – объемная плотность связанных зарядов диэлектрика;
e – заряд электрона;
m – масса электрона;
ε0 – электрическая постоянная;
ω0 – собственная циклическая частота колебаний валентного электрона;
β – коэффициент затухания.

Упростим выражение. Примем β равным нулю, и обозначим:
Задача к модулю 3

С помощью зрительной трубы, установленной «на бесконечность», наблюдают интерференционные полосы в тонкой плоскопараллельной стеклянной пластинке толщиной h с показателем преломления n. При этом угол наблюдения θ может изменяться от 0° до 90° (рисунок 3.1).
Необходимо:
- найти толщину пластинки h, если разность между максимальным mmax и минимальным mmin порядками интерференции равна Δm;
- оценить допустимую немонохроматичность δλ источника, при которой будут достаточно четко наблюдаться все интерференционные полосы.
Значения λ, n и Δm приведены в таблицах 3.1. и 3.2. соответственно.
Данные из таблицы 3.1 выбираются в соответствии с предпоследней цифрой пароля, данные из таблицы 3.2. определяются последней цифрой пароля.

Таблица 3.1
Вариант 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Длина волны λ, нм 500 550 600 650 700 750 800 850 900 950
Показатель преломления стекла n 1,15 1,2 1,25 1,3 1,35 1,4 1,45 1,5 1,55 1,6

Таблица 3.2
Вариант 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Разность Δm 150 175 200 225 250 275 300 325 350 375

Задача к модулю 4

Плоская монохроматическая волна с длиной λ, мкм интенсивностью I0,мВт/см2 падает нормально на узкую длинную щель шириной b,мкм. Оценить интенсивность в центре дифракционной картины на экране, который находится за щелью на расстоянии L, см.
Значения λ, I0 и b, L приведены в таблицах 4.1. и 4.2. соответственно.
Данные из таблицы 4.1 выбираются в соответствии с предпоследней цифрой пароля, данные из таблицы 4.2. определяются последней цифрой пароля.
Таблица 4.1
Вариант
 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Длина волны λ, мкм 0,5 0,55 0,6 0,65 0,7 0,75 0,8 0,85 0,9 0,95
интенсивность I0, мВт/см2 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

Таблица 4.2
Вариант
 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Ширина щели b, мкм 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60
Расстояние L, см 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75

Задача к модулю 5

Один поляроид пропускает X1% естественного света. После прохождения света через два таких поляроида интенсивность падает до X2%. Найти угол θ между главными направлениями поляроидов.
Данные выбираются из таблицы 5.1 в соответствии с последней цифрой пароля.
Таблица 5.1
Вариант 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
X1, % 45 40 35 30 25 20 25 30 35 40
X2, % 12 11 10 9 8 7 8 9 10 11

Ход решения:

Поскольку идеальный поляроид пропускает 50% естественного света, то в случае использования неидеального поляроида интенсивность линейно поляризованного света на его выходе равна
I_1=0.5**I_ест

Где  - коэффициент изотропного пропускания материала, из которого изготовлен поляроид. Найти .
С учетом закона Малюса интенсивность света на выходе второго поляроида равна:
I_2=*I_1*〖cos〗^2 θ
Задача к модулю 6:

Пользуясь данными таблиц 6.1 и 6.2 определить:
- ширину запрещенной зоны материала In1-xGaxAsyP1-y;
- состав компонентного раствора для полупроводникового лазера, изготовленного из материала In1-xGaxAsyP1-y и работающего на длине волны λ0;

- коэффициент усиления, соответствующий значению порогового тока;
- пороговый ток при температуре окружающей среды ТК, если коэффициент поглощения активного слоя равен α;
Построить:
- ватт-амперную характеристику при заданной температуре (табл. 6.1) и при температуре +40С.
Данные из таблицы 6.1 выбираются в соответствии с предпоследней цифрой пароля, данные из таблицы 6.2. определяются последней цифрой пароля.
Таблица 6.1
Вариант 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
λ0, мкм 1,11 1,21 1,25 1,31 1,33 1,36 1,51 1,53 1,54 1,56
n(λ0) 3,59 3,58 3,57 3,51 3,41 3,53 3,55 3,61 3,65 3,63
T,K 250 255 260 265 270 275 280 285 290 295
кв сп 0,45 0,5 0,55 0,6 0,65 0,7 0,75 0,8 0.85 0,9

Таблица 6.2
Вариант 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
L 125 150 175 200 225 250 275 300 325 350
W 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
d 5,5 5 4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1
α(λ0),1/см 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

Ход решения:
1) Ширина запрещенной зоны материала определяется по следующей формуле:



Комментарии: ВНИМАНИЕ !!! Данные из таблицы х.1 выбираются в соответствии с ПРЕДПОСЛЕДНЕЙ цифрой пароля, данные из таблицы Х.2. определяются ПОСЛЕДНЕЙ цифрой пароля. ВАРИАНТ 03.

Уважаемый студент дистанционного обучения,
Оценена Ваша работа по предмету: Основы физической и квантовой оптики (ДВ 2.2)
Вид работы: Контрольная работа 1
Оценка:Зачет
Дата оценки: хх.01.2020
Рецензия:Уважаемый Хххх Ххххх Ххххх,

Кураш Елена Фёдоровна

Размер файла: 239,9 Кбайт
Фаил: (.rar)
-------------------
Обратите внимание, что преподаватели часто переставляют варианты и меняют исходные данные!
Если вы хотите, чтобы работа точно соответствовала, смотрите исходные данные. Если их нет, обратитесь к продавцу или к нам в тех. поддержку.
Имейте ввиду, что согласно гарантии возврата средств, мы не возвращаем деньги если вариант окажется не тот.
-------------------

Скачать

Добавить в корзину

Занесено в корзину

    Скачано: 5         Коментариев: 0

Есть вопросы? Посмотри часто задаваемые вопросы и ответы на них.
Опять не то? Мы можем помочь сделать!

Некоторые похожие работы:

К сожалению, точных предложений нет. Рекомендуем воспользоваться поиском по базе.