Probleme - interferența luminii

Fișă de lucru

 

Rezolvați în caiete următoarele probleme:

1.   Să se determine amplitudinea oscilației care se obține prin compunerea a trei oscilații:

2.   Doua unde coerente plane au directiile de propagare ce fac ıntre ele un unghi α foarte mic, căzând aproape normal pe un ecran. Să se determine distanța dintre doua maxime vecine pe ecran (interfranja).

 

3.   Două surse sincrone S1 şi S2 aflate la distanţa d=3 cm una de cealaltă, produc oscilaţii de frecvenţă υ=500 Hz şi de amplitudini A₁=3 mm şi respectiv A₂=5 mm. Calculaţi amplitudinea de oscilaţie a unui punct situat la distanţa x₂=4 cm de sursa S2, pe perpendiculara dusă din S2 pe direcţia ce uneşte cele două surse. Viteza de propagare a undelor prin mediul în care se află sursele este v = 10 m/s.

 

4.   Un punct P dintr-un mediu elastic cu densitatea ρ=7800kg/m³ și modulu de elasticitate E=10¹¹N/m² este supus simulatan oscilațiilor: y₁=2sin(1500πt-π)(cm) și y₂=3sin(1500πt-3π)(cm). Aflați: a). Viteza de propagare a undelor și lungimea de undă;

  b) ce se produce în punctul P (maxim sau minim)?

  c) amplitudinea oscilației rezultate în punctul P.

 

5.   Prin suprapunerea a 2 unde produse de 2 surse care oscilează cu aceeasi amplitutdine a=5cm, aceeași frecvență υ=1kHz și care sosesc defazate cu Δφ=π/3 într-un punct, rezultă o oscilație cu amplitudinea A. Știind că undele se propagă în mediul respectiv cu viteza v=2000m/s, se cere:

a). Ecuația oscilației armonice rezultate;

b). Calculați diferența de drum în punctul considerat.

 

6.   Frecvenţe unei radiaţii luminoase este ν = 5·10¹⁴ s ^-1 . Să se calculeze lungimea de undă a acestei radiaţii în sticlă cu indicele de refracţie n = 1,5.

 

7.    În experienţa lui Young se lucrează cu o radiaţie monocromatică cu λ = 6·10^-7 m. Distanţa dintre fante este 1 mm, iar distanţa de la fante la ecran 3 m. Să se găsească poziţia primelor trei franje luminoase.

 

8.   Un dispozitiv Young este iluminat cu o radiație cu lungimea de undă λ=600nm ca în figură. Distanța dintre cele 2 fante este 2l=1.2mm, iar ecranul se așează la distanța D=1.4m față de planul fantelor. Să se afle:

a). Valoarea interfranjei;

b). Distanța dintre a 3 franjă luminoasă situată de o parte a maximului central și a 4 franjă întunecată situată de cealaltă parte a mximului central.

 

9.   Un dispozitiv Young aflat în aer are distanța dintre cele 2 fante 2l=0,4mm, iar ecranul se așează la distanța D=2m față de planul fantelor. O sursă monocromatică cu lungimea de undă  λ=500nm este plasată pe axa de simetrie a dispozitivului. Să se afle:

a). distanța de la axa de simetrie a dispozitivului la al patrulea minim de pe ecranul de observatie;

b). diferența de drum optic pentru maximul de ordin k=5;

c). ce vede un observatory care privește printr-o fantă îngustă a unui spectroscop aflată la distanța x=1.5cm de axa de simetrie a dispozitivului?

 

10.    Pentru obținerea fenomenului de interferență se folosește o sursă de lumină monocromatică cu frecvența υ=6·10¹⁴ Hz. Se iluminează dispozitivul Young aflat în aer cu această lungime de undă. Distanța dintre fantele dispozitivului este 2l=0.8mm, iar distanța de la fante la ecran este D=1.6m. Să se afle:

a). Valoarea interfranjei;

b). Defazajul dintre 2 unde coerente în punctul P de pe ecran știind că în acest punct se formează maximul d eordin k=2;

c). Distanța cu care trebuie deplasat ecranul față de paravanul cu fante pentru a nu se schimba valoarea interfranjei dacă întregul sistem se introduce într-un lichid cu indice de refacrție n=1.6.

 

11.    Una din fantele dispozitivului Young este acoperita cu un strat de mica cu indicele de refractie n = 1, 58. In punctul central de pe ecran se gaseste a 7 − a franja luminoasa. Care este grosimea lamei daca lungimea de unda a luminii folosite este λ = 5500 ˚A.