Шифр 51 |
600,00 ₽
Просмотров: 421
|
Тип работы: | Контрольная |
Название предмета: | Основы физической и квантовой оптики |
Тема/вариант: | Шифр 51 (МУ-2014г) |
Объем работы: | 12 |
ВУЗ: | СибГУТИ |
Дата выполнения: | 2016-03-09 |
Размер файла, тип файла: | 639 Kb, DOC |
Прикрепленные файлы: |
Практикум по направлению подготовки 210700-Инфокоммуникационных технологий и систем связи (2613 Kb)
Автор: Варданян В.А. Год издания: 2014 |
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 nвоздуха=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.
Таблица 1.1
X |
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 |
L(мкм) |
25 |
50 |
75 |
100 |
125 |
150 |
175 |
200 |
25 |
50 |
Таблица 1.2
Y |
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 |
Задача 2. На экране наблюдается интерференционная картина, возникающая в результате сложения когерентных оптических колебаний одного направления, имеющих следующий вид:
E=E0∙cos(ω∙t+(k-1)φ),
где k - номер колебаний (k=1,2,3…M)
φ - 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 φ.
Таблица 2.1
X |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
M |
3 |
4 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
Таблица 2.2
Y |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
φ (рад.) |
π/6 |
π/4 |
π/3 |
π/2 |
2π/3 |
2π |
13π/6 |
3π |
10π/3 |
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.
Таблица 3.1
X |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
λ(мкм) |
0,55 |
0,65 |
0,75 |
0,85 |
0,95 |
1 |
1,05 |
1,1 |
1,15 |
1,2 |
Таблица 3.2
Y |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
n |
200 |
250 |
300 |
350 |
400 |
450 |
500 |
550 |
600 |
650 |
Задача 4. Показатель преломления прозрачной среды удовлетворяет дисперсионной формуле Селмейера в заданном диапазоне длин волн:
где параметры Si и λi находят экспериментальным путем для двух электронов (i=1,2) и одного иона (i=3), их значения приведены в табл. 4.1 и табл. 4.2. Рассчитать зависимость показателя преломления от длины волны в диапазоне 0,6-1,6 мкм с шагом 0,2 мкм. Заполнить табл. 4.3. Табличные результаты расчета n(λ) привести в графическом виде. Объяснить полученный график.
Таблица 4.1
X |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
S1 |
0,413 |
0,488 |
1,504 |
1,431 |
0,568 |
0,696 |
1,04 |
1,345 |
1,622 |
1,738 |
S2 |
0,505 |
0,399 |
0,551 |
0,651 |
0,471 |
0,408 |
0,232 |
0,209 |
0,256 |
0,311 |
S3 |
2,490 |
2,312 |
6,593 |
5,341 |
3,848 |
0,897 |
1,010 |
0,937 |
1,644 |
1,175 |
Таблица 4.2
Y |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
λ1(мкм) |
0,037 |
0,043 |
0,074 |
0,073 |
0,050 |
0,068 |
0,077 |
0,100 |
0,111 |
0,117 |
λ2(мкм) |
0,091 |
0,095 |
0,122 |
0,119 |
0,100 |
0,116 |
0,141 |
0,217 |
0,244 |
0,248 |
λ3(мкм) |
23,772 |
23,794 |
20,072 |
18,028 |
34,649 |
9,896 |
10,176 |
10,578 |
12,144 |
11,042 |
Задача 5. Плоская электромагнитная волна распространяется по направлению z. Какой вид поляризации имеет волна, проекции вектора E которой на оси х и у, перпендикулярны к направлению её распространения z и определяются выражениями, приведенными в табл. 5.1 и табл. 5.2?
Таблица 5.1
X |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
Проекция вектора E на ось x Ex(z,t) |
A∙ sin (ω∙t-k∙z) |
A∙ sin (ω∙t-k∙z+π/4) |
A∙ sin (ω∙t-k∙z+π/2) |
A∙ sin (ω∙t-k∙z+π) |
A∙ sin (ω∙t-k∙z+3π/2) |
A∙ cos (ω∙t-k∙z) |
A∙ cos (ω∙t-k∙z+π/4) |
A∙ cos (ω∙t-k∙z+π/2) |
A∙ cos (ω∙t-k∙z+π) |
A∙ cos (ω∙t-k∙z+3π/2) |
Таблица 5.2
Y |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
Проекция вектора E на ось y Ey(z,t) |
A∙ cos (ω∙t-k∙z) |
A∙ cos (ω∙t-k∙z+π/4) |
A∙ cos (ω∙t-k∙z+π/2) |
A∙ cos (ω∙t-k∙z+π) |
A∙ cos (ω∙t-k∙z+3π/2) |
A∙ sin (ω∙t-k∙z) |
A∙ sin (ω∙t-k∙z+π/4) |
A∙ sin (ω∙t-k∙z+π/2) |
A∙ sin (ω∙t-k∙z+π) |
A∙ sin (ω∙t-k∙z+3π/2) |
Задача 6. В атоме водорода электрон перешел на уровень с главным квантовым числом n, причем радиус орбит изменился в q раз.
- Найти частоту испущенного кванта.
- Как изменилась кинетическая энергия электрона в атома при излучении кванта?
- Определить массу и импульс кванта.
Таблица 6.1
X |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
n |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
Таблица 6.2
Y |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
q |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
Сообщить другу