на тему «Колебания. Волны. Оптика.»
Студент гр. СТС-16 Бизин В.Я.
Преподаватель Сергеев М.Н.
Дата защиты
Подпись
Рыбинск, 2017
Механические колебания
Задача 6.2. Определить период Т, частоту ν и начальную фазу 𝜑 колебаний, заданных уравнением x=Asinω(t+τ), где ω=2,5π 
, τ=0,4 с.
Дано:
x=Asinω(t+τ);
ω=2,5π ;
τ=0,4 с.
Найти: Т,ν,𝜑.
Решение:
Уравнение колебаний: x=Asinω(t+τ);
Уравнение гармонических колебаний: 
,
отсюда: 
частота колебаний.
Ответ: 
Задача 6.15. Два гармонических колебания, направленных по одной прямой и имеющих одинаковые амплитуды и периоды, складываются в одно колебание той же амплитуды. Найти разность фаз ∆𝜑 складываемых колебаний.
Дано:
;
.
Найти: 
Решение:
Результирующая амплитуда: 
, т.е. 
или -1=2cos∆𝜑 или 2cos∆𝜑= 
, отсюда получим:
Ответ: 
Задача 6.34. Найти возвращающую силу F в момент t=1с. и полную энергию Е материальной точки, совершающей колебания по закону x=Acosωt, где А=20см; ω = 
Масса m материальной точки равна 10 г.
Дано:
t=1c.;
x=Acosωt;
А=20см.=0,2м.;
Найти: F, E.
Решение:
F=ma-возвращающая сила по второму закону Ньютона.
Полная энергия: 
Ответ: F=4,39 мН; Е=877мкДж.
Оптика
Задача 30.2. Определить длину 
отрезка, на котором укладывается столько же длин волн в вакууме, сколько их укладывается на отрезке 
в воде.
Дано:
Найти: .
Решение:
Ответ:
Задача 30.15. Плоскопараллельная стеклянная пластинка толщиной d=1,2 мкм и показателем преломления n=1,5 помещена между двумя средами с показателями преломления n1 и n2 (см. рис. 1). Свет с длиной волны λ=0,6 мкм падает нормально на пластинку. Определить оптическую разность хода Δ волн 1 и 2, отраженных от верхней и нижней поверхностей пластинки, и указать, усиление или ослабление интенсивности света происходит при интерференции в следующих случаях:
1) n1 < n < n2;
2) n1 > n > n2;
3) n1 < n > n2;
4) n1 > n < n2.
Дано:
n1 < n < n2;
n1 > n > n2;
n1 < n > n2;
n1 > n < n2.
Найти: ∆.
Рисунок 1.
Решение:
1) n1 < n < n2, 
2) n1 > n > n2, 
мкм.;
3) n1 < n > n2, 
мкм., 
;
m=11-нечетное, является условием минимума.
4) n1 > n < n2,, 
мкм., 
m=13-нечетное, является условием минимума.
Ответ: 3,6 мкм., 3,6 мкм., 3,3 мкм., 3,9 мкм.
Задача 31.2. Вычислить радиус ρ5 пятой зоны Френеля для плоского волнового фронта (λ=0,5 мкм), если построение делается для точки наблюдения, находящейся на расстоянии b=1 м от фронта волны.
Дано:
b=1м.;
k=5.
Найти: 
Решение:
Расстояние от внешнего края к-й зоны Френеля до точки наблюдения ρ равно
, ( см. рис. 2) где b-расстояние от фронта плоской волны до точки Р; λ-длина световой волны.
Рисунок 2.
Как следует из рисунка:
Раскрывая скобки и приводя подобные члены получаем:
Слагаемым 
, в виду более высокого порядка малости, можно пренебречь. Поэтому:
.
Отсюда определяем радиус к-й зоны Френеля для плоского волнового фронта:
При к=5 получаем радиус пятой зоны Френеля:
Произведем вычисления:
Ответ: 
Задача 31.11. На узкую щель падает нормально монохроматический свет. Угол φ отклонения пучков света, соответствующих второй светлой дифракционной полосе, равен 1°. Скольким длинам волн падающего света равна ширина щели?
Дано: 𝜑= 
Найти: λ.
Решение:
Ответ: 
Задача 32.2. На какой угловой высоте φ над горизонтом должно находиться Солнце, чтобы солнечный свет, отраженный от поверхности воды, был полностью поляризован?
Решение:
Ответ: 
Задача 32.16. Степень поляризации Р частично-поляризованного света равна 0,5. Во сколько раз отличается максимальная интенсивность света, пропускаемого через анализатор, от минимальной?
Дано: Р=0,5м.
Найти: к.
Решение:
1) 
2) 
Ответ: 
.
Список литературы
1. Трофимова Т.И. Курс физики 11-е изд., стер. - М.: Академия, 2006.— 560с.
2. Дмитриева В.Ф., Прокофьев В.Л. Основы физики. М.: Высшая школа ,2001, 527 стр.
3. О. Я. Савченко. Задачи по физике. – М.: Наука, 1988.
4. А. В. Пёрышкин, В. В. Крауклис. Курс физики. Т. 1. – М.: Гос. уч.-пед. изд. мин. просвещения РСФСР, 1957.
5. Чертов А.Г., Воробьев А.А. Задачник по физике: Учеб. Пособие для студентов втузов.-5-е изд., перераб. и доп.-М.: Высш. Шк., 1988.-527 с.: ил.