Физика · Пробное ЕНТ

Волновая оптика: тест ЕНТ

Проверьте знания по теме «Волновая оптика» в формате тематической подготовки к ЕНТ. В тесте 20 вопросов: выберите один ответ и сразу получите объяснение.

20 вопросов4 варианта ответаПроверка сразуОбъясненияБез регистрации

Вопрос 1 из 20Правильных ответов: 0

✓

Тест завершён

Ваш результат по теме «Волновая оптика»

0 / 20

Другие тесты по физике

Подготовка к ЕНТ: Волновая оптика

Тематический тест помогает проверить не весь курс, а конкретный раздел «Волновая оптика». Такой формат удобен для повторения после урока, самостоятельной подготовки и поиска слабых мест.

Как работать с результатом

Не ограничивайтесь итоговым числом правильных ответов. Обратите внимание, какие понятия были перепутаны и почему выбранный вариант показался верным. После объяснения попробуйте своими словами сформулировать правило или физический закон или условие применения формулы.

Повторное прохождение имеет смысл после короткого повторения темы. Цель — понимать связь между физическими величинами, законами и условиями задачи, а не запоминать расположение ответов.

Волновая оптика

Связывайте фазу, разность хода и наблюдаемую картину

Интерференция, дифракция и поляризация проявляют волновую природу света. В расчётных задачах важно различать длину волны в вакууме и среде, правильно выбирать условие максимума или минимума и учитывать геометрию опыта.

01 Определите явление Интерференция, дифракция, поляризация или дисперсия

02 Найдите ключевое условие Максимум, минимум, период решётки или закон Малюса

03 Проверьте среду Частота сохраняется, а скорость и длина волны могут изменяться

04 Проверьте физическую возможность Для дифракционных порядков синус угла не может превышать единицу

Когерентность и интерференция

Устойчивая интерференционная картина возникает при наложении когерентных волн с одинаковой частотой и постоянной разностью фаз.

Δ_{макс} = k λ

Δ_{мин} = \frac{(2 k + 1) λ}{2}

Эти условия относятся к двум когерентным волнам, если дополнительные скачки фазы при отражении отсутствуют или уже учтены.

Опыт Юнга

Для двух близко расположенных щелей при малых углах расстояние между соседними светлыми или соседними тёмными полосами постоянно.

β = \frac{λ}{L} d

x_{k} = k β

Здесь

d

— расстояние между щелями, а

L

— расстояние от щелей до экрана.

Дифракция на одной щели

Для щели шириной, сравнимой с характерным волновым масштабом, свет отклоняется от прямолинейного распространения и образует дифракционную картину.

a \sin φ = m λ

w_{центр} \approx \frac{2 λ L}{a}

Первое соотношение задаёт минимумы при ненулевых целых значениях порядка. При уменьшении ширины щели центральный максимум расширяется.

Дифракционная решётка

Главные максимумы решётки возникают при совпадении фаз волн от соседних щелей.

d \sin φ = k λ

k_{макс} \leq \frac{d}{λ}

Наибольший физически возможный порядок — наибольшее целое значение, при котором найденный синус угла не превышает единицу.

Разрешающая способность решётки

Чем больше освещённых штрихов и чем выше используемый порядок спектра, тем лучше решётка разделяет близкие спектральные линии.

R = \frac{λ}{Δ} = k N

N

здесь означает именно число одновременно освещённых штрихов решётки.

Поляризация и закон Малюса

Поляризация показывает поперечный характер световой электромагнитной волны. Идеальный поляризатор пропускает половину интенсивности естественного света.

I_{1} = \frac{I_{0}}{2}

I = I_{1} {\cos α}^{2}

В законе Малюса угол отсчитывается между направлением поляризации падающего света и осью анализатора.

Свет в прозрачной среде

При переходе света из одной прозрачной среды в другую его частота сохраняется, а скорость и длина волны изменяются.

v = \frac{c}{n}

λ = \frac{λ_{0}}{n}

Индексом ноль обозначена длина волны в вакууме. При неизменной частоте уменьшение скорости означает такое же относительное уменьшение длины волны.

Дисперсия света

Показатель преломления вещества зависит от длины волны. При нормальной дисперсии коротковолновый свет обычно преломляется сильнее длинноволнового.

n = n (λ)

δ \approx (n - 1) A

Вторая формула является приближением для тонкой призмы и малых углов.

Тонкие плёнки

При отражении нужно учитывать не только путь, но и скачки фазы

При нормальном падении геометрическая часть оптической разности хода для двух отражённых лучей связана с двойным прохождением плёнки. Однако итоговое условие максимума или минимума зависит также от того, на каких границах происходит изменение фазы отражённой волны.

Δ_{опт} = 2 n t

Δ φ = \frac{2 π Δ_{опт}}{λ_{0}} + Δ_{отраж}

Алгоритм

Как решать задачу по волновой оптике

Определите тип картины

Установите, связана ли задача с двумя когерентными источниками, одной щелью, решёткой, плёнкой или поляризаторами.

Выберите длину волны

Если свет распространяется в среде, проверьте, дана ли длина волны в вакууме или непосредственно в этой среде.

Запишите условие максимума или минимума

Не смешивайте формулы интерференции, одной щели и дифракционной решётки.

Проверьте ограничения

Порядок должен быть целым, синус угла — физически допустимым, а для плёнки должны быть учтены фазовые скачки.

Частые ошибки

Что особенно важно не перепутать

Частота меняется в среде

На границе прозрачных сред частота света сохраняется; изменяются скорость и длина волны.

Максимум и минимум перепутаны

Для интерференции целое число длин волн соответствует максимуму, а нечётное число полуволн — минимуму.

Период решётки равен числу штрихов

Период — расстояние между соседними штрихами и обратно пропорционален их линейной плотности.

Закон Малюса применён к естественному свету сразу

После первого идеального поляризатора интенсивность естественного света сначала уменьшается в два раза.

Забыты скачки фазы в плёнке

Отражение от границы с оптически более плотной средой изменяет фазу отражённой волны на половину периода.

Любой порядок решётки считается возможным

После вычисления порядка обязательно проверяйте, что соответствующий синус угла не превышает единицу.