Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Б) Волновые свойства света. Фотометрия.




 

6.31. При прохождении одного луча монохроматиче­ского света через объект исследования и окружающую среду, а другого только через среду между лучами полу­чилась разность хода 0,4λ. Определить разность фаз этих лучей.

6.32. Разность фаз двух интерферирующих волн 180°. Определить их разность хода.

6.33. При изготовлении оптических систем с «просветленной оптикой» на поверхность линз наносят тонкий слой прозрачного вещества, показатель преломления ко­торого меньше, чем у стекла. В результате интерференции света при отражении от границы воздух – слой и слой – стекло уменьшается коэффициент отражения поверхности линзы. Оценить толщину наносимого слоя при нормаль­ном падении света.

6.34. Нормально на щель падает монохроматический свет λ = 700 нм. Угол отклонения лучей, соответствующих второму минимуму, равен 1°. Определить ширину щели.

6.35. Щель освещена светом, содержащим волны двух длин. На экране первый дифракционный максимум од­ной волны попадает на второй максимум другой волны. Найти отношение этих длин волн. Накладываются ли максимумы высших порядков этих волн? Свет на щель падает нормально.

6.36. Сколько штрихов на 1 см имеет дифракционная решетка, если зеленая линия ртути (λ = 546,1 нм) в спект­ре третьего порядка наблюдается под углом 14º ? Свет на дифракционную решетку падает нормально. Для ка­кой еще длины волны видимого света это направление будет соответствовать максимуму?

6.37. Дифракционная решетка освещена белым светом, падающим нормально к ее поверхности. Спектры второго и третьего порядков частично накладываются друг на друга. На какую длину волны в спектре третьего порядка накладывается длина волны 589 нм, соответ­ствующая желтой части спектра?

6.38. При определении качества обработки поверхно­сти очковых стекол пользуются оптическим микроскопом. Какова должна быть минимальная числовая апертура микроскопа, чтобы можно было различать царапины ши­риной до 0,006 мм при отсутствии их скоплений? Длину волны света считать равной 555 нм.

6.39. Во сколько раз размеры объектов, исследуемых с помощью микроскопа с числовой апертурой 0,20, могут быть меньше размеров объектов, видимых нормальным глазом с расстояния наилучшего зрения?

6.40. В отличие от обычного в микроскопе с иммерси­онным объективом между покровным стеклом и линзой объектива вводят каплю прозрачного масла с показате­лем преломления, примерно равным показателю прелом­ления стекла. Почему уменьшается при этом предел разрешения микроскопа?

6.41. Определить числовую апертуру иммерсионного объектива микроскопа, если его апертурный угол равен 70°, а иммерсионной средой является кедровое масло (n = 1,51).

6.42. Определить минимальные размеры объектов, различаемых в микроскоп с иммерсионным объективом, при показателе преломления среды 1,5 и апертурном уг­ле 70°, если при освещении белым светом основную роль играют лучи с длиной волны около 555 нм, соответствую­щие максимальной чувствительности глаза.

6.43. Для исследования биологического действия ла­зерного излучения используют преимущественно лазеры на неодиме (λ = 1060 нм) и рубине (λ = 694 нм). Чем мож­но объяснить, что в клинической офтальмоскопии для уничтожения опухолей глазного дна нашел применение рубиновый лазер?

6.44. Почему при исследовании некоторых биологи­ческих структур в поляризованном свете наблюдается чередование светлых и темных участков?

6.45. Для проверки натяжения в стеклянных изделиях пользуются поляризационными очками, через которые предмет рассматривается в световом потоке, отраженном от горизонтально расположенной темной стеклянной пластинки, играющей роль поляризатора. Под каким уг­лом к горизонтальной поверхности следует рассматри­вать изделие, если показатель преломления стекла 1,73?

6.46. Какая волна получится в результате интерфе­ренции двух плоскополяризованных волн одинаковой длины с взаимно перпендикулярными векторами и в двух случаях: 1) разность фаз векторов равна нулю; 2) фазы векторов отличаются на угол φ?

6.47. Плоскополярпзованный свет с длиной волны 583 нм падает нормально на пластинку из кварца, вырезанную параллельно оптической оси кристалла. Опреде­лить: 1) длины волн обыкновенного и необыкновенного лучей в кристалле, если их показатели соответственно равны 1,544 и 1,553; 2) разность хода лучей, прошедших через пластинку толщиной 0,2 мм, 3) какой наименьшей толщины должна быть пластинка, чтобы разность фаз выходящих из кристалла лучей составляла 90°.

6.48. Поле зрения полутеневого сахариметра имеет вид круга. Плоскость поляризации света в правой поло­вине круга расположена под углом β к плоскости поляри­зации света в левой половине круга. Как необходимо расположить плоскость поляризации анализатора, чтобы яркость двух частей поля была одинакова?

6.49. Как изменится интенсивность света, прошедше­го через анализатор и поляризатор, если угол между их плоскостями поляризации изменится от 30 до 60°? Погло­щением света пренебречь.

6.50. Между двумя скрещенными николями помести­ли пластинку кварца толщиной 4,15 мм. В результате по­ворота плоскости поляризации монохроматического света с длиной волны 589 нм поле зрения стало максимально светлым. Определить постоянную вращения кварца для света с указанной длиной волны

6.51. Концентрация глюкозы в граммах на 100 см3 раствора при пользовании трубкой (l = 1,9 дм), прилагае­мой к поляриметру, численно равна углу поворота плоско­сти поляризации для желтых лучей натрия. Будет ли со­блюдаться такое же равенство при использовании этой же трубки для исследования раствора другого оптически активного вещества?

6.52. Концентрацию сахара в растворах определяют поляризационным методом, пользуясь светом желтых натриевых линий, для которых удельное вращение саха­ра при температуре 20° С равно 66,5° см3/(г·дм). Какой длины необходимо использовать трубку, чтобы наблю­даемый угол поворота плоскости поляризации в градусах равнялся концентрации раствора в граммах на 100 см3?

6.53. Растворы глюкозы концентрацией 4,5 – 5 г на 100 см3 раствора являются изотоническими Можно ли считать изотоническим раствор, поворачивающий пло­скость поляризации света желтой линии натрия в трубке длиной 0,95 дм на 5°? Удельное вращение глюкозы 52,8° см3/(г·дм).

6.54. Раствор сахара концентрацией 0,08 г/см3, налитый в кювету, поворачивает плоскость поляризации све­та в поляриметре на угол 10,1°. Какова концентрация са­хара в моче больного, если плоскость поляризации света при исследовании повернулась на 7,8°? Размеры кювет одинаковы.

6.55. Почему при прохождении световых лучей через мутные среды (туман, жидкость, содержащую взвешен­ные частицы малых размеров, коллоидный раствор) ин­тенсивность рассеянного света обратно пропорциональна длине волны в четвертой степени?

6.56. Определить величину светового потока, падаю­щего на зрачок диаметром 6 мм от точечного источника силой света 200 кд, расположенного на расстоянии 10 м от глаза.

6.57. Какую наименьшую силу света должен иметь источник, чтобы его можно было наблюдать ночью с рас­стояния 5 км? Наименьший световой поток, воспринимае­мый глазом, составляет 10-13 лм, поверхность зрачка 0,4 см2.

6.58. Для освещения рабочего места используется лампа в 100 кд, расположенная на высоте 2 м. На какую высоту необходимо поместить лампу в 50 кд, чтобы получить прежнюю освещенность?

6.59. Угол между освещаемой естественным светом го­ризонтальной рабочей поверхностью и падающими луча­ми по гигиеническим нормам должен быть не менее 27°. При таком падении лучей освещенность поверхности сос­тавила 50 лк. Определить освещенность поверхности, рас­положенной перпендикулярно к падающим лучам.

6.60. В целях сохранения равномерности освещения требуется, чтобы на рабочем месте отношение наимень­шей освещенности к наибольшей в одной плоскости на протяжении 5 м было не менее 0,3. Будет ли выполнено указанное требование, если светильник подвесить на вы­соте 2 м над рабочей поверхностью?

6.61. При освещенности 10 лк диаметр зрачка равен 5 мм. Определить освещенность, при которой диаметр зрачка должен уменьшиться до 3 мм, чтобы сохранить не­изменным количество световой энергии, попадающей на сетчатку.

6.62. Во сколько раз должна измениться сила света источника, чтобы при изменении диаметра зрачка с 8 до 2 мм не произошло изменения освещенности сетчатки?

6.63. Какой мощности лампу надо подвесить на высоте 1 м над рабочей поверхностью стола, чтобы освещен­ность под лампой была равна 48 лк при световой отдаче, лампы 10 лм/Вт?

6.64. Лампа в 100 Вт имеет световую отдачу 15 лм/Вт; 30 % ее светового потока падает на площадку в 3 м2. Определить среднюю освещенность этой площадки.

6.65. Биологический микроскоп М-10 имеет объектив с восьмикратным увеличением, окуляр с главным фокус­ным расстоянием 36 мм. Во сколько раз освещенность изображения в микроскопе будет меньше освещенности рассматриваемого объекта? Поглощением и отражением света в оптической системе микроскопа пренебречь.

6.66. При наличии местного освещения на рабочей поверхности необходимо, чтобы освещенность, создавае­мая лампами общего освещения, составляла не менее 10 % от нормы комбинированного. На какой высоте над рабочим местом необходимо поместить источник общего освещения яркостью 4000 кд/м2 с площадью светящейся поверхности 300 см2, чтобы комбинированная освещен­ность для выполнения работы высокой точности составляла 300 лк?

6.67. Какую освещенность на расстоянии 5 м создает шар из молочного стекла диаметром 20 см с яркостью по­верхности 2000 кд/м2?

6.68. Источник света яркостью свыше 16·104 кд/м2 вызывает болезненное ощущение в глазу. Можно ли смотреть на пламя электрической дуги, если сила света кратера 17000 кд, а его диаметр 12 мм?

6.69. Почему при одной и той же освещенности поверхности тела могут иметь разную светимость?

6.70. Совпадают ли оценки светового потока по зри­тельному ощущению и по величине его мощности при различном спектральном составе излучения источников (рис.1)?

6.71. Для какой длины волны видимого глазом спектрального диапазона потоку в 1 лм соответствует минимальная мощность (см. рис.1)?

6.72. Во сколько раз должна быть больше мощность красного излучения с длиной волны 640 нм по сравнению с мощностью желто-зеленого (максимум чувствительно­сти глаза), чтобы зрительное ощущение, создаваемое ими, было одинаково (см. рис.1)?

6.73. На рис.1 изображена кривая, дающая зависимость чувствительности нормального глаза от дли­ны световых волн. Какова мощность светового потока в 1 лм для монохроматического света с длинами волн 610 и 520 нм, если световой поток с длиной волны 555 нм, равный 1 лм, имеет мощность 0,00146 Вт?

6.74. Определить величину световой энергии, воспри­нимаемой глазом ежесекундно, в ясный солнечный день при освещенности 105 лк, если 1 лм белого света эквива­лентен приблизительно 0,00435Вт. Диаметр зрачка при­нять равным 3 мм

6.75.При малой освещенности максимум чувстви­тельности глаза соответствует длине волны 510 нм. При этом глаз еще реагирует на интенсивность облучения 6·10-13 Вт/м2. Какому количеству квантов в секунду со­ответствует энергия, поступающая в зрачок глаза диа­метром 8 мм? Чему равен коэффициент видности для ука­занной длины волны, если световой поток, падающий на зрачок, 2·10-14 лм?

6.76. Абсолютный энергетический порог зрительного ощущения для человека лежит в интервале (2,1 – 5,7)10-17 Дж. Какое количество квантов света с дли­ной волны 510 нм, соответствующей максимуму чувстви­тельности палочек, должно попадать в зрачок глаза для создания зрительного ощущения?

6.77. Определить мощность светового потока, попа­дающего в глаз человека, если верхний, безболезненно воспринимаемый поток световой энергии при полной адаптации глаза соответствует 555·10-11 фотонам в секунду с длиной волны 555 нм.

6.78. Глаз человека воспринимает свет длиной вол­ны 0,5 мкм, если мощность световых лучей, попадающих в глаз, составляет 20,8·10-18 Вт. Какое количество кван­тов света при этом ежесекундно попадает на сетчатку глаза, если 4 % падающего света отражается роговицей, а 50 % излучения, прошедшего через роговицу, поглоща­ется оптическими средами глаза?

 







Дата добавления: 2015-09-19; просмотров: 3262. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!


Рекомендуемые страницы:


Studopedia.info - Студопедия - 2014-2021 год . (0.005 сек.) русская версия | украинская версия