ФИЗИКА 2, Второ Контролно, отговори на второто контролно

Разширен тест по Физика2- II контролно

Оптика

1. Какво е това  „Геометрична оптика”?

            Разред от оптиката, при която законите разпространение на светлината се разглеждат на основата на светлинните лъчи.

2. Какво гласи принципа на Ферма в геометричната оптика?

            Светлината се разпространява по такъв път, за преминаването на който е необходимо най-малко време.

3. Какво гласи закона за независимост на светлините лъчи в геометричната оптика?

            Действието на светлинните лъчи е независимо едно от друго. Ефектът който се предизвиква от един светлинен лъч не зависи от това действат ли други светлинни лъчи.

4. Какво гласи закона за отражението в геометричната оптика?

            Отразеният лъч лежи на една равнина с падащия лъч и перпендикуляра, издигнат на границата на двете среди в точката на падане А е равна на ъгъла на отражение А’.    А=А’

5. Какво е това относителен показател на пречупване в геометричната оптика? Какво означават величините, влизащи в него?

            Относителния показател на пречупване е равен на техните абсолютни показатели на пречупване. n₂₁=n₂/n₁

6. Какво е това абсолютен показател на пречупване в геометричната оптика? Какво означават величините, влизащи в него?

            Абсолютен показател на пречупване се нарича величината n, която е числено равна на отношението на скоростта с, и нейната фазова скорост v, в средата: n=c/v

7. Свтлинен лъч се движи в оптична среда със скорост v=2,4.10⁸ m/s. Определете абсолютния показател на пречупване на средата.

n = c/v = 3.10⁸/2,4.10⁸ = 1,25

8. Светлинен лъч се движи в оптична среда с абсолютен показател на пречупване  n=1.2. Определете скоростта на движение на лъча в тази среда.

n = c/v     v = c/n = 3.10⁸/1,2 = 2,5.10⁸

9. Какво гласи закона запречупването в геометричната оптика?

            Падащият лъч, пречупеният лъч и перпендикулярът, построен от границата на двете среди в точката на падането, лежат  една равнина. sin n₁/ sin n₂ = n₂₁

10. Какво е това „пълно вътрешно отражение” в геометричната оптика и на колко е равен граничния ъгъл?

            Явлението пълно вътрешно отражение се появява при падане на светлина от среда оптически по-плътна в среда с по-малка оптическа плътност. Граничният ъгъл е равен на π/2

11. Какво е това „граничен ъгъл на пречупване” в геометричната оптика?

Ако лъчът се разпостранява от оптично по-плътна среда в среда с по-малка оптична плътност (n₁ > n₂), пречупения лъч ще бъде по-голям от падащия. С увеличаване на падащия, пречупения расте докато при някакъв ъгъл, ъгъла стане равен на π/2, тоест граничен ъгъл.

12. Светлинен лъч се движи в среда с абсолютен показател на пречупване n₁= 1.25 и пада на границата на две среди под ъгъл i₁=30⁰ . Под какъв ъгъл ще се отрази този лъч, ако абсолютия показател на пречупване на втората среда е n₂= 2.5?

sin i₂.n₁ = n_2. sin i₁                 sin i₂ = n₂.sin i₁/n₁ = 0,83

13. Светлинен лъч се движи в среда с абсолютен показател на пречупване n₁= 5 и пада на границата на две среди под ъгъл i₁=30⁰ . Под какъв ъгъл ще се пречупи този лъч, ако абсолютия показател на пречупване на втората среда е n₂= 1.25?

sin i₂.n₁ = n_2. sin i₁                 sin i₂ = n₂.sin i₁/n₁ = 0,25

14. Светлинен лъч се движи в среда с абсолютен показател на пречупване n₁= 2.5 и пада на границата на две среди под ъгъл i₁=30⁰ . Какъв е граничния ъгъл на пречупване на този лъч, ако абсолютия показател на пречупване на втората среда е n₂= 1.25?              sin i_p =  0,5     i_p = 30̊

15. Светлинен лъч се движи в среда с абсолютен показател на пречупване n₁= 2.5 и пада на границата на две среди под ъгъл i₁=45⁰. Абсолютия показател на пречупване на втората среда е n₂= 1.25. Ще имали явлението „пълно вътрешно отражение” и защо?

16. Светлинен лъч се движи в среда с абсолютен показател на пречупване n₁= 1.25 и пада на границата на две среди под ъгъл i₁=45⁰. Абсолютия показател на пречупване на втората среда е n₂= 2.5. Ще имали явлението „пълно вътрешно отражение” и защо?

17. Четири светлинни лъча се движат в среда с абсолютен показател на пречупване n₁= 2.5 и падат  на границата на две среди под съответните ъгъли: a) i₁=25⁰; б) i₂=28⁰; в) i₃=35⁰; г) i₄=45⁰. Абсолютия показател на пречупване на втората среда е n₂= 1.25. За кои лъчи (а,б,в или г) ще има  явлението „пълно вътрешно отражение” и защо?

18. Четири светлинни лъча се движат в среда с абсолютен показател на пречупване n₁= 2.5 и падат  на границата на две среди под съответните ъгъли: a) i₁=25⁰; б) i₂=28⁰; в) i₃=35⁰; г) i₄=45⁰. Абсолютия показател на пречупване на втората среда е n₂= 1.25. За кои лъчи (а,б,в или г) няма да  има  явлението „пълно вътрешно отражение” и защо?

Вълнови свойства на светлината

19.Какво е това „кохерентност на светлината”?

            Съгласувано протичане във времето и пространството на няколко колебливи и вълнови процеса.

20. Какво е това „интерференция на светлината”?

            Явлението при което се извършва наслагване на две или повече кохерентни светлинни вълни с последващопространствено преразпределение на светлинния поток, като в едни точки възниква максимум, а в други минимъм на интензивност.

21. Кое е условието за получаване на интерферентен максимум на два светлинни лъча, движещи се в едно направление?

    Интерферентен максимум се получава, когато разликата в пътищата Δ r  на двете вълни е равна на четно число 2 k  половини от дължината на вълната λ :

x max = 2 k λ 2 . D d

22. Кое е условието за получаване на интерферентен минимумна два светлинни лъча, движещи се в едно направление?

    Интерферентен  минимум се получава ,когато разликата в пътищата Δ r  на двете светлинни вълни е равна на нечетно число 2 k + 1  половини от дължината на вълната λ , т.е.:

x min = ( 2 k + 1 ) λ 2 . D d  .

23.Какво е това ширина на интерферентната ивица и на колко е равна тя?

            Разстоянието между два съседни интерфери1ни минимума(максимума).

24. Какво е това „оптичен път”?

            Разделяне и последващо събиране на светлинн лъчи, идващи от един източник. L*=S

25. Какво е това „дифракция на светлиата”?

            Отклонение на светлинните вълни от праволинейното разпространение в еднородна среда при преминаване край преграда.

26. Какво гласи принципа на Хюйгенс-Френел?

            Всяка точка, до която е достигнала вълна става център на вторични вълни, които се разпостраняват във всички посоки. Обвивката им дава положението на вълновия фронт в следващият момент.

27. Какво представляват зоните на Френел при сферичните вълни и как те се получават?

28. Какво е това дифракция на Френел на кръгъл отвор. Разгледайте само случая с четен брой зони на Френел.

            А=A₁/2 – А_n/2 Ако броя е четен ще има отслабване на светлината.

29. Какво е това дифракция на Френел на кръгъл отвор. Разгледайте само случая с нечетен брой зони на Френел.

            А=A₁/2 +А_n/2 Ако броя е нечетен ще има усилване на светлината.

30. Какво е това дифракция на Френел на кръгъл диск. Разгледайте само случая с четен брой зони на Френел. А=А_n+1- A_n+2+A_n+3…;

31. Какво е това дифракция на Френел на кръгъл диск. Разгледайте само случая с нечетен брой зони на Френел. A=A_n+1/2+( А_n+1/2- A_n+2+A_n+3/2) +A_n+3/2…;

32.Какво е това дифракция на Фраунхофер на един процеп. Разгледайте само случая с четен брой зoни на Френел.          asinȹ=2nƛ/2 , n=±1,±2,…

33. Какво е това дифракция на Фраунхофер на един процеп. Разгледайте само случая с нечетен брой зони на Френел.          asinȹ=(2n+1)ƛ/2 , n=±1,±2,…

34. Какво е това „поляризация на светлината”?

            Светлина, при която има преимуществено трептене в пространството на светлинния вектор се нарича поляризирана.

37. Какво е това „линейно поляризирана светлина”? Начертайте как изглежда тя?

            Светлина, при която светлиння вектор трепти само с едно направление, се нарича линейно поляризирана.

38. Опишете какво представлява закона на Малюс.

I=I₀.cos²α – I и I₀ са съответно интензитет на падналата светлина и преминалата светлина през анализатора, ъгъл α е между оптичните оси н двете пластини.

39. Коя от следващите формули описва закона на Малюс при дифракция на светлината: а) I=I₀.cos³α; б) I=I₀.cos²α;в) I=I₀.cosα;г) I=0,5.I₀.cos²α.

40.Опишете какво представлява закона (ъгъла) на Брюстер при поляризация на светлината при отражение и пречупване на границата на два диелектрика.

            Степента на поляризация на отразения и пречупения лъч зависи от ъгъла на падане и показателя на пречупване на двете среди.При ъгъл на падане/ъгъл на Брюстер/ : tgi_b = n₂₁ ,където n₂₁ е показателя на пречупване на втората среда относително първата.

41. Светлинен лъч пада на границата на две среди под ъгъл на Брюстер. Кое от следните твърдения е вярно; а) отразения лъч е изцяло поляризиран, пречупения лъч е изцяло поляризиран;

б) отразения лъч е изцяло поляризиран, пречупения лъч е максимално поляризиран; 

в) отразения лъч е  частично поляризиран, пречупения лъч е изцяло поляризиран;

г) отразения лъч е  частично поляризиран, пречупения лъч е частично поляризиран.

42. Светлинен лъч пада на границата на две среди под ъгъл на Брюстер. Какъв е ъгъла между отразения и пречупения лъч: а) 30⁰; б) 45⁰; в) 60⁰; г)90⁰.

43. При поляризация на светлинен лъч на границата на две среди коя от следните зависимости е закона (ъгъла) на Брюстер: а) I=I₀.cos²α; б) tgi_B=n₂₁; в) n₁.sini₁=n₂.sini₂; г) sini_B=n₂₁.

Топлинно излъчване

44.Какво е това спектрална плътност на излъчвателната светимост на веществата? Кои са величините, определящи това понятие?

R_υ,T=dW_{изл υ,υ+dυ}/dυ dW_{изл υ,υ+dυ} – енергията на електромагнитното излъчване, изпускано за единица време от единица площ в честотния интервал υ,υ+dυ  Единицата за спектрална плътност на енергети1еската светимост е J/m²s

45. Какво е това спектрална поглъчателна способност на веществата? От какви величини се определя?

            A_υ,T=dW_{пог υ,υ+dυ}/ dW _υ,υ+dυ Величината показва каква част от падащата на тялото енергия dW _υ,υ+dυ  за единица време и на единица площ се поглъща от тялото dW_{пог υ,υ+dυ}. Величината A_υ,T е безразмерна.

46. Какво е това „абсолютно черно тяло”?

            Тяло, което поглъща изцяло падащото излъчване при всяка температура независимо от честотата, поляризацията и направлението на разпространение.

47. За абсолютно черното  тяло спектралната поглъщателна способност A_υ,T e  е равна на:

а) 0.5; б)  1;

в) 0 ; г) π.

48. Какво гласи законът на Кирхов при топлинното излъчване на телата? Кои са величините, влизащи в този закон?

            Отношението между спектралната плътност на енергетическата светимост и спектрална поглъщателна способност не зависи от природата на телата, то се явява универсална функция на честотата и температурата на всички тела.  R_v,t/A_v,t=r_v,t

49. Формулата при топлинното излъчване на телата показва: а) закона на Вин;б) закона на Релей и Джинс; в) закон на Кирхов; г) закон на Планк.

50. Дефинирайте закона на Стефсан –Болцман при топлинното излъчване на телата. Кои са величините, влизащи в него?

            R_e=ϭT⁴

51. Формулата при топлинното излъчване на телата показва: а) закона на Вин;б) закона на Релей и Джинс; в) закон на Стефан-Бoлцман; г) закон на Планк.

52. Дефинирайте закона на отместването на Вин при топлинното излъчване на телата. Кои са величините, влизащи в него?      

53. Формулата при топлинното излъчване на телата показва: а) закона на отместването Вин;б) закона на Релей и Джинс; в) закон на Стефан-Болцман; г) закон на Планк.

54. Начертейте за две температури качествената графика на спектралната плътност на енергетическата светимост на абсолютно черното тяло 

55. Формулата  при топлинното излъчване на телата показва: а) закона на Вин;б) закона на Релей и Джинс; в) закон на Стефан-Болцман; г) закон на Планк.

56. Формулата  при топлинното излъчване на телата показва: а) закона на Вин;б) закона на Релей и Джинс; в) закон на Стефан-Болцман; г) закон на Планк.

57. Формулата  при топлинното излъчване на телата показва: а) закона на Вин;б) закона на Релей и Джинс; в) закон на Стефан-Болцман; г) закон на Планк.

Външен фотоефект

58. Дефинирайте понятието „външен фотоефект”.

            Това е явление при което в резултат на облъчването на металите със светлина от повърхостта им се отделят електрони.

59. Кои са законите на външния фотоефект?

1: Броят на отделените електрони е пропорционален на светлинния поток падащ върху облъчената повърхност.

2: Скоростта на фотоелектроните не зависи от интензитета на лъчението.

3: Фотоелекта е безинерционно явление.

60. Формулирайте хипотезата на Айнщайн, свързана с външния фотоефект.

            Електромагнитното лъчение освен вълнов има и корпускулярен характер.

61. Масата на фотона в покой е: а) 1; б) π; в); г) 0.

62. Масата на фотона в движение е: а) 1; б) π; в); г) 0.

63. Напишете уравнението на Айнщайн за външния фотоефект. Кои са величините, влизащи в него? Е=h.f=hc/lambda

           

            hf -  енергия получена от електрона

            А и А₁ – отделена работа

            Кинетичн енергия на отделения от повърхността на метала електрон.

             

64. Опишете накратко опита на Миликан (лабораторно упражнение № 18) за експерименталното потвърждение на уравнението на Айнщайн за външния фотоефект и определяне на константата на Планк.

Елементи на квантовата механика

65. Каква е хипотезата на де Брой?

            Освен фотоните, електроните и всички други частици на материята имат както корпускулярни, така и вълнови свойства.

66. Опишете накратко опита на Девисон и Джемер (1927 г.) за експерименталното потвърждаване на хипотезата на де Бройл.

            Сноп електрони, разсейващи се от естествената дифракционна решетка, на кристала на никела, дава отчетлива дифракционна картина.

67. Какъв е вероятностния смисъл на вълните на де Бройл?

            Квадратът на амплитудата на вълните на де Бройл в дадена точка се явява мярка за вероятността на частицата да се забележи в тази точка.

68. Как е определена вълновата функция (пси функция Ψ)?

            Вероятността на това, че частиците се намират в елементарния обем е пропоционална квадрата на вълновата функция и елементарния обем.

69. Какви са ограниченията (свойствата) на вълновата функция?

            1: Трябва да бъде бъде крайна

            2: Трябва да бъде еднозначна

            3: Трябва да бъде непрекъсната

            4: Принцип на суперпозицията

70. Какво гласи съотношението на неопределеност на Хайзенберг?

            Микрочастицата не може да има едновременно определена координата (x,y,z) и определена съответна проекция на импулса (p_x,p_y,p_z)

Уравнение на  Шрьодингер

71. Запишете стационарното уравнение на Шрьодингер. Кои са величините, влизащи в него?

            Δѱ+2m/h²(E-U)ѱ=0

     h- маса на частицата;  Δ-оператор на Лаплас;   U(x,y,z,t)-потенциална ф-я на частицата в силово поле, в което тя се движи;   Ψ-търсената вълнова ф-я на частицата

72. Какво описва уравнението на Шрьодингер?  Движение на частиците в силово поле.

73. Запишете стационарното уравнение на Шрьодингер в случай на потенциална яма с безкрайно високи стени. Кои са величините, влизащи в него?

74. Фомулата :

а) собствени стойности на стационарно уравнение на Шрьодингер в случай на Фомулата;

б) собствени функции на стационарно уравнение на Шрьодингер в случай на потенциална яма с безкрайно високи стени;

в)  собствени стойности на стационарно уравнение на Шрьодингер в случай на свободна частица;

г)  собствени функции на стационарно уравнение на Шрьодингер в случай на свободна частица.

75. Фомулата :

а) собствени стойности на стационарно уравнение на Шрьодингер в случай на потенциална яма с безкрайно високи стени;

б) обствени функции на стационарно уравнение на Шрьодингер в случай на потенциална яма с безкрайно високи стени;

в)  собствени стойности на стационарно уравнение на Шрьодингер в случай на свободна частица;

г)  собствени функции на стационарно уравнение на Шрьодингер в случай на свободна частица.

76. Начертайте графиките  на вълновата функция и квадрата на амплитудата и за частица в потенциална яма с безкрайно високи стени при квантови числа 1,2 и3.

77. Къде е най-вероятно да се намира за частица в потенциална яма с безкрайно високи стени при квантово число n=1( n=2, n=3)? Обосновете твърдението си с  чертеж.

При n=2 частицата не може да се намира в средата на ямата,като с еднаква вероятност може да се намира в левия и десния й край.

77. Енергията на квантов хармоничен осцилатор: а) има непрекъснат спектър; б) може да се изменя произволно; в) може да бъде равна на нула; г) не може да бъде равна на нула.

78. Енергията на квантов хармоничен осцилатор: а) има непрекъснат спектър; б) може да се изменя произволно; в) може да бъде равна на нула; г) има само дискретен спектър.

79. Частица в потенциална яма с безкрайно високи стени: а) има произволна енергия; б) може да напусне ямата; в) движи се с нулева скорост; г) има квантувана енергия.

80. Какво гласи принципа на съответствието на Бор
      При големи квантови числа законите на квантовата механика преминават в закони на класическата физика.