Дифракционная решётка

Федеральное агентство по образованию

ГОУ ВПО

Уфимская государственная академия экономики и сервиса























Отчет 

по лабораторным работам

дисциплины: «Физика»















Выполнил: ст.гр. БОДк-22

Васильев В.В.

Принял: доцент, к.т.н. 

Саенко А.Г.

















Уфа-2009г.

Лабораторная работа №1

Дифракционная решётка



Цель работы: ознакомление с дифракцией света, её видами. Изучение параметров дифракционной решётки и её применении.



Вопрос №1

Как изменится дифракционная картина при уменьшении расстояния между щелями d? 





Расстояния между линиями в спектре увеличатся. 



Вопрос №2

На дифракционную решетку с периодом d = 10–5 м падает монохроматический свет с длиной волны 650 нм. При этом наибольший порядок дифракционного максимума m равен: 



15 













Вопрос №3

На дифракционную решетку, имеющую период d = 2·106 м, нормально падает монохроматическое излучение. Под углом 30° наблюдается максимум второго порядка. Чему равна длина волны падающего света? 



500 нм 













Вопрос №4

Какой наибольший порядок спектра m можно наблюдать с помощью дифракционной решетки, имеющей 500 штрихов на 1 мм, при освещении ее монохроматическим светом с длиной волны 720 нм? 



2 









Вопрос №5

На дифракционную решетку, имеющую 600 штрихов на 1 мм, падает монохроматический свет с длиной волны 600 нм. Расстояние от решетки до экрана 1 м. Расстояние от центрального до первого максимума: 



0,36 м 











Задача №1

На дифракционную решетку с периодом решетки d = 2·10–5 м падает красный свет с длиной волны 720 нм. Какой наибольший порядок спектра можно наблюдать, если будет падать свет, длина волны которого в 2/3 раза меньше? Определить порядок спектра.


























Задача №2

На дифракционную решетку с периодом решетки d = 3·10–5 м падает синий свет с длиной волны 420 нм. Во сколько раз уменьшится порядок дифракционных максимумов m, если первую дифракционную решетку заменить второй с периодом решетки d = 1·10–5 м?






















Задача №3

Во сколько раз увеличится расстояние от максимума нулевого порядка (m = 0) до максимума первого порядка, если первоначально наблюдения вели с дифракционной решеткой, период которой d = 3·10–5 м, на длине волны 380 нм, а затем – с дифракционной решеткой с периодом решетки d = 1·10–5 м, на которую падает красный цвет с длиной волны 760 нм?
























Задача №4

На дифракционную решетку падает свет с длиной волны 760 нм. Расстояние от дифракционной решетки до экрана 0,5 м, расстояние от максимума нулевого порядка (m = 0) до максимума m-го порядка равно 3,8·10–2 м. Чему равен период дифракционной решетки?




















Задача №5

На дифракционную решетку с периодом решетки d =2·10–5 м падает красный свет с длиной волны 720 нм. Определить расстояние от центрального до первого максимума, если длина волны уменьшилась в 2/3 раз. 
















Лабораторная работа №2

Фотоэлектрический эффект.



Цель работы: Изучение явления фотоэффекта с помощью экспериментальной установки для его исследования.



Вопрос №1

При каком условии возможен фотоэффект? 



hν > Aвых.

Вопрос №2

Как изменится работа выхода электрона из вещества при уменьшении частоты облучения в 3 раза? 



Не изменится. 

Вопрос №3

Чему равна максимальная кинетическая энергия электронов, вырываемых из платины под действием фотонов с энергией 8,5·10–19 Дж, если работа выхода составляет Aвых = 8,5·10–19 Дж? 



0 Дж 















Вопрос №4

Скорость фотоэлектронов, выбиваемых светом с поверхности металла, при увеличении частоты света увеличилась в 2 раза. Как изменился задерживающий потенциал? 



Увеличился в 4 раза. 



























Вопрос №5

Длина волны падающего света, вызывающего фотоэффект, уменьшилась в 4 раза. Как изменилась величина задерживающего напряжения U (в пренебрежении работой выхода электронов из материала катода)? 



Возросла в 4 раза. 

















Вопрос №6

Как изменится максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов, если увеличить частоту облучающего света, не изменяя при этом мощность световой волны? 



Увеличится. 













Вопрос №7

При освещении катода светом с частотой ν = 1015 Гц фототок с поверхности катода прекращается при задерживающем напряжении между катодом и анодом Uз = 2 В. Чему равна работа выхода электрона из металла катода? 



2 эВ 













Задача №1

Фотоэффект не происходит при длине волны λ = 622 нм. Мощность световой волны 0,5 мВт. Чему равен фототок, если мощность световой волны увеличить в 2 раза? 








Задача №2

Красная граница фотоэффекта λ = 622 нм. Задерживающее напряжение 0,4 В. Чему равен фототок, если металл осветить светом с длиной волны λ = 650 нм, а задерживающее напряжение уменьшить до 0,2 В?










Задача №3

Задерживающее напряжение Uзад =  1 В, металл освещается светом с длиной волны λ = 432 нм, при этом фототок I = 0 мА. При какой длине волны задерживающее напряжение Uзад = 0,5 В?


























Задача №4

На сколько изменится задерживающее напряжение Uзад при увеличении мощности световой волны в 2 раза, если металл освещается светом с длиной волны λ = 380 нм, а первоначальная мощность световой волны P = 0,5 мВт?








Задача №5

Максимальное значение силы тока Iнас = 1 мА достигается в установке по наблюдению фотоэффекта при напряжении U = 3 В, металл освещается светом с длиной волны λ = 380 нм, а первоначальная мощность световой волны P = 1 мВт. Найти максимальное значение силы тока насыщения Iнас, если мощность световой волны уменьшилась в 2 раза.










Задача №6

Количество электронов, вырываемых светом с поверхности металла за 1 с, прямо пропорционально поглощаемой за это время энергии световой волны. Во сколько раз уменьшится сила фототока, если мощность световой волны P уменьшится в 2 раза?
















































































Лабораторная работа №3

Постулаты Бора











Вопрос №1

В каком диапазоне электромагнитных волн находятся линии серии Бальмера? 



В видимом. 

Вопрос №2

В каком диапазоне электромагнитных волн находятся линии серии Лаймана? 



В ультрафиолетовом. 

Вопрос №3

На рисунке представлена диаграмма энергетических уровней атома водорода. Какой цифре соответствует переход с поглощением фотона наибольшей частоты?



                                                     С       З    К   Ф     Ф    Ф



4 

Вопрос №4

Электрон в атоме водорода перешел с первого энергетического уровня на четвертый. Энергия системы электрон–атом водорода 



Увеличилась. 

Вопрос №5

Согласно второму постулату Бора, при переходе электрона с одной стационарной орбиты с энергией En на другую стационарную орбиту с энергией Em, атом испускает квант света, величина которого пропорциональна постоянной Ридберга R. Чему равна частота кванта света, излучаемого при переходе атома водорода из четвертого состояния во второе (серия Бальмера)? 



3/16 R









Задача №1

Энергия атома водорода в нормальном состоянии E1 = –13,6 эВ. Определить длину волны ультрафиолетового излучения, поглощенного атомом водорода, если при этом электрон перешел с первого на третий энергетический уровень (серия Лаймана).












Задача №2

Энергия атома водорода в нормальном состоянии E1 = –13,6 эВ. Определить длину волны излучения поглощенного атомом водорода, если при этом электрон перешел со второго на третий энергетический уровень (серия Бальмера).












Задача №3

Определить длину волны излучения атома водорода при его переходе с пятого на второй энергетический уровень (серия Бальмера).














Задача №4

Определить минимальную энергию возбуждения атома водорода, если его энергия в нормальном состоянии E1 = –13,6 эВ.




















Задача №5

Определить длину волны инфракрасного излучения атома водорода при его переходе с пятого на третий энергетический уровень (серия Пашена).