Квантовая природа излучения

Ф И З И К А

Учебно-методическое пособие

для студентов МИДО

ОПТИКА, АТОМНАЯ И ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА.

Контрольные задания и учебные материалы

Минск 2009

УДК 530.1(075.8)

ББК 22.3я7

К 88

Кужир П.Г.

К88 Физика: Учебно-методическое пособие для студентов МИДО.

Оптика, атомная и ядерная физика: Контрольные задания и учебные материалы / П.Г.Кужир.– М.:БНТУ, 2009.

Учебно-методическое пособие содержит учебные материалы и контрольные задания по оптике, атомной и ядерной физике. Приведена рабочая программа по соответствующим разделам физики, сформулированы методические требования, предъявляемые к выполнению и оформлению контрольных работ.

УДК 530.1(075.8)

ББК 22.3я7

Предисловие

Данное учебно-методическое пособие ставит своей целью оказать помощь студентам, обучающимся по дистанционной форме образования, в изучении физики. Знание законов физики предполагает не только умение формулировать законы, но и применять их при решении задач. Как правило, решение задач вызывает наибольшие затруднения у студентов. В соответствии с этим учебный материал представлен таким образом, чтобы студенты самостоятельно смогли решать задачи своего варианта.

Вначале помещена рабочая программа по разделам оптика, атомная и ядерная физика. Сформулированы методические указания по выполнению контрольных работ и правила округления чисел. По всем разделам программы приведены основные формулы и законы, необходимые при решении задач, а также примеры решения задач.

Задачи для контрольных работ состоят из десяти вариантов, в каждом варианте восемь задач. Выбор варианта студент осуществляет по таблице. Задачи подобраны так, чтобы способствовать более глубокому пониманию основных законов физики, предусмотренных программой и способствовать развитию логического мышления.

Рабочая программа курса физики

Оптика и атомная физика

Волновая оптика

Интерференция света. Когерентность световых волн. Степень монохроматичности световых волн. Время и длина когерентности. Радиус пространственной когерентности. Расчет интерференционной картины от двух когерентных источников. Оптическая длина пути. Интерференция света в тонких пленках. Интерференция многих волн. Интерферометры. Применение интерференции.

Дифракция света. Принцип Гюйгенса-Френеля. Метод зон Френеля. Дифракция Френеля на круглом отверстии и диске. Дифракция Фраунгофера на одной и на многих щелях. Дифракционная решетка и спектральное разложение. Разрешающая способность оптических и спектральных приборов. Дифракция на пространственной решетке. Формула Вульфа-Брэггов. Исследование структуры кристаллов. Понятие о голографии. Применение голографии.

Поляризация света. Естественный и поляризованный свет. Закон Малюса. Поляризация света при отражении от диэлектрика. Закон Брюстера. Изотропные и анизотропные среды. Оптическая анизотропия. Двойное лучепреломление. Одноосные кристаллы. Поляроиды и поляризационные призмы. Вращение плоскости поляризации. Оптическая активность. Интерференция поляризованного света. Применение поляризованного света. Возникновение искусственной анизотропии под действием механических напряжений. Явление фотоупругости. Электрооптические и магнитооптические явления.

Поглощение света. Закон Бугера. Дисперсия света. Нормальная и аномальная дисперсии. Групповая скорость. Электронная теория дисперсии света. Рассеяние света. Излучение Вавилова-Черенкова. Эффект Доплера. Понятие о нелинейной оптике.

Квантовая природа излучения

Тепловое излучение. Абсолютно черное тело. Закон Кирхгофа. Законы излучения абсолютно черного тела: закон Стефана-Больцмана, законы Вина. Противоречия классической физики. Квантовая гипотеза и формула Планка. Оптическая пирометрия.

Внешний фотоэффект и его законы. Энергия и импульс световых квантов. Формула Эйнштейна для внешнего фотоэффекта. Многофотонный фотоэффект.

Давление света. Опыты Лебедева. Квантовое и волновое объяснения давления света.

Эффект Комптона. Аннигиляция электронно-позитронной пары.