Bài tập chương 3 Vật lý đại cương 3 | Trường Đại học Bách khoa Hà Nội

Vật lý lượng tử (quang học lượng tử, lưỡng tính sóng-hạt của các hạt vi mô, phương trình Schrodinger) là cơ sở cho các môn kỹ thuật. Tài liệu được sưu tầm, giúp bạn ôn tập và đạt kết quả cao. Mời bạn đọc đón xem!

25 13 lượt tải Tải xuống
Chia sẻ Báo cáo tài liệu

Môn: Vật lý đại cương

Trường: Đại học Bách Khoa Hà Nội

Thông tin:

13 trang 1 tháng trước

Tác giả:

Profile Lân Nguyễn
Chương 3
PHÂN CỰC ÁNH SÁNG
Bài tập:
3.2, 3.3, 3.18, 3.20, 3.22 (sách Bài tập VLĐC tập 3)
Vũ Tiến Lâm
* Định luật Malus
Ánh sáng tự nhiên
(I
0
)
0
E
1
E
2
E
Ánh sáng phân cực
(I
1
)
Ánh sáng phân cực
(I
2
)
Kính phân
cực (T
1
)
Kính phân
tích(T
2
)
1
E
2
E
2
1
2
12
cosII =
= 0 thì I
2
= I
1
, I
2
max
= 90
0
thì I
2
= 0, I
2
min
Tóm tắt lý thuyết
2
0
1
I
I =
Vũ Tiến Lâm
❖Với các tinh thể đơn trục (thạch anh, NaClO
3
….)
=[
]
d
d: bề dày; : khối lượng riêng;
[]: hệ số tỉ lệ
❖Với các chất vô định hình (đường, rượu, tinh dầu…)
=[
]lC
l: bề dày của lớp dung dịch;
C: nồng độ chất quang hoạt trong dung dịch;
[]: hệ số tỉ lệ
* Sự quay mặt phẳng phân cực
Vũ Tiến Lâm
Góc hợp bởi hai tiết diện chính của kính phân cực và kính phân
tích bằng . Cho một chùm tia sáng tự nhiên lần lượt truyền qua hai kính
đó. Biết rằng hai kính cùng hấp thụ và phản xạ 8% cường độ chùm sáng
đập vào chúng. Sau khi truyền qua kính phân tích, cường độ sáng bằng
9% cường độ ánh sáng tự nhiên tới kính phân cực. Hãy xác định góc .
Bài 3.2
Đề bài
Vũ Tiến Lâm
Hướng dẫn giải bài 3.2
Gọi I
0
là cường độ ánh sáng tự nhiên chiếu tới kính phân cực
→ Cường độ ánh sáng sau khi qua kính phân cực:
𝑰
𝟏
= 𝟏 − 𝒌 . 𝟎, 𝟓. 𝑰
𝟎
→ Áp dụng định luật Malus ta có cường độ ánh sáng sau khi qua kính phân tích:
Mà
02
%9 II =
%9cos
2
1
)1(
22
=−
k
2
2
)1(
%9.2
cos
k−
=
'0
3262=
Vũ Tiến Lâm
Mặt phẳng chính (mặt phẳng dao động) của hai lăng kính nicon N
1
và N
2
hợp với nhau một góc = 60
0
. Hỏi:
a. Cường độ ánh sáng giảm đi bao nhiêu lần sau khi đi qua nicon N
1
b. Cường độ ánh sáng giảm đi bao nhiêu lần sau khi đi qua cả hai nicon
Biết rằng khi truyền qua mỗi lăng kính nicon, ánh sáng bị phản xạ và
hấp thụ mất k = 5%.
Bài 3.3
Đề bài
Vũ Tiến Lâm
Hướng dẫn giải bài 3.3
a. Gọi I
0
là cường độ ánh sáng tự nhiên chiếu tới kính N
1
→ Cường độ ánh sáng sau khi qua kính N
1
:
𝑰
𝟏
= 𝟏 − 𝒌 . 𝟎, 𝟓. 𝑰
𝟎
b. Áp dụng định luật Malus, ta có cường độ ánh sáng sau khi qua kính N
2
:
2
0
22
12
cos
2
)1(cos)1(
I
kIkI −=−=
1,2
95,0.5,0
1
)1.(5,0
1
1
0
==
−
=
kI
I
0222
2
0
60cos%.95%.95
2
cos)1(
2
=
−
=
kI
I
86,8
2
0
=
I
I
Vũ Tiến Lâm
Một bản thạch anh dày d = 2mm, được cắt vuông góc với quang
trục, sau đó được đặt vào giữa hai nicon song song. Người ta thấy mặt
phẳng phân cực của ánh sáng bị quay đi một góc = 53
0
. Hỏi chiều dày
của bản phải bằng bao nhiêu để ánh sáng đơn sắc dùng trong thí nghiệm
trên không qua được nicon phân tích.
Bài 3.18
Đề bài
Vũ Tiến Lâm
N
1
N
2
= [
]
d
* Khi bề dày d = 2mm thì mặt phẳng
phân cực bị quay góc
d
Hướng dẫn giải bài 3.18
* Vì hai nicôn song song nhau nên để ánh sáng
không qua được nicôn phân tích thì tấm thạch anh
phải làm mặt phẳng phân cực của sóng sáng sau
N
1
một góc 90
0
, khi đó bề dày của thạch anh là d’
Ta có:
’ = [
]
d’
dd
d
d
'
'
''
=→=
mmd 4,32.
53
90
'
==
Vũ Tiến Lâm
Dung dịch đường glucozơ nồng độ C
1
= 0,28g/cm
3
đựng trong một
bình trụ thủy tinh sẽ làm quay mặt phẳng phân cực của ánh sáng xanh đi
qua bình một góc
1
= 32
0
. Hãy xác định nồng độ C
2
của một dung dịch
cũng đựng trong bình trụ giống như trên, biết rằng nó làm quay mặt
phẳng phân cực của ánh sáng xanh một góc
2
= 24
0
.
Bài 3.20
Đề bài
Vũ Tiến Lâm
1
= [
]C
1
d
1
* Dung dịch có nồng độ C
1
làm quay mặt phẳng phân cực góc:
Hướng dẫn giải bài 3.20
2
= [
]C
2
d
2
* Dung dịch có nồng độ C
2
làm quay mặt phẳng phân cực góc:
* Mà d
2
= d
1
nên
1
1
2
2
1
2
1
2
CC
C
C
=→=
3
2
/21,0
32
24
.28,0 cmgC ==
Vũ Tiến Lâm
Giữa hai nicôn bắt chéo nhau trong một đường kẻ, người ta đặt một ống
thủy tinh dài 20cm đựng dung dịch đường có nồng độ C = 0,2g/cm
3
.
a. Hỏi cường độ sáng giảm đi bao nhiêu lần sau khi đi qua nicôn thứ nhất
b. Tính góc quay của mặt phẳng phân cực gây bởi dung dịch đường. Cho biết
góc quay riêng đối với ánh sáng vàng natri bằng
[ ] = 67,8 (độ.cm
3
)/(g.dm) và ánh sáng đi qua nicôn sẽ bị nicôn hấp thụ 5%
Bài 3.22
Đề bài
Vũ Tiến Lâm
Hướng dẫn giải bài 3.22
= [
]Cd
b. Mặt phẳng phân cực quay góc:
0
12,272.2,0.8,67 ==→
a. Gọi I
0
là cường độ ánh sáng tự nhiên chiếu tới kính N
1
→ Cường độ ánh sáng sau khi qua kính N
1
:
𝑰
𝟏
= 𝟏 − 𝒌 . 𝟎, 𝟓. 𝑰
𝟎
Vậy cường độ ánh sáng sau khi qua kính N
1
giảm 2,1 lần
1,2
95,0.5,0
1
)1.(5,0
1
1
0
==
−
=
kI
I
Vũ Tiến Lâm
| 1/13
| | Tải xuống

Có thể bạn quan tâm:

Preview text:

Chương 3 PHÂN CỰC ÁNH SÁNG Bài tập:
3.2, 3.3, 3.18, 3.20, 3.22 (sách Bài tập VLĐC tập 3) Vũ Tiến Lâm Tóm tắt lý thuyết   Kính phân 1 E   0 cực (T ) E 2 1 1 Ánh sáng tự nhiênKính phân E (I ) 1 tích(T )E 2 0  2 E 2 Ánh sáng phân cực (I ) 1 I0 Ánh sáng phân cực I = Vũ Tiến Lâm 1 2 (I ) * Định luật Malus 2
= 0 thì I = I , I max 2 1 2 2 I = I cos  2 1
= 900 thì I = 0, I min 2 2
* Sự quay mặt phẳng phân cực
❖Với các tinh thể đơn trục (thạch anh, NaClO ….) 3
=[]d
d: bề dày; : khối lượng riêng;
[]: hệ số tỉ lệ
❖Với các chất vô định hình (đường, rượu, tinh dầu…) Vũ Tiến Lâm
=[]lC
l: bề dày của lớp dung dịch;
C: nồng độ chất quang hoạt trong dung dịch;
[]: hệ số tỉ lệ Bài 3.2 Đề bài
Góc hợp bởi hai tiết diện chính của kính phân cực và kính phân
tích bằng . Cho một chùm tia sáng tự nhiên lần lượt truyền qua hai kính
đó. Biết rằng hai kính cùng hấp thụ và phản xạ 8% cường độ chùm sáng
đập vào chúng. Sau khi truyền qua kính phân tích, cường độ sáng bằng Vũ Tiến Lâm
9% cường độ ánh sáng tự nhiên tới kính phân cực. Hãy xác định góc .
Hướng dẫn giải bài 3.2
Gọi I là cường độ ánh sáng tự nhiên chiếu tới kính phân cực 0
→ Cường độ ánh sáng sau khi qua kính phân cực:
𝑰𝟏 = 𝟏 − 𝒌 . 𝟎, 𝟓. 𝑰𝟎
→ Áp dụng định luật Malus ta có cường độ ánh sáng sau khi qua kính phân tích: I 2 I = 1
( − k)I cos  2 0 2 = 1 ( − k) cos  2 1 2 Mà I = % 9 I 2 0 Vũ Tiến Lâm % 9 . 2 2 1 1 ( − k) cos2  = % 9 2 cos  = 2 2 1 ( − k) 0 '  = 62 32 Bài 3.3 Đề bài
Mặt phẳng chính (mặt phẳng dao động) của hai lăng kính nicon N1
và N hợp với nhau một góc = 600 . Hỏi: 2
a. Cường độ ánh sáng giảm đi bao nhiêu lần sau khi đi qua nicon N1
b. Cường độ ánh sáng giảm đi bao nhiêu lần sau khi đi qua cả hai nicon Vũ Tiến Lâm
Biết rằng khi truyền qua mỗi lăng kính nicon, ánh sáng bị phản xạ và
hấp thụ mất k = 5%.
Hướng dẫn giải bài 3.3
a. Gọi I là cường độ ánh sáng tự nhiên chiếu tới kính N 0 1
→ Cường độ ánh sáng sau khi qua kính N : 1
𝑰𝟏 = 𝟏 − 𝒌 . 𝟎, 𝟓. 𝑰𝟎 I 1 1 0 = = = 1 , 2 I 1 .( 5 , 0 − k) 95 , 0 . 5 , 0 1
b. Áp dụng định luật Malus, ta có cường độ ánh sáng sau khi qua kính N : 2 I 2 I = 1
( − k)I cos  2 0 2 = 1 ( − k) cos Vũ Tiến Lâm  2 1 2 I 2 2 0 = = 2 2 2 0 I 1 ( − k) cos  %. 95 %. 95 cos 60 2 I0 = 86 , 8 I2 Bài 3.18 Đề bài
Một bản thạch anh dày d = 2mm, được cắt vuông góc với quang
trục, sau đó được đặt vào giữa hai nicon song song. Người ta thấy mặt
phẳng phân cực của ánh sáng bị quay đi một góc= 530 . Hỏi chiều dày
của bản phải bằng bao nhiêu để ánh sáng đơn sắc dùng trong thí nghiệm Vũ Tiến Lâm
trên không qua được nicon phân tích.
Hướng dẫn giải bài 3.18 N1
* Khi bề dày d = 2mm thì mặt phẳng
phân cực bị quay góc N2
= []d
* Vì hai nicôn song song nhau nên để ánh sáng
không qua được nicôn phân tích thì tấm thạch anh d
phải làm mặt phẳng phân cực của sóng sáng sau
N một góc 900, khi đó bề dày của thạch anh là d’ 1 Ta có: Vũ Tiến Lâm
’ = []d’ ' d ' ' 90 ' ' = → d = d = =  d 2 . , 3 4mm d  53 Bài 3.20 Đề bài
Dung dịch đường glucozơ nồng độ C = 0,28g/cm3 đựng trong một 1
bình trụ thủy tinh sẽ làm quay mặt phẳng phân cực của ánh sáng xanh đi
qua bình một góc = 320 . Hãy xác định nồng độ C của một dung dịch 1 2
cũng đựng trong bình trụ giống như trên, biết rằng nó làm quay mặt Vũ Tiến Lâm
phẳng phân cực của ánh sáng xanh một góc = 240. 2
Hướng dẫn giải bài 3.20
* Dung dịch có nồng độ C làm quay mặt phẳng phân cực góc: 1
= []C d 1 1 1
* Dung dịch có nồng độ C làm quay mặt phẳng phân cực góc: 2
= []C d 2 2 2   * Mà d C = d nên 2 2 2 = → = 2 1 C C 2 1  C  1 1 1 Vũ Tiến Lâm 24 3 C = , 0 . 28 = , 0 21g / cm 2 32 Bài 3.22 Đề bài
Giữa hai nicôn bắt chéo nhau trong một đường kẻ, người ta đặt một ống
thủy tinh dài 20cm đựng dung dịch đường có nồng độ C = 0,2g/cm3.
a. Hỏi cường độ sáng giảm đi bao nhiêu lần sau khi đi qua nicôn thứ nhất
b. Tính góc quay của mặt phẳng phân cực gây bởi dung dịch đường. Cho biết Vũ Tiến Lâm
góc quay riêng đối với ánh sáng vàng natri bằng
[] = 67,8 (độ.cm3)/(g.dm) và ánh sáng đi qua nicôn sẽ bị nicôn hấp thụ 5%
Hướng dẫn giải bài 3.22
a. Gọi I là cường độ ánh sáng tự nhiên chiếu tới kính N 0 1
→ Cường độ ánh sáng sau khi qua kính N : 1
𝑰𝟏 = 𝟏 − 𝒌 . 𝟎, 𝟓. 𝑰𝟎 I 1 1 0 = = = 1 , 2 I 1 .( 5 , 0 − k) 95 , 0 . 5 , 0 1
Vậy cường độ ánh sáng sau khi qua kính N giảm 2,1 lần 1
b. Mặt phẳng phân cực quay góc:
= []Cd Vũ Tiến Lâm 0 →  = , 0 . 8 , 67 2 . 2 = 12 , 27