Решение задач по физике: Интерференция и среднее значение

Ниже представлены решения задач с пятого изображения, оформленные для записи в тетрадь. Вопрос 17. Интерференция это... Ответ: взаимодействие световых потоков, приводящее к увеличению средней интенсивности света в одних областях и уменьшению в других. (Это явление перераспределения энергии в пространстве при наложении когерентных волн). Вопрос 18. Среднее значение физической величины в квантовой механике можно определить по формуле... Решение: 1. В квантовой механике среднее значение физической величины \(f\), которой соответствует оператор \(\hat{f}\), в состоянии, описываемом волновой функцией \(\Psi\), вычисляется через интеграл: \[ \langle f \rangle = \int \Psi^* \hat{f} \Psi \, dV \] 2. В списке предложенных формул этот вариант находится под номером 4. Ответ: 4. Вопрос 19. Определите, во сколько раз ослабится интенсивность света, прошедшего через два николя, расположенных так, что угол между их главными плоскостями \(\alpha = 30^\circ\), а в каждом из николей теряется \(8\%\) интенсивности падающего на него света. Решение: 1. Пусть \(I_0\) — интенсивность естественного света. После прохождения первого николя (поляризатора) интенсивность \(I_1\) с учетом потерь \(k = 0,08\) составит: \[ I_1 = \frac{1}{2} I_0 (1 - k) \] 2. После прохождения второго николя (анализатора) по закону Малюса с учетом потерь интенсивность \(I_2\) составит: \[ I_2 = I_1 \cos^2 \alpha \cdot (1 - k) = \frac{1}{2} I_0 (1 - k)^2 \cos^2 \alpha \] 3. Нам нужно найти отношение \(I_0 / I_2\): \[ \frac{I_0}{I_2} = \frac{2}{(1 - k)^2 \cos^2 \alpha} \] 4. Подставим значения: \(k = 0,08\), \(\alpha = 30^\circ\), \(\cos 30^\circ = \frac{\sqrt{3}}{2}\), \(\cos^2 30^\circ = 0,75\): \[ \frac{I_0}{I_2} = \frac{2}{(0,92)^2 \cdot 0,75} = \frac{2}{0,8464 \cdot 0,75} = \frac{2}{0,6348} \approx 3,15 \] В списке ответов наиболее близкое значение — 3,15 раз (или 3,10 раз в зависимости от округления). Ответ: 3,15 раза. Вопрос 20. В методе зон Френеля суммарная амплитуда световой волны определяется... Ответ: суммированием абсолютных значений амплитуд колебаний от всех зон. (Примечание: так как фазы соседних зон противоположны, результирующая амплитуда находится как знакопеременная сумма \(A = A_1 - A_2 + A_3 - A_4 \dots\), что фактически является алгебраическим суммированием вкладов с учетом их фаз). Ответ: суммированием абсолютных значений амплитуд колебаний от всех зон (согласно предложенному списку).