Физика (Магнетизм и оптика). Дарибазарон Э.Ч - 16 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВСГУТУ | Улан-Удэ

Составители: 

Рубрика: 

1. Работа внешних сил по перемещению контура с
током в магнитном поле равна произведению силы тока в
контуре на изменение магнитного потока, пронизывающего
контур:
А = -I
∆
Ф = I(Ф
1
- Ф
2
)
где Ф
1
- магнитный поток, пронизывающий контур до пере-
мещения;
Ф
2
- то же, после перемещения.
Если ϕ = 90°, то
Ф
1
= BS, Ф
2
= 0. Следовательно,
А = IBS = IBa
2
что совпадает с (3).
2. Воспользуемся выражением для механической по-
тенциальной энергии контура с током в магнитном поле
П (
ϕ
) = -p
m
Bcos
ϕ
Тогда работа внешних сил
А =
∆Π
=
Π
2
-
Π
1
или А = p
m
B(cosϕ
1
- cosϕ
2
)
Так как
p
m
= Ia
2
, cos ϕ
1
= I и cos ϕ
2
= 0, то
А = Iba
2
что также совпадает с (3).
Примеры решения задач. Оптика.
Пример 1. Для устранения отражения света от
поверхности линзы на нее наносится тонкая пленка
вещества с показателем преломления 1,25, меньшим, чем у
стекла (просветление оптики). При какой наименьшей
толщине пленки отражение света с длиной волны 0,72 мкм
не будет наблюдаться, если угол падения лучей 60
0
?
Решение. Оптическая разность хода лучей, отражен-
ных от нижней и верхней поверхностей пленки (рис.1),
II
I
S
1
S
2
S
i
n
1
n > n
1
n
2
> n
1
∆
=−2
22
dn isin , (1)
где
d - толщина пленки; n - показатель преломления пленки;
i - угол падения лучей. В выражении учтено, что отражение
лучей на обоих поверхностях происходит от оптически бо-
лее плотной cреды и поэтому потери полуволны в обоих
случаях компенсируют друг друга. Условие интерференци-
онного максимума
()
∆
=± −21
2
m
λ
(m=1,2,...) (2)
где λ - длина волны света. Подставляя (1) в (2) и учитывая,
что выражение (1) положительно, получаем
121
2
22
dn i m−=−sin ( )
λ
(3)
Из (3) найдем возможные значения толщины пленки:
(
)
d
m
ni
=
−
−
21
4
22
λ
sin
. (4)
Наименьшая толщина пленки наблюдается при m=1:
d
ni
min
sin
=
−
λ
4
22
:
d
min
=0,72⋅10
-6
м/4
()
125 60
2
20
,sin− =0,2⋅10
-6
м = 0,2 мкм. 
       1. Работа внешних сил по перемещению контура с                                                     S1       S2
током в магнитном поле равна произведению силы тока в                     S
контуре на изменение магнитного потока, пронизывающего                                  i
контур:                                                                  n1
                                                                                                                            I
                        А = -I∆Ф = I(Ф1 - Ф2)
где Ф1 - магнитный поток, пронизывающий контур до пере-                  n > n1
мещения; Ф2 - то же, после перемещения.
       Если ϕ = 90°, то Ф1 = BS, Ф2 = 0. Следовательно,                                                                 II
                             А = IBS = IBa2                              n2 > n1
что совпадает с (3).
       2. Воспользуемся выражением для механической по-
тенциальной энергии контура с током в магнитном поле                          ∆ = 2 d n 2 − sin 2 i ,             (1)
                           П (ϕ) = -pmBcosϕ                где d - толщина пленки; n - показатель преломления пленки;
Тогда работа внешних сил                                   i - угол падения лучей. В выражении учтено, что отражение
        А = ∆Π = Π2 - Π1 или А = pmB(cosϕ1 - cosϕ2)        лучей на обоих поверхностях происходит от оптически бо-
Так как pm = Ia2, cos ϕ1 = I и cos ϕ2 = 0, то              лее плотной cреды и поэтому потери полуволны в обоих
                            А = Iba2                       случаях компенсируют друг друга. Условие интерференци-
что также совпадает с (3).                                 онного максимума
                                                                                                  λ
           Примеры решения задач. Оптика.                                       ∆ = ±( 2 m − 1)
                                                                                             (m=1,2,...)           (2)
                                                                                         2
                                                           где λ - длина волны света. Подставляя (1) в (2) и учитывая,
       Пример 1. Для устранения отражения света от
                                                           что выражение (1) положительно, получаем
поверхности линзы на нее наносится тонкая пленка
                                                                                                                        λ
вещества с показателем преломления 1,25, меньшим, чем у                         1d n 2 − sin 2 i = ( 2 m − 1) (3)
стекла (просветление оптики). При какой наименьшей                                               2
толщине пленки отражение света с длиной волны 0,72 мкм     Из (3) найдем возможные значения толщины пленки:
не будет наблюдаться, если угол падения лучей 600?
                                                                               d=
                                                                                    ( 2m − 1)λ .              (4)
       Решение. Оптическая разность хода лучей, отражен-                               2      2
ных от нижней и верхней поверхностей пленки (рис.1),                              4 n − sin i
                                                                  Наименьшая толщина пленки наблюдается при m=1:
                                                                                                      λ
                                                                                  d min =                          :
                                                                                                  2            2
                                                                                            4 n − sin i
                                                           dmin=0,72⋅10-6 м/4    (1,25)2 − sin2 600 =0,2⋅10-6 м = 0,2 мкм.

Страницы