Объяснение:
Существует два основных преобразования солнечной энергии фототермический и
фотоэлектрический.
Фототермический преобразования солнечной энергии. Теплоноситель, обычно вода» нагревается до высокой температуры и используется для отопления помещения.
Солнечная батарея устанавливается на крыше дома так, чтобы солнечный свет наиболее эффективно был направлен на его площадь. Поскольку энергия солнечного излучения распределяется на большую площадь (то есть, имеет низкую плотность), любая установка для прямого использования солнечной энергии должна иметь устройство для ее сбора — коллектор с достаточной поверхностью устройство такого рода — это черная плита, хорошо изолированная снизу. Она прикрыта стеклом или пластмассой, которая пропускает свет, но не пропускает инфракрасное тепловое излучение. Между плитой и стеклом чаще всего размещают черные трубки, через которые текут вода, масло, ртуть, воздух, сернистый ангидрид и др.
Солнечное излучение, проникая через стекло или пластмассу в коллектор, поглощается черными трубками и плитой и нагревает рабочее вещество в трубках. Тепловое излучение не может выйти из коллектора, поэтому температура в нем значительно выше, чем температура окружающей среды. Коллекторы, как правило, устанавливают под определенным оптимальным углом к югу.
Сложным и дорогостоящим коллектором является вогнутое зеркало, которое сосредоточивает солнечное излучение в малом объеме около определенной геометрической точки — фокуса. Поверхность зеркала выполнена из металлизированной пластмассы либо составлена из многих малых плоских зеркал, прикрепленных к большой параболической подставке. Благодаря специальным механизмам коллекторы такого типа постоянно повернуты к Солнцу - это позволяет собирать большее количество солнечного излучения. Температура в рабочем зеркальных коллекторов достигает 3000 "С и выше.
Объяснение:
Практическое занятие № 1
Тема. Решение задач по теме "Интерференция света. Опыт Юнга".
Цели:
- рассмотреть на примере опыта Юнга условия максимумов и минимумов интерференции волн от двух когерентных источников;
- рассмотреть другие интерференционные схемы, сводящиеся к схеме опыта Юнга.
Ход занятия.
В ходе проведения занятия необходимо рассмотреть ряд качественных задач и далее решить несколько расчетных задач по мере возрастания их сложности.
Прежде чем приступить к решению задач, необходимо повторить основные понятия и определения: геометрическая и оптическая разность хода двух волн, когерентные волны, условия максимума и минимума интерференции, ширина полосы.
Обратите внимание, что общий принцип всех интерференционных схем заключается в следующем: волна делится на две волны, которые затем накладываются друг на друга. При этом оптическая разность хода не должна превышать длину когерентности . В рассматриваемых схемах образовавшиеся после разделения волны можно представить как бы исходящими из двух когерентных источников (действительных или мнимых).
Качественные задачи
Что такое когерентные и некогерентные электромагнитные волны? Проведите аналогию с механическими волнами.
Что представляют собой когерентные источники в опыте Юнга?
В максимумах интерференционной картины от двух когерентных источников освещенность в 4 раза превышает освещенность от одного. Нет ли здесь нарушения закона сохранения энергии?
Ухудшится или нет четкость интерференционной картины в опыте Юнга, если точечные отверстия заменить длинными узкими параллельными щелями?
Примеры решения расчетных задач:
Задача 1.В опыте Юнга два когерентных источника S1 и S2 расположены на расстоянии d = 1 мм друг от друга. На расстоянии L = 1 м от источника помещается экран. Найдите расстояние между соседними интерференционными полосами вблизи середины экрана (точка А), если источники посылают свет длины волны λ = 600 нм.
Интерференционная картина на экране состоит из чередующихся темных и светлых полос, параллельных щелям S1 и S2. Интерференционная картина симметрична относительно центральной полосы, проходящей через точку А (рис. 1). Центральная полоса светлая, она соответствует разности хода Δ = 0.
В точках интерференционных максимумов оптическая разность хода
Δ=λ , где =0, 1, 2,... ; (1)
Условие интерференционных минимумов имеет вид:
; (2)
Предположим, что в точке В находится k-й максимум на расстоянии ykот центральной полосы. Ему соответствует разность хода Δ= r2 - r1= k λ .
Из треугольника S1BC видно, что , а из треугольника S2BD видно, что .
Из двух последних уравнений получим:
.
Учтём , что ; . Тогда , откуда:
; (3)
Используя для максимумов условие (1), получим:
;
где k = 1, 2, 3, … соответствуют интерференционным максимумам, расположенным выше точки А, а максимумам, расположенным ниже точки А, соответствуют k = -1, -2, -3, … Точке А соответствует центральный максимум (k = 0).
Используя условие интерференционных минимумов (2), можно найти их расстояния от центральной полосы по формуле (3):
;
Расстояние между соседними интерференционными максимумами (минимумами) называется шириной полосы и соответствует изменению k на единицу, то есть :
;
Ширина темных и светлых полос одинакова.
;
Задача 2. В опыте Юнга интерференционная картина по мере удаления от середины размывается, и при k = 4 полосы исчезают.
