ответы:
x₀ = 7.5 см
S = 3 м
Решение.
Расстояние между двумя крайними положениями Δx=2*x₀, где x₀ - амплитуда колебаний поплавка. Следовательно амплитуда равна:
x₀= Δx/2 = 15/2 = 7.5 (см)
Теперь путь. За 1 полное колебание поплавок проходит путь, равный S₀=4*x₀ (из положения равновесия поплавок поднимается вверх на высоту x₀, потом опускается в положение равновесия (ещё + x₀), опускается вниз на x₀, поднимается вверх (обратно в положение равновесия), проходя длину x₀). Следовательно:
S₀=4*x₀=4*Δx/2=2*Δx=2*15=30 (см)
Поскольку таких колебаний было 10, то полный путь составил:
S=10*S₀=10*30=300 (см) = 3 (м)
В установке по наблюдению колец Ньютона (рисунок) воздушный зазор заполнен жидкостью Возникает интерференция лучей, отраженных от верхней и нижней поверхностей слоя жидкости. Так как n < n1, то первый луч отражается от оптически менее плотной среды, и изменения фазы колебаний не происходит. Так как n < n2, то второй луч отражается от оптически более плотной среды, и при его отражении происходит изменение фазы колебаний на π, что соответствует потере полуволны. Поэтому оптическая разность хода лучей равна
∆ = 2hn + λ/2.
Рассматривая треугольник AOB (см. рисунок), находим, что R2 = (R – h)2 + r2 = R2 – 2Rh + h2 + r2,
r2 = 2Rh – h2 ≈ 2Rh, r = √(2Rh).
Поскольку требуется определить радиус темного кольца, применим условие интерференционных минимумов: ∆ = 2hn – λ/2 = (2k – 1)λ/2, где k = 1, 2, 3, … - номер кольца. Тогда 2hn = (2k – 1)λ/2 + λ/2 = kλ,
h = kλ/(2n), r = √(2Rh) = √[2Rkλ/(2n)] = √(Rkλ/n), что после подстановки численных значений дает
r = √(1 • 1 • 589 • 10-9 /1,5) ≈ 6,3 • 10-4 (м) = 0,63 (мм).
Объяснение:
