Физика · 11 класс
Волновая оптика — физика, 11 класс
Восстанови свойства световой волны по интерференционной и дифракционной картине и проверь выбранную модель.
Потренируйся самостоятельно
Выбери отдельную тему или смешанный набор. После ответа появится объяснение.
Без регистрации · ответы можно записывать в тетради
Единица и точность названы в условии. Вводи число с десятичной запятой. Синус, отношение и порядок максимума безразмерны; расстояния и длины волн приводи к согласованным единицам.
Родителю или репетитору — без имени и ответов.
Для преподавателя: выдать или распечатать набор
Выберите набор выше. По ссылке ученик решит его без кабинета, результаты появятся в ваших «Материалах».
Посмотрите, как организованы домашние задания. Разобрать ошибки на занятии можно на онлайн-доске.
Нужен вход преподавателя. Если вы уже сохраняли этот набор, откроется прежняя ссылка.
Как читать волновую картину
Источник и путь
Когерентные волны имеют устойчивую разность фаз. В этом наборе источники синфазны; дополнительные фазовые скачки при отражении отсутствуют. Разность хода относится к двум путям до одной точки наблюдения.
Порядок и расстояние
Нулевой порядок соответствует центру картины. Соседние максимумы и максимумы по разные стороны центра разделены разными расстояниями. В малоугловой модели экран далёк, отклонение точки мало по сравнению с расстоянием до экрана.
Решётка и среда
Период решётки — расстояние между соседними штрихами. Число штрихов на единицу длины не является периодом. В формулу главных максимумов входит длина волны в окружающей решётку среде; частота при переходе между неподвижными средами сохраняется.
Разберём на примерах
Проверка единиц
Нанометры, микрометры и миллиметры обозначают разные масштабы. Сначала запиши данные в одной системе единиц, затем определяй порядок.
Проверка модели
Для одного опыта укажи, что измерено: направление максимума, положение на экране или разность хода. Эти данные связаны, но не взаимозаменяемы без геометрии опыта.
Базовый 11 класс: интерференция двух синфазных когерентных источников, условия максимумов и минимумов, дифракционная решётка при нормальном падении, дисперсия. В задачах опыта Юнга явно используется малоугловая модель. Количественные задачи тонких плёнок и колец Ньютона не включены. Привязка к конкретным заданиям ЕГЭ, ОГЭ или ВПР не заявлена.
Какой опыт перед тобой
| Данные | Что установить |
|---|---|
| Два пути к точке | Разность хода и начальная фаза |
| Полосы на экране | Порядки, геометрия, малоугловое приближение |
| Число штрихов | Период решётки в единицах длины |
| Два компонента | Длина волны и показатель для каждого |
Задания с ответами и объяснениями
Сначала реши задание, затем открой ответ. Для печати выбери группу или смешанный набор: задания выбранного набора на листе ученика и отдельный ключ с объяснениями.
Разность хода
Применяй условия интерференции двух синфазных источников.
Два синфазных когерентных источника испускают в вакууме свет с длиной волны 500 нм. Пути до точки наблюдения равны 3,40000 мм и 3,40125 мм. Амплитуды в этой точке равны, фазовых скачков по пути нет. Что наблюдается в точке?
Ответ и объяснение
Ответ: Минимум интенсивности
Разность хода 1,25 мкм равна 2,5λ. Это полуцелое число длин волн: фазы противоположны, при равных амплитудах возникает минимум.
От двух синфазных когерентных источников получена интерференционная картина в вакууме. В точке второй тёмной полосы от центрального максимума модуль разности хода 1,35 мкм. Фазовых скачков нет. Найди длину волны в нанометрах. Запиши краткий ответ числом, без единицы измерения.
Ответ и объяснение
Ответ: 900
Первая тёмная полоса имеет Δ = , вторая Δ = . Поэтому λ = мкм = 0,9 мкм = 900 нм.
В вакууме длина волны двух синфазных когерентных источников 700 нм. В точке максимума модуль разности хода 4,9 мкм. Фазовых скачков нет. Найди порядок этого максимума, считая центральный нулевым. Запиши краткий ответ числом, без единицы измерения.
Ответ и объяснение
Ответ: 7
Для максимума Δ = kλ. Δ = 4900 нм; k = = 7. Порядок показывает число полных длин волн в разности хода.
Два синфазных когерентных источника в вакууме дают максимум четвёртого порядка в точке, до которой длины путей равны 12,0000 мм и 12,0018 мм. Фазовых скачков нет. Найди длину волны в нанометрах. Запиши краткий ответ числом, без единицы измерения.
Ответ и объяснение
Ответ: 450
Разность хода 0,0018 мм = 1800 нм. Для k = 4 получаем λ = = 450 нм.
Полосы на экране
В этих опытах применима малоугловая модель двух синфазных щелей; экран перпендикулярен их общей оси.
В малоугловом опыте Юнга в вакууме расстояние между щелями 0,4 мм, до экрана 0,8 м. Между соседними светлыми полосами 1,2 мм. Найди длину волны света в нанометрах. Запиши краткий ответ числом, без единицы измерения.
Ответ и объяснение
Ответ: 600
Ширина полосы Δx = . λ = = 6 · 10⁻⁷ м = 600 нм.
В малоугловом опыте Юнга в вакууме λ = 520 нм, расстояние между щелями 0,6 мм, до экрана 1,2 м. Найди расстояние на экране между максимумами порядков −2 и +3 в миллиметрах. Запиши краткий ответ числом, без единицы измерения.
Ответ и объяснение
Ответ: 5,2
Ширина одной полосы = 1,04 мм. Между указанными порядками пять интервалов, поэтому расстояние 5 · 1,04 = 5,2 мм.
В малоугловом опыте Юнга расстояние между соседними максимумами 0,6 мм при расстоянии между щелями 0,3 мм и до экрана 0,9 м. При том же свете щели раздвинули до 0,5 мм, экран удалили до 1,8 м. Найди новое расстояние между соседними максимумами в миллиметрах. Запиши краткий ответ числом, без единицы измерения.
Ответ и объяснение
Ответ: 0,72
Ширина полосы пропорциональна L и обратно пропорциональна d. Δx₂ = 0,6 · · = 0,72 мм. Учитываются одновременно два изменения.
В малоугловом опыте Юнга в вакууме при длине волны 640 нм расстояние между соседними светлыми полосами 1,6 мм. В той же установке с другим монохроматическим светом оно равно 1,2 мм. Найди новую длину волны в нанометрах. Запиши краткий ответ числом, без единицы измерения.
Ответ и объяснение
Ответ: 480
Геометрия не изменилась, поэтому ширина полосы пропорциональна λ. λ₂ = 640 · = 480 нм.
Дифракционная решётка
Излучение падает на решётку нормально; углы максимумов отсчитываются от нормали.
Решётка в вакууме имеет 300 штрихов на миллиметр. На неё нормально падает монохроматическое излучение с λ = 600 нм. Найди синус угла главного максимума второго порядка. Запиши краткий ответ числом, без единицы измерения.
Ответ и объяснение
Ответ: 0,36
d = мм. sinθ = = 2 · 0,0006 · 300 = 0,36. Число штрихов сначала связывается с периодом.
На решётку с периодом 2 мкм нормально падает монохроматическое излучение в вакууме. Для главного максимума третьего порядка измерен sinθ = 0,75. Найди длину волны в нанометрах. Запиши краткий ответ числом, без единицы измерения.
Ответ и объяснение
Ответ: 500
d sinθ = mλ, λ = мкм = 0,5 мкм = 500 нм.
На решётку с периодом 1,8 мкм в вакууме нормально падает излучение с λ = 550 нм. Найди наибольший возможный положительный порядок главного максимума. Запиши краткий ответ числом, без единицы измерения.
Ответ и объяснение
Ответ: 3
Условие sinθ ≤ 1 даёт m ≤ ≈ 3,27. Порядок целый, поэтому наибольший m = 3; четвёртый максимум невозможен.
При нормальном падении света с λ = 640 нм в вакууме главный максимум второго порядка имеет sinθ = 0,64. Найди число штрихов решётки на миллиметр. Запиши краткий ответ числом, без единицы измерения.
Ответ и объяснение
Ответ: 500
d = = нм = 2000 нм = 0,002 мм. Число штрихов на миллиметр = 500.
Измерение и сравнение
Различай геометрию наблюдения, порядок и свойства компонентов света.
Решётка с периодом 1,2 мкм освещена нормально в вакууме. На плоском экране в 60 см от решётки максимум первого порядка находится в 45 см от центра. Экран перпендикулярен нормали. Без малоуглового приближения найди длину волны в нанометрах. Запиши краткий ответ числом, без единицы измерения.
Ответ и объяснение
Ответ: 720
Расстояние от решётки до этой точки = 75 см, sinθ = = 0,6. λ = d sinθ = 0,72 мкм = 720 нм. Отношение задаёт тангенс, а не синус.
В дифракционной решётке в вакууме при нормальном падении максимум второго порядка компоненты 630 нм совпал по направлению с главным максимумом компоненты 420 нм. Найди положительный порядок максимума второй компоненты. Запиши краткий ответ числом, без единицы измерения.
Ответ и объяснение
Ответ: 3
При общем угле m₁λ₁ = m₂λ₂. m₂ = = 3. Совпадают направления разных порядков, а не длины волн.
В прозрачном материале показатель для компоненты с вакуумной длиной волны 640 нм равен 1,6, а для компоненты 480 нм — 1,8. Найди отношение длин волн в материале λ₁ : λ₂. Запиши краткий ответ числом, без единицы измерения.
Ответ и объяснение
Ответ: 1,5
Длины в материале равны = 400 нм и = нм. Отношение равно 1,5. Вакуумное отношение не учитывает дисперсию.
Два монохроматических пучка из воздуха падают на плоскую грань под углом 30° к нормали. Для первой компоненты показатель материала 1,5, для второй 1,6; показатель воздуха 1. Найди разность синусов углов преломления sinβ₁ − sinβ₂, округлив до тысячных. Запиши краткий ответ числом, без единицы измерения.
Ответ и объяснение
Ответ: 0,021
sinβ₁ = = ; sinβ₂ = = 0,3125. Разность ≈ 0,020833 ≈ 0,021. Различное преломление обусловлено разными показателями для компонентов.
Две письменные работы
Запиши условия наблюдения и формулы, поясни модель. Работы проверяются с преподавателем по смысловым критериям.
Два синфазных когерентных источника испускают в вакууме свет с λ = 480 нм. Амплитуды в точке наблюдения равны, фазовых скачков нет. Вначале модуль разности хода 1,44 мкм, затем более длинный путь удлинили на 240 нм. Опиши исходную и конечную интенсивность. Найди минимальное дальнейшее удлинение того же пути до следующего максимума. Объясни, почему две независимые лампы не заменяют эти источники и почему минимум в одной точке не означает исчезновения энергии из всей картины.
Разбор и ориентиры для проверки
Исходная разность равна 3λ: максимум. После увеличения более длинного пути Δ = 1680 нм = 3,5λ: минимум. До максимума 4λ нужно ещё 240 нм. Независимые лампы не поддерживают устойчивую разность фаз и не дают устойчивой картины такого типа. При интерференции энергия перераспределяется между точками пространства; в максимумах интенсивность возрастает.
Проверь: Установлены порядок и тип исходной/конечной точки, рассчитано удлинение до ближайшего максимума. Объяснены когерентность и перераспределение энергии.
В вакууме на решётку с 200 штрихами на миллиметр нормально падает монохроматическое излучение. Для главного максимума третьего порядка измерен sinθ = 0,24. Найди длину волны и наибольший положительный порядок в вакууме. Затем решётку и среду наблюдения помещают в прозрачную жидкость с показателем 1,25 для этого излучения; частота источника прежняя. Предскажи синус угла максимума третьего порядка и объясни, почему изменился угол. Отдельно поясни, откуда берётся спектр при освещении решётки белым светом и чем это отличается от спектра призмы.
Разбор и ориентиры для проверки
d = 5 мкм, λ = мкм = 400 нм. Наибольший порядок в вакууме 12: =12,5. В жидкости λ′ = 320 нм, sinθ′ = =0,192. Частота неизменна, скорость и длина волны уменьшились, поэтому уменьшается угол этого порядка. В решётке направления задаются условием максимумов для разных λ; в призме — зависимостью показателя вещества от частоты.
Проверь: По периоду решётки и порядку восстановлена λ; найден наибольший целый порядок. При смене среды пересчитана λ и угол с сохранением частоты. Различены дифракционный и призматический способы разделения компонентов.
Для самостоятельной работы и урока
Начни с уже изученной группы, пройди выбранный набор и разбери ошибки. Репетитор может изменить набор, сохранить его и выдать приватное ДЗ. Автопроверка оценивает ответ; способ рассуждения полезно обсудить на уроке.
Как записывать ответы?
Единица и точность названы в условии. Вводи число с десятичной запятой. Синус, отношение и порядок максимума безразмерны; расстояния и длины волн приводи к согласованным единицам.
Как понимать результат?
Это число верных первых ответов, без перевода в школьную отметку. Повтор ошибок отображается отдельно и не меняет первый результат. Ответы на короткий набор не подтверждают освоение всей темы.
Программа и границы материала
Основа — федеральная рабочая программа. ФРП физики СОО, базовый уровень, 2025: содержание 11 класса, с.16; тематическое планирование 2.3, с.49–51. Прочитана опубликованная копия официального документа. Документ проверен 11 октября 2026 года. Выбирайте уже пройденные темы по своему учебнику.
Задания и объяснения созданы для Урокдеска. Все задания независимо перерешаны и сверены с федеральной программой 11 октября 2026 года. Проверка учителем-предметником пока не проводилась. Это не официальный вариант ВПР, МЦКО, ОГЭ или ЕГЭ и не полный курс подготовки.
Другие темы для тренировки
Плотность вещества, 7 класс · Валентность, 8 класс · Системы счисления, 8 класс · Химические уравнения, 8 класс · Строение клетки, 5 класс · Часовые зоны, 8 класс · Древний Египет, 5 класс · Чтение чертежа, 5 класс · Haben и sein, 5 класс · Народные промыслы, 5 класс · Скорость, 7 класс · Количество теплоты, 8 класс · Массовая доля, 8 класс · Простые и сложные вещества, 8 класс · Строение цветка, 6 класс · Давление твёрдых тел, 7 класс · Закон Ома, 8 класс · Количество вещества и молярная масса, 8 класс · Методы биологии и микроскоп, 5 класс · Фотосинтез, 6 класс · Грибы, 7 класс · Файлы и каталоги, 7 класс · План местности и азимут, 5 класс · Черви, 8 класс · Расчёты по уравнениям реакций, 8 класс · Счёт лет и исторические источники, 5 класс · Высоты и горизонтали, 5 класс · Среды обитания и приспособления, 5 класс · Географические координаты, 5 класс · Океан, озёра и круговорот, 6 класс · Масштаб, 5 класс · Кодирование изображения и звука, 7 класс · Климатограммы, 7 класс · Литосфера, породы и рельеф, 5 класс · Древняя Греция: полисы и граждане, 5 класс · Реки, 6 класс · Классы неорганических соединений, 8 класс · Ткани растений, 6 класс · Строение корня, 6 класс · Температура, давление и ветер, 6 класс · Древний Рим: республика и империя, 5 класс · Смутное время, 7 класс · Свойства неорганических соединений, 8 класс · Цепочки превращений, 8 класс · Побег и почки, 6 класс · Строение стебля, 6 класс · Строение листа, 6 класс · Погода и климат, 6 класс · Средневековый город и сословия, 6 класс · Материки и океаны: сравнение, 7 класс · Крещение Руси, Ярослав и раздробленность, 6 класс · Реформы Петра I, 8 класс · Первые русские князья, 6 класс · Кислород и воздух, 8 класс · Водород и вода, 8 класс · Семена и прорастание, 6 класс · Плоды и распространение семян, 6 класс · Опыление и оплодотворение, 6 класс · Рельеф, тектоника и ресурсы России, 8 класс · От нашествия к объединению вокруг Москвы, 6 класс · Растворимость, 8 класс · Испарение и транспорт веществ, 6 класс · Строение атома и периодическая система, 8 класс · Водоросли, 7 класс · Мхи: кукушкин лён и сфагнум, 7 класс · Папоротники, хвощи и плауны, 7 класс · Климат, воды, почвы и природные зоны России, 8 класс · Великие открытия, Возрождение и Реформация, 7 класс · Голосеменные растения, 7 класс · Покрытосеменные: классы и семейства, 7 класс · Химическая связь, 8 класс · Логические операции и таблицы истинности, 8 класс · Поиск информации и проверка источников, 7 класс · Население России: плотность, движение и расселение, 8 класс · Иван Грозный и Россия XVI–XVII веков, 7 класс · Бактерии, 7 класс · Лишайники, 7 класс · Степень окисления и ОВР, 8 класс · Просвещение, революции и промышленный переворот, 8 класс · Одноклеточные и простейшие, 8 класс · Кишечнополостные и гидра, 8 класс · Членистоногие, 8 класс · Моллюски, 8 класс · Рыбы, 8 класс · Земноводные, 8 класс · Пресмыкающиеся, 8 класс · Птицы, 8 класс · Млекопитающие, 8 класс · Дворцовые перевороты, Екатерина II и Павел I, 8 класс · Текстовые документы, 7 класс · Растровая и векторная графика, 7 класс · Компьютерные презентации, 7 класс · Линейные программы на Python, 8 класс · Ветвления, циклы и строки Python, 8 класс · Кодирование информации, 7 класс · Алгоритмы, 8 класс · Движения Земли и освещение, 5 класс · Междуречье и Вавилон, 5 класс · Влажность, облака и осадки, 6 класс · Первобытные люди, 5 класс · Биосфера и наблюдения, 6 класс · Древняя Индия, 5 класс · Воздушные массы и пояса, 7 класс · Древний Китай, 5 класс · Устройство компьютера и память, 7 класс · Программное обеспечение, 7 класс · Географическое положение России, 8 класс · Византия и Юстиниан, 6 класс · Строение вещества, 7 класс · Внутренняя энергия и теплопередача, 8 класс · Плавление и отвердевание, 8 класс · Испарение, кипение и конденсация, 8 класс · Влажность воздуха, 8 класс · Энергия топлива и КПД двигателя, 8 класс · Сила тяжести и вес тела, 7 класс · Сила упругости и закон Гука, 7 класс · Сила трения и инерция, 7 класс · Электрический заряд и электризация, 8 класс · Электрическое поле и закон Кулона, 8 класс · Давление жидкости и закон Паскаля, 7 класс · Давление газа и атмосферы, 7 класс · Закон Архимеда и плавание тел, 7 класс · Соединение проводников, 8 класс · Работа и мощность тока, 8 класс · Механическая работа и мощность, 7 класс · Простые механизмы: рычаг и блоки, 7 класс · Кинетическая и потенциальная энергия, 7 класс · Магнитное поле и электромагниты, 8 класс · Электромагнитная индукция, 8 класс · Измерения, цена деления и погрешность, 7 класс · Ткани, органы и системы органов человека · Сердце, сосуды и круги кровообращения · Нервная система и рефлексы · Электролитическая диссоциация · Полные и сокращённые ионные уравнения · Качественные реакции на ионы · Равномерное и равноускоренное движение, графики · Законы Ньютона · Импульс и закон сохранения импульса · Электронные таблицы: формулы и ссылки · Скелет и мышцы · Кровь и иммунитет · Дыхание человека · Пищеварение человека · Свободное падение · Скорость химической реакции · Отечественная война 1812 года · Реформы Александра II · Обмен веществ и витамины · Анализаторы: зрение и слух · Эндокринная система · Галогены · Сера и её соединения · Азот и фосфор · Движение по окружности · Закон всемирного тяготения · Механические колебания и волны, звук · Строение атома и ядра, радиоактивность · Выделение и кожа · Металлы: общие свойства и ряд активности · Углерод и кремний · Щелочные и щелочноземельные металлы · Железо и алюминий · Высшая нервная деятельность · Механическая энергия и закон её сохранения · Электромагнитное поле и электромагнитные волны · Россия при Николае I · Крымская война · Россия при Александре III · Списки и циклы в Python · Промышленность России · Транспорт России · Культура России XIX века · Генетическая связь неорганических веществ · Моделирование и формализация · Организм человека и системы органов · Пищевые связи в природе · Семейный бюджет и финансовый план · Социальные сферы, группы и отношения · Права и обязанности несовершеннолетних · Конституция и органы власти · Культура и образование · Свет, тень и полутень · Отражение света и плоское зеркало · Преломление света · Линзы и построение изображения · Фокусное расстояние и оптическая сила · Южная Америка: климат, рельеф и воды · ДНК, РНК и биосинтез белка · Законы Менделя и генетические задачи · Алканы и алкены · Поиск и отбор записей в базе данных · Арабский мир и возникновение ислама · Первая мировая война · СССР в 1920–1930-е годы · Холодная война и послевоенный мир · Дисперсия света и цвет · Базы данных: таблицы, поля и записи · Центральная Россия: население и хозяйство · Африка: природа и население · Великая Отечественная война · Россия в конце XX — начале XXI века · Австралия и Океания: природа и население · Северная Америка: природа и страны · Евразия: природные связи и страны · Первоначальные понятия об органических веществах · Расчёты с примесями и выходом продукта · Алкины и ароматические углеводороды · Эволюция и усложнение животного мира, 8 класс · Классификация организмов, 5 класс · Признаки живого и уровни организации, 5 класс · Размножение и индивидуальное развитие человека, 9 класс · Океаны: течения, свойства воды и жизнь · Сфера услуг России: центры, рекреация и доступность · Поволжье и Юг Европейской части России · Религия: традиции и свобода совести · Информационное пространство: правда и фейк · Спирты и фенолы · Альдегиды и карбоновые кислоты · Сложные эфиры и жиры · Северо-Запад и Европейский Север России · Урал: район, ресурсы и население · Сибирь и Дальний Восток: территория и ресурсы · Наша страна и её символы · Стороны горизонта и компас · История России и лента времени · Животные: группы, размножение и развитие · Семейный бюджет: доходы и расходы · Углеводы, амины и аминокислоты · Изомерия и номенклатура органических веществ · МКТ и газовые законы · Уравнение состояния идеального газа · Первый закон термодинамики · Электрическое поле: потенциал и напряжённость · Сила Ампера и сила Лоренца · Переменный ток и трансформатор · Фотоэффект и энергия фотона · Магнитная индукция и правило буравчика · Механические колебания и маятники · Колебательный контур и формула Томсона · Системы счисления: дроби и арифметика, 10 класс · Кодирование и объём данных, 10 класс · Рекурсия и трассировка Python, 11 класс · Строение атома и периодический закон · Классификация и скорость химических реакций · Химическое равновесие и принцип Ле Шателье · Алгебра логики: импликация и таблицы, 10 класс · Алгоритмы обработки массивов, 11 класс · Перебор вариантов в Python, 11 класс · Геометрическая оптика: преломление и линзы · Радиоактивность и ядерные реакции · Информационная безопасность, 11 класс · проценты, 6 класс · конструктор тестов · все тренажёры для школьников · все бесплатные инструменты.