1) Во сколько раз световой поток уменьшится при прохождении слоя вещества толщиной 2,77 м, если перед ним установлена
1) Во сколько раз световой поток уменьшится при прохождении слоя вещества толщиной 2,77 м, если перед ним установлена преграда, уменьшающая световой поток и коэффициент линейного поглощения вещества равен 0,25 м-1?
2) На сколько процентов уменьшится световой поток, который распространяется в веществе, если толщина слоя в первом случае равна 1 мм, а во втором случае - 1 м, и коэффициент поглощения вещества равен k = 1,2 м-1? При этом считаем, что распространяющаяся волна является плоской и монохроматичной.
27.11.2023 14:25
Объяснение:
Уменьшение светового потока при прохождении слоя вещества можно определить, используя закон Бугера-Ламберта. Этот закон говорит о том, что световой поток поглощается экспоненциально пропорционально толщине слоя и коэффициенту поглощения вещества.
1) Для определения уменьшения светового потока при прохождении слоя толщиной 2,77 м используем формулу:
Уменьшение светового потока = 1 - e^(-к * толщина)
где
к - коэффициент линейного поглощения вещества
толщина - толщина слоя вещества
Подставляя значения в формулу:
Уменьшение светового потока = 1 - e^(-0,25 * 2,77)
2) Для определения процента уменьшения светового потока при разных толщинах слоя (1 мм и 1 м) используем формулу:
Уменьшение светового потока = (1 - e^(-к * толщина)) * 100%
Подставляя значения в формулу для первого случая (толщина 1 мм):
Уменьшение светового потока = (1 - e^(-1,2 * 0,001)) * 100%
Подставляя значения в формулу для второго случая (толщина 1 м):
Уменьшение светового потока = (1 - e^(-1,2 * 1)) * 100%
Пример:
1) Учитывая параметры задачи:
Уменьшение светового потока = 1 - e^(-0,25 * 2,77) ≈ 0.588
Световой поток уменьшится примерно в 0.588 раза.
2) Учитывая параметры задачи:
Уменьшение светового потока для толщины 1 мм = (1 - e^(-1,2 * 0,001)) * 100% ≈ 0.119%
Уменьшение светового потока для толщины 1 м = (1 - e^(-1,2 * 1)) * 100% ≈ 72.218%
Световой поток уменьшится на приблизительно 0.119% при толщине слоя 1 мм, и на примерно 72.218% при толщине слоя 1 м.
Совет: Чтобы лучше понять поглощение света в веществе, полезно изучить основы оптики и физики света. Изучение закона Бугера-Ламберта поможет лучше понять, как свет взаимодействует с различными материалами и как его поток изменяется при прохождении через них.
Дополнительное упражнение:
Найдите уменьшение светового потока при толщине слоя вещества равной 5 мм и коэффициенте поглощения вещества k = 0.4 м-1.
Пояснение: Световой поток - это количественная характеристика энергии, переносимой светом за единицу времени. Коэффициент линейного поглощения вещества описывает, какая доля интенсивности света поглощается при прохождении через единичную длину вещества.
1) Для первой задачи: Нам дано, что толщина слоя вещества равна 2,77 м, коэффициент линейного поглощения вещества - 0,25 м-1. Мы должны найти, во сколько раз световой поток уменьшится. Для этого мы используем формулу:
Уменьшение светового потока = exp(-k * d)
Где k - коэффициент линейного поглощения вещества, d - толщина слоя вещества.
Подставляя значения в формулу, получаем:
Уменьшение светового потока = exp(-0,25 * 2,77)
Уменьшение светового потока ≈ 0.432
Таким образом, световой поток уменьшится примерно в 0.432 раза.
2) Для второй задачи: Нам дано, что толщина слоя в первом случае равна 1 мм (0.001 м), а во втором случае - 1 м (1 м), коэффициент поглощения вещества - k = 1,2 м-1. Мы должны найти, на сколько процентов уменьшится световой поток.
Уменьшение светового потока = (1 - exp(-k * d)) * 100%
Подставляя значения в формулу:
Уменьшение светового потока = (1 - exp(-1.2 * 0.001)) * 100%
Уменьшение светового потока ≈ 0.119%
Таким образом, световой поток уменьшится примерно на 0.119%.
Совет: Чтобы лучше понять поглощение света веществом, рекомендуется изучить основные законы оптики, такие как закон преломления, закон отражения и закон Бугера-Ламберта-Бера. Это поможет понять, как свет распространяется через слои различной толщины, а также как взаимодействие света с веществами определяет его поглощение.
Задание для закрепления: Световой поток равен 10 Вт. Вещество имеет коэффициент поглощения k = 0,5 м-1 и толщину слоя d = 3 м. Найдите уменьшение светового потока при прохождении через данный слой вещества.