Tán-sắc-và-giao-thoa-ánh-sáng

CHƯƠNG 5: SÓNG ÁNH SÁNG Chủ đề: HIỆN TƯỢNG TÁN SẮC ÁNH SÁNG Thí nghiệm tán sắc ánh sáng - Thí nghiệm tán sắc ánh sáng Newton thực vào năm 1672 - Thí nghiệm: dùng chùm ánh sáng trắng hẹp, song song chiếu tới lăng kính - Kết quả: chùm sáng bị tách thành nhiều chùm sáng có màu sắc khác màu cầu vồng, tia đỏ lệch nhất, tia tím lệch nhiều Dải màu màu cầu vồng(đỏ đến tím, gồm bảy màu chính: đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm, tím) gọi quang phổ ánh sáng trắng Định nghĩa tượng tán sắc: Hiện tượng chùm sáng hỗn tạp(vd: ánh sáng trắng, ) qua lăng kính bị tách thành chùm sáng có màu sắc khác gọi tượng tán sắc ánh sáng Nguyên nhân - Chiết suất lăng kính có giá trị khác ánh sáng đơn sắc khác - Chiết chất làm lăng kính khác ánh sáng đơn sắc khác nhau: chiết suất ánh sáng đỏ nhỏ nhất, ánh sáng tìm lớn nhất: ntím > nchàm > nlam > nlục > nvàng > ncam > nđỏ Ứng dụng - Để giải thích tượng tự nhiên như: cầu vồng, quầng,… - Ứng dụng máy quang phổ Ánh sáng đơn sắc ánh sáng trắng a) Ánh sáng đơn sắc: * Định nghĩa: Ánh sáng đơn sắc ánh sáng không bị tán sắc qua lăng kính * Tính chất: - Mỗi ánh sáng đơn sắc có màu định gọi màu đơn sắc, VD: đỏ, vàng, tím,… - Mỗi ánh sáng đơn sắc có tần chu kì tần số định - Trong chân khơng ánh sáng đơn sắc có bước sóng xác định - Đại lượng đặc trưng ánh sáng đơn sắc tần số (chu kì) b) Ánh sáng trắng: * Định nghĩa: Ánh sáng trắng tập hợp vô số ánh sáng đơn sắc có màu biến thiên liên tục từ đỏ đến tím * Tính chất: - Ánh sáng trắng bị tán sắc qua lăng kính - Ánh sáng trắng có bước sóng nằm giới hạn: 0,38m    0, 76m c) Các vùng ánh sáng: Bước sóng ánh sáng nhìn thấy chân khơng Màu Bước sóng (m) Đỏ 0,640  0,760 Da cam 0,590  0,650 Vàng 0,570  0,600 Lục 0,500  0,575 Lam 0,450  0,510 Chàm 0,430  0,460 Tím 0,380  0,440 d) Khi truyền ánh sáng từ khơng khí(chân khơng) vào mơi trường có chiết suất n: Khi ánh sáng truyền từ khơng khí vào mơi trường suốt có chiết suất n chu kì tần số dao động khơng đổi, có tốc độ giảm bước sóng giảm ngược lại c ; c = 3.108m/s; f tần số ánh sáng f v - Trong mơi trường suốt có chiết suất n:  n = ; f c Với v = : tốc độ ánh sáng mơi trường có chiết suất n n  n = Suy ra: n - Trong không khí(chân khơng): =  Chú ý : - Hiện tượng tán sắc ánh sáng xảy với môi trường vật chất, trừ chân không; xảy hai môi trường khác Phản xạ toàn phần: Điều kiện có phản xạ tồn phần: + Ánh sáng từ mơi trường có chiết suất lớn sang mơi trường có chiết suất nhỏ hơn: n1>n2 Trang 1/16 + Góc tới phải lớn góc giới hạn phản xạ toàn phần: i  igh ;sin igh = n2 n1 PHƯƠNG PHÁP GIẢI CÁC DẠNG TỐN Bài tốn liên quan đến nguyên nhân tượng tán sắc Bài toán liên quan đến tán sắc Dạng BÀI TOÁN LIÊN QUAN ĐẾN NGUYÊN NHÂN CỦA HIỆN TƯỢNG TÁN SẮC Chiết suất tuyệt đối môi trường suốt: n = c cT  = = (  λ’ bước sóng chân khơng mơi v vT  ' trường đó) Sự tán sắc ánh sáng phân tách chùm ánh sáng phức tạp thành chùm sáng đơn sắc Nguyên nhân tượng tán sắc đo chiết suất môi trường suốt phụ thuộc màu sắc ánh sáng tăng dần từ màu đỏ đến màu tím: nđị < nda cam  vàng >  lục >  lam >  chàm >  tím Cụ thể sau: Màu sắc Bước sóng chân khơng (  m ) Đỏ Cam Vàng Lục Lam Chàm Tím 0,640 – 0,760 0,590 – 0,650 0,570 – 0,600 0,500 – 0,575 0,450 – 0,510 0,430 – 0,460 0,380 – 0,440 Câu Chọn C Trong chân không, số ánh sáng đơn sắc: chàm, vàng, lam, tím, ánh sáng có bước sóng lớn A ánh sáng tím B ánh sáng chàm C ánh sáng vàng D ánh sáng lam Hướng dẫn giải Đáp án C Vì ta có:  đỏ   cam   vàng   lục   lam   chàm   tím Cụ thể sau: Sự xuất cầu vồng sau mưa tượng A khúc xạ ánh sáng B giao thoa ánh sáng C tán sắc ánh sáng D phản xạ ánh sáng Hướng dẫn giải Đáp án C Sự xuất cầu vồng sau mưa tượng tán sắc ánh sáng Câu Chiếu xiên từ khơng khí vào nước chùm sáng song song hẹp gồm hai thành phần đơn sắc chàm Câu vàng với góc tới i Gọi rc , rv góc khúc xạ ứng với tia màu chàm tia màu vàng Hệ thức A i  rv  rc B i  rc  rv C rc  rv  i D rv  rc  i Hướng dẫn giải Với góc tới ánh sáng có chiế suất lớn có góc khúc xạ nhỏ, thứ tự rc  rv  i Chọn C Câu Phát biểu sau đúng? A Tổng hợp ánh sáng đơn sắc ánh sáng trắng B Ánh sáng trắng hỗn hợp vơ số ánh sáng đơn sắc có màu biến đổi liên tục từ đỏ đến tím C Ánh sáng đơn sắc ánh sáng bị tán sắc qua lăng kính D Chỉ có ánh sáng trắng bị tán sắc truyền qua lăng kính Trang 5/16 Hướng dẫn giải Đáp án B Ánh sáng trắng hỗn hợp vơ số ánh sáng đơn sắc có màu biến đổi liên tục từ đỏ đến tím  Dạng 02: Bài tốn liên quan đến chiết suất mơi trường, bước sóng màu sắc ánh sáng Câu Chiếu xiên chùm sáng hẹp gồm hai ánh sáng đơn sắc vàng lam từ khơng khí tới mặt nước A so với phương tia tới, tia khúc xạ lam bị lệch tia khúc xạ vàng B so với phương tia tới, tia khúc xạ vàng bị lệch tia khúc xạ lam C có tia vàng bị khúc xạ, cịn tia lam bị phản xạ toàn phần D chùm sáng bị phản xạ tồn phần Hướng dẫn giải Ta có góc tới i mà nv  nl → rv  rl → so với phương tia tới tia khúc xạ vàng bị lệch tia Câu khúc xạ lam Đáp án B Với tia sáng đơn sắc, chiết suất tuyệt đối nước n , thủy tinh n Chiết suất tỉ đối tia sáng truyền từ nước sang thủy tinh A n12 = n1 − n C n12 = B n 21 = n − n1 n1 n2 D n 21 = n2 n1 Hướng dẫn giải Chiết suất tỉ đối n12 = n1 n2 Đáp án C Ánh sáng vàng chân khơng có bước sóng 589 nm, chiếu vào thủy tinh có vận tốc Câu 1,98.108 m / s Bước sóng ánh sáng thủy tinh là: A 982nm C 0,389m B 0,589m D 458nm Hướng dẫn giải: Theo ta có n = λ = c 3.10 = = v 1,98.10 1,98 1,98 λ = 389nm = 0,389 μm Chọn C Câu 10 Bước sóng ánh sáng đơn sắc khơng khí 0, 64m Biết chiết suất nước ánh sáng / Bước sóng ánh sáng nước A 0,85m B 0, 36m C 0, 48m D 0, 72m Hướng dẫn giải + Bước sóng ánh sáng nước  =  0, 64 = = 0, 48 m n Chọn đáp án C Câu 11 Chiếu xiên từ khơng khí vào nước chùm sáng song song hẹp gồm ba thành phần đơn sắc: cam, lam, tím Gọi vc, vl, vt tốc độ tia cam, tia lam, tia tím nước Hệ thức là: A vc > vl > vt B vc = vl = vt C vc < vl < vt D vc = vl < vt HƯỚNG DẪN GIẢI c  v = Ta có   vcam  vl  vt n   ncam  nl  nt Chọn A Trang 6/16 Câu 12 Cho chiết suất tuyệt đối nước ánh sáng đơn sắc màu lam n1 = 1,3371 chiết suất tỉ đối thủy tinh so với nước n = 1,13790 Nếu vận tốc ánh sáng lam truyền khơng khí c = 3.108 m / s vận tốc ánh sáng lam truyền môi trường thủy tinh xấp xỉ A 1,97.108 m / s B 3,52.108 m / s C 2,56.108 m / s D 2, 24.108 m / s Hướng dẫn giải Chiết suất thủy tinh ánh sáng màu lam n2 = n1.n = 1,52 → Vận tốc ánh sáng màu lam thủy tinh v = c = 1,97.108 m / s n2 Đáp án A Câu 13 Chiếu xiên chùm ánh sáng song song hẹp gồm bốn ánh sáng đơn sắc: vàng, tím, đỏ, lam từ khơng khí vào nước So với tia tới, tia khúc xạ bị lệch tia đơn sắc màu A đỏ B tím C vàng D lam Hướng dẫn giải Đáp án A Ta có cơng thức: sini = nsin r Trong đó:i góc tới, r góc lệch so với phương thẳng đứng n chiết suất so với nước Nên ta có góc lệch ứng với bốn ánh sáng đơn sắc là: sin rv = sin i sin i sin i sin i ;sin rt = ;sin rd = ;sin rl = nv nt nd nl Do chiết suất chất lỏng suốt biến thiên theo màu sắc ánh sáng tăng dần từ màu đỏ đến màu tím nên n d  n v  n l  n t Nên rd  rv  rl  rt Vậy so với tia tới, tia khúc xạ bị lệch tia màu đỏ Câu 14 Chiếu tia sáng gồm hai thành phần đỏ tím từ khơng khí vào mặt phẳng khối thủy tinh với góc tới 60 Biết chiết suất thủy tinh ánh sáng đỏ 1,51 ; ánh sáng tím 1, 56 Góc lệch hai tia khúc xạ thủy tinh A 2 B 5, 4 C 1,3 D 3, 6 Hướng dẫn giải Đáp án C Ta có: sinrd = sini sini =0,574  rd =35o ; sinrt = =0,555  rt =33,7 o nd nt Vậy góc lệch hai tia khúc xạ là: Δr= rd - rt =1,30  Dạng 04: Tán sắc qua lưỡng chất phẳng (LCP) Câu 15 Chiếu xiên tia sáng trắng từ khơng khí vào mặt nước A chiết suất nước lớn ánh sáng đỏ B nước vận tốc ánh sáng tím nhỏ vận tốc vàng Trang 7/16 C so với tia tới, tia tím lệch nhiều cịn tia lục lệch D tần số ánh sáng đơn sắc thay đổi HƯỚNG DẪN GIẢI n= c c.T =  v ~  Do t  v  vt  vv v  Chọn B Câu 16 Chiếu xiên tia sáng trắng từ khơng khí vào mặt nước A chiết suất nước lớn ánh sáng đỏ B nước vận tốc ánh sáng tím nhỏ vận tốc vàng C so với tia tới, tia tím lệch nhiều cịn tia lục lệch D tần số ánh sáng đơn sắc thay đổi HƯỚNG DẪN GIẢI n= c c.T =  v ~  Do t  v  vt  vv v  Chọn B Câu 17 Cho chùm sáng trắng hẹp chiếu từ khơng khí tới mặt thủy tinh theo phương xiên góc Ở bề mặt thủy tinh không xảy tượng A phản xạ toàn phần B tán sắc C Phản xạ D Khúc xạ HƯỚNG DẪN GIẢI Chọn A Câu 18 Một tia sáng Mặt Trời từ khơng khí chiếu lên bề mặt phẳng thủy tinh suốt với góc tới i = 600 Biết chiết suất thủy tinh ánh sáng Mặt Trời biến thiên từ 1,414 đến 1,732 Góc hợp tia khúc xạ đỏ tia khúc xạ tím thủy tinh A 4,26o B 10,76o C 7,76o D 9,12o HƯỚNG DẪN GIẢI n= nd = 1, 414 c v = T cT d t ⎯⎯⎯ →n =  n ~ ⎯⎯⎯ → nd  nt   v   nt = 1, 732   sin i   sin i rd = arcsin    sin r = nd    nd  d   r = rd − rt = 7, 77   sin i = n r = arcsin  sin i  t    sin ri t  nt   Chọn C Câu 19 Từ khơng khí, chiếu chùm sáng hẹp gồm hai xạ đơn sắc màu đỏ màu chàm tới mặt nước với góc tới 53o xảy tượng phản xạ khúc xạ Biết tia khúc xạ màu đỏ vng góc với tia phản xạ, góc tia khúc xạ màu chàm tia khúc xạ màu đỏ 0,5o Chiết suất nước tia sáng màu chàm A 1,333 B 1,343 C 1,327 D 1,312 HƯỚNG DẪN GIẢI Vận dụng định luật khúc xạ sin i n2 = sin r n1 Sử dụng tính chất tán sắc ánh sáng lớp 12 Trang 8/16 c c.T d c  → nd  nc n = v =   n ~  ⎯⎯⎯   sin i = n  ~ n  r  r d c  sin r sin r  rd =90−i i = i = 53 ⎯⎯⎯⎯ → rd = 37 rc = rd − 5 = 37 − 0,5 = 36,5  nc = sin i sin 53 = = 1,343 sin rc sin 36,5 Chọn B GIAO THOA ÁNH SÁNG ĐƠN SẮC  Dạng 01: Lý thuyết giao thoa ánh sáng đơn sắc Câu 20 Khi nói ánh sáng, khẳng định không ? A Mỗi ánh sáng đơn sắc có màu sắc định B Ánh sáng đơn sắc ánh sáng không bị tán sắc qua lăng kính C Ánh sáng trắng bị tán sắc qua lăng kính D Ánh sáng trắng tập hợp ánh sáng đơn sắc:đỏ, da cam, vàng, lục, lam, chàm, tím Hướng dẫn giải Đáp án D Ánh sáng trắmg tập hợp vô số ánh sáng đơn sắc, có màu bản:đỏ, da cam, vàng, lục, lam, chàm, tím Câu 21 Vị trí vân sáng thí nghiệm giao thoa I-âng xác định công thức sau đây? A x = (k + 0,5) C x = k D a B x = k D a D x = a.D  D a Hướng dẫn giải Vị trí vân sáng bậc k: x = ki = k D a Chọn C Câu 22 Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, bước sóng ánh sáng đơn sắc  , khoảng cách hai khe hẹp a, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến quan sát D Vị trí vân tối có tọa độ D a D C x k = ( 2k + 1) 2a A x k = ( 2k + 1) D a D D x k = k 2a B x k = k Hướng dẫn giải Đáp án C Câu 23 Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, chiếu vào khe S1 ;S2 ánh sáng đơn sắc khắc Trang 9/16 A Hiện tượng giao thoa xảy ra, vân sáng có màu tổng hợp hai màu đơn sắc B Hiện tượng giao thoa không xảy C Hiện tượng giao thoa xảy ra, quan sát có hai hệ vân đơn sắc chồng lên D Hiện tượng giao thoa xảy ra, quan sát có hai hệ vân đơn sắc nằm hai phía vân trung tâm Hướng dẫn giải Điều kiện để có giao thoa sóng hai sóng gặp hai sóng kết hợp: Cùng tần số, phương có độ lệch pha không đổi Nên chiếu vào khe thí nghiệm Y-âng ánh sáng đơn sắc hai sóng gặp khơng tần số, nên khơng giao thoa Chọn B Câu 24 Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng đơn sắc với khe Y-âng, tăng dần khoảng cách hai khe S1, S1 A bề rộng khoảng vân tăng dần lên B bề rộng khoảng vân lúc đầu tăng, sau giảm C bề rộng khoảng vân giảm dần D hệ vân không thay đổi, sáng thêm lên Hướng dẫn giải Đáp án C Công thức xác định khoảng vân: i = D a  Nếu tăng dần khoảng cách hai khe khoảng vân giao thoa giảm Câu 25 Khi nói sóng ánh sáng, phát biểu sau đúng? A Ánh sáng trắng không bị tán sắc qua mặt phân cách hai môi trường suốt B Ánh sáng đơn sắc không bị tán sắc qua mặt phân cách hai môi trường suốt C Tia X có tần số nhỏ tần số ánh sáng nhìn thấy D Tia tử ngoại có tần số nhỏ tần số ánh sáng nhìn thấy Hướng dẫn giải Đáp án B Vì theo định nghĩa:Ánh sáng đơn sắc ánh sáng khơng bị tán sắc qua lăng kính Lăng kính đóng vai trị cụ thể cho mơi trường mơi trường hai mơi trường đặt lăng kính; tổng quát ánh sáng đơn sắc ánh sáng không bị tán sắc qua mặt phân cách hai môi trường suốt Câu 26 Một học sinh tiến hành thí nghiệm đo bước sóng ánh sáng phương pháp giao thoa khe Y- âng Học sinh đo khoảng cách hai khe a = a  a ; khoảng cách hai khe đến D = D số tương đối phép đo bước sóng  i a D + −  i a D  i a D = − − C  i a D A =  D khoảng vân i = i  i Sai i a D + +  i a D  i a D =   D  i a D B = Hướng dẫn giải Đáp án B Đây công thức sai số phép đo bước sóng ánh sáng giao thoa bạn phải thuộc  =  i a D + + i a D Chú ý:tổng quát sai số phép đo gián tiếp y = x1n1 x2n2 x3n3 Là x x x y = n1 + n2 + n3 y x1 x2 x3 Áp dụng ta có = ia 1 −1  i a D  i a D = i a D  =1 +1 + −1  = + + D  i a D  i a D  Dạng 02: Hiệu đường Trang 10/16 Câu 27 Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, hai khe chiếu ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ Khoảng vân i Nếu điểm M quan sát có vân tối thứ ba hiệu đường ánh sáng từ hai khe S1, S2 đến M có độ lớn A 3i B 2,5λ C 2,5i D 3λ HƯỚNG DẪN GIẢI + Tại M vân tối bậc hiệu đường  = 2,5 Chọn B Câu 28 Trong thí nghiệm Y- âng giao thoa ánh sáng, hai khe chiếu ánh sáng đơn sắc có bước sóng  Nếu điểm M quan sát có vân tối thứ ba (tính từ vân sáng trung tâm) hiệu đường ánh sáng từ hai khe S1 , S2 đến M có độ lớn C 3 B 2 A 2,5 D 1, 5 Hướng dẫn giải Đáp án A k =  k = −3 Vân tối thứ ứng với  Hiệu đường tia sáng tới hai khe: d − d1 = ( 2k + 1)   = ( 2.2 + 1) = 2,5 2 Hướng dẫn giải Ta có trước dịch bề rộng quang phổ xác định công thức: Δ x = ( d − t ) D = 0,38 a ( d − t )( D + x ) = 0,57 Sau dịch bề rộng quang phổ xác định công thức: Δ x = a (  − t )( D + x ) d Δ x 0,57 D+x a = = = = 1,5 = x = 0,5 D Ta có tỷ số: d − t ) D Δx 0,38 D ( a 0, 76 − 0,38 ) 10−6.D ( = 0,38.10−3 = D = 1m = x = 0,5m = 50cm Mặt khác ta lại có: Δ x = 10−3 Chọn D Câu 29 Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, nguồn sáng gồm xạ có bước sóng 1 = 860nm, 2 = 750nm, 3 = 651nm 4 = 516nm Tại điểm M vùng giao thoa mà hiệu khoảng cách đển hai ke 2,58 m có vân sáng xạ A 2 3 B 1 4 C 4 D 2 Hướng dẫn giải + Ánh sáng nhìn thấy phải có bước sóng nằm vùng 380nm đến 760nm nên xạ 1 = 860nm khơng nhìn thấy + Vân sáng cực đại giao thoa nên d − d1 = k (*) + Thay bước sóng vào điều kiện (*) ta có 2,58 -Với  = 750 nm ta có k = = 3, 44 0, 75 -Với 3 = 651nm ta có k = 2,58 = 3,963 0, 651 -Với  = 516 nm ta có k = 2,58 = thỏa mãn 0,516 Chọn C Trang 11/16  Dạng 03: Xác định khoảng vân vị trí vân, bậc vân giao thoa Hướng dẫn giải + Ta có x = −3 −3 ax 1.10 310 D → = = = 0,5 m a 3D 3.2 Chọn đáp án B Câu 30 Tiến hành thí nghiệm giao thoa ánh sáng Yâng với nguồn sáng đơn sắc có bước sóng  Biết khoảng cách hai khe sáng 0, 2mm khoảng cách từ hai khe sáng đến quan sát 1m Trên quan sát thu hệ vân giao thoa với khoảng vân 3mm Bước sóng  ánh sáng A 0, 6µm B 0,6mm C 0, 6nm D 0, 4µm Hướng dẫn giải + Khoảng vân giao thoa i = D 0, 2.10−3.3.10−3 →= = = 0, m a D Chọn đáp án A Câu 31 Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng (khe young) với ánh sáng có bước sóng 0,5 μm, hai khe cách a = 0,5mm cách quan sát 1,5 m Tại điểm M cách vân trung tâm khoảng 3,75 mm A vân sáng bậc B vân tối thứ C vân tối thứ D vân sáng bậc Hướng dẫn giải  D  xt =  k +  → k = → vân tối thứ 2 a  Đáp án C Hướng dẫn giải x M 5,7 = = → Tại M vân sáng bậc + xM = ki → k = i 1,14 Chọn C  Dạng 04: Xác định đặc điểm vân giao thoa điểm Câu 32 Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, hai khe hẹp cách khoảng 0,5 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến quan sát 1,5 m Hai khe chiếu bằng xạ có bước sóng 0,6 µm Trên thu hình ảnh giao thoa Tại điểm M cách vân sáng trung tâm khoảng 5,4 mm có A vân sáng bậc B vân sáng bậc C vân tối thứ D vân sáng bậc Hướng dẫn giải Đáp án D Ta có i = D 0, 6.10−6.1,5 = = 1,8.10−3 m = 1,8 mm −3 a 0,5.10 → x/i = 5,4/1,8 = → x = 3i Vậy M vân sáng bậc Câu 33 Trong thí nghiệm Y–âng giao thoa ánh sáng đơn sắc, khoảng vân đo quan sát 1,14mm Trên màn, điểm M cách vân trung tâm khoảng 5,7 mm có A vân sáng bậc B vân tối thứ C vân sáng bậc D vân tối thứ Hướng dẫn giải x 5,7 = → Tại M vân sáng bậc + xM = ki → k = M = i 1,14 Đáp án C Hướng dẫn giải Đáp án D Trang 12/16 Khoảng cách vân sáng liên tiếp 4mm nên ta có: 4i = 4mm  i =1mm Vậy xét hai điểm C E ta có: OC OE = 2,5 nên C vân tối, =15 nên E vân i i sáng Câu 34 Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, hai khe S1 ;S2 chiếu ánh sáng đơn sắc có bước sóng  = 0,5m Khoảng cách hai khe 0,8mm Người ta đo khoảng cách giứa vân sáng liên tiếp 4mm Cho biết điểm C E màn, phía với so với vân sáng trung tâm cách vân sáng trung tâm 2,5mm 15mm vân sáng hay vân tối? A C vân tối E vân sáng B Cả hai vân sáng C C vân sáng E vân tối D Cả hai vân tối Hướng dẫn giải Khoảng cách vân sáng liên tiếp 4mm nên ta có: 4i = 4mm  i = 1mm Vậy xét hai điểm C E ta có: OC OE = 2,5 = + 0,5 nên C vân tối, = 15 nên E i i vân sáng Chọn A  Dạng 05: Xác định khoảng hai vân M, N Câu 35 Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng với buớc sóng  = 0,5 m, khoảng cách hai khe a = 0,5 mm, khoảng cách từ hai khe đến quan sát D = m Trên màn, khoảng cách vân sáng vân tối mà chúng có vân sáng A mm B mm Khoảng vân: i = C mm Hướng dẫn giải D mm D = mm a Khoảng cách vân sáng vân tối cách vân sáng là: x = 3i + 0,5i = 7mm Chọn D Câu 36 Trong thí nghiệm Yâng giao thoa ánh sáng, khoảng cách hai khe 1,5 mm, khoảng cách từ hai khe đến m Chiếu ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,6 μm vào hai khe Khoảng cách vân sáng vân tối liền kề A 0,45 mm B 0,8 mm C 0,4 mm D 1,6 mm HƯỚNG DẪN GIẢI + Khoảng cách vân sáng vân tối liên tiếp nửa khoảng vân x = 0,5i = 0,5 D 2.0, = 0,5 = 0, 4mm a 1,5 Chọn C Câu 37 Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng Y-âng, khoảng cách từ vân sáng bậc đến vân sáng bậc 10 phía vân sáng trung tâm 4,2 mm Khoảng cách hai khe Y-âng mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe tới quan sát 1m Màu ánh sáng dùng thí nghiệm A màu đỏ B màu lục C màu chàm D màu tím Hướng dẫn giải Đáp án A Ta có: 10i − 4i = 4,2 ( mm )  i = 0,7 ( mm )   = 0,7.10 m Đây bước sóng nằm vùng ánh sáng −6 đỏ Hướng dẫn giải Khoảng cách lớn từ giả thiết nghĩa khoảng cách từ vân sáng bậc (nửa trên) đến vân tối thứ (nửa dưới) Trang 13/16 d = x + x 4 = 2i + 3,5i = 5,5i = 11 D 2ad 2.1, 2.10−3.6,875.10−3 = = = 600nm a 11D 11.2,5 Đáp án D  Dạng 06: Tính số vân trường giao thoa đoạn Câu 38 Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0, m, khoảng cách hai khe 0, mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến quan sát 1, m Trên màn, gọi M N hai điểm hai phía so với vân sáng trung tâm cách vân sáng trung tâm 6,84 mm 4, 64 mm Số vân sáng khoảng MN A Khoảng vân: i = C Hướng dẫn giải B D .D = 1,8 mm a M, N nằm phía so với vân trung tâm: → x N  ki  x M  −2,57  k  3,8 → k = −2, −1,0,1, 2,3 Chọn A Câu 39 Trong thí nghiệm Y- âng giao thoa ánh sáng đơn sắc Khoảng cách hai khe a = l mm, bước sóng ánh sáng  = 0, 65m khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe hẹp đến quan sát m Trên trường giao thoa đối xứng qua O có bề rộng 2,5 cm quan sát số vân tối A 22 B 18 C 20 Hướng dẫn giải Khoảng vân: i = D a = D 24 0, 65.2 = 1,3mm L 1  25 1 +  = 2.10 = 20 Số vân tối quan sát được: Nt =  +  =   2i   2.1,3  Chọn C Câu 40 Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng với khe I-âng ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ = 0,6 μm, khoảng cách hai khe a = mm Khi khoảng cách từ chắn chứa hai khe đến ảnh D quan sát thấy đoạn MN dài 12 mm quan sát có n vân sáng kể hai vân sáng M N Tịnh tiến quan sát theo hướng xa chắn chứa hai khe đoạn 50 cm đoạn MN bớt vân sáng, M N vân sáng Giá trị D A m B 1,5 m C 2,5 m D m Hướng dẫn giải Khi khoảng cách mặt phẳng chứa hai khe D, có n vân, MN vân sáng → M vân sáng bậc 0,5 ( n − 1) + Ta có x M = 0,5 ( n − 1) D D 20   6.10−3 = 0,5 ( n − 1) 0, 6.10−6 → n − = −3 a 1.10 D + Khi khoảng cách mặt phẳng hai khe so với D + 0, m có n − vân sáng, M, N vân sáng → M vân sáng bậc 0,5 ( n − 3) → x M = 0,5 ( n − ) D + 0,5  a 20 n − D + 0,5 D + 0,5 =  D = → D = 2m + Lập tỉ số → 20 n −3 D D −2 D Đáp án D Trang 14/16 Câu 41 Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, khe hẹp chiếu sáng ánh sáng đơn sắc Khoảng vân 1,2mm Trong khoảng hai điểm M N phía so với vân sáng trung tâm, cách vân trung tâm mm 4,5 mm, quan sát A vân sáng vân tối B vân sáng vân tối C vân sáng vân tối D vân sáng vân tối Hướng dẫn giải Số vân sáng vân tối quan sát là: xM  ki  xN  1, 2k  4,5   1, 67  k  3, 75    2  1, 2(m + 0,5)  4,5 1,17  m  3, 25  xM  (m + 0,5)i  xN  k = 2;3 => Có hai vân sáng hai vân tối đoạn MN  m = 2;3 Chọn A  Dạng 07: Cho số vân đếm đoạn Câu 42 Trong thí nghiệm I – âng giao thoa ánh sáng đơn sắc, khoảng cách từ mặt phẳng chứa khe tới D Trên đoạn thẳng AB thuộc quan sát có vân sáng, A B vân sáng Nếu tịnh tiến xa mặt phẳng chưa hai khe đoạn 40 cm số vân sáng đoạn thẳng AB 7, A B vân sáng Giá trị D là: A 1,2m B 0,9m C 0,8m D 1,5m Hướng dẫn giải: Khi khoảng cách từ mặt phẳng chứa khe tới D, ta có : 8i = AB Khi khoảng cách từ mặt phẳng chứa khe tới D + 0,4: 6i’ = AB  4i = 3i  D a =3  ( D + 0, 4) a  D = 1,2 m Đáp án A Câu 43 Trong thí nghiệm Yâng giao thoa ánh sáng đơn sắc, hai khe hẹp cách mm, mặt phẳng chứa hai khe cách quan sát 1,5 m Khoảng cách vân sáng liên tiếp 3,6 mm Bước sóng ánh sáng dùng thí nghiệm A 0,48 μm B 0,40 μm C 0,76 μm D 0,60 μm HƯỚNG DẪN GIẢI + Khoảng cách vân sáng liên tiếp 4i = 3, mm → i = 0,9 mm → Bước sóng thí nghiệm  = 1.0,9 = = 0, m D 1,5 Chọn D HƯỚNG DẪN GIẢI i= D i= S 3, ia 0,9.1 a = = 0,9mm ⎯⎯⎯ → = = = 0, 6 m n −1 −1 D 1,5 Chọn C Câu 44 Trong thí nghiệm I – âng giao thoa ánh sáng đơn sắc, hai khe hẹp cách mm, mặt phẳng chứa hai khe cách quan sát 1,5 m Khoảng cách vân sáng liên tiếp 3,6 mm Bước sóng ánh sáng dùng thí nghiệm A 0,48 μm B 0,60 μm C 0,76 μm D 0,40 μm HƯỚNG DẪN GIẢI + Khoảng cách vân sang liên tiếp x = 4i = 3, mm → i = 0,9 mm Trang 15/16 → Bước sóng sóng  = 1.10−3.0,9.10−3 = = 0,6 m D 1,5 Chọn B - HẾT - Trang 16/16