Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống
1
/ 14 trang
THÔNG TIN TÀI LIỆU
Thông tin cơ bản
Định dạng
Số trang
14
Dung lượng
273,68 KB
Nội dung
Lý thuyt vàcác dng bài tp vt lý12 GV:Lê Vn Long
Phn V: Sóng ánh sáng Luyn thi i hc và Cao ng
I NÓI U
Các em thân mn!
Nhã hn vi các em, nhm giúp các em ôn tp tt môn vt lý chun b cho các k
thi phía trc, c bit là k thi i hc sp n nên hôm nay thy tip tc gu n các em phn
tip theo trong chuyên luyn thi i hc, ó là phn Sóng ánh sáng
. ây cng là phn rt
quan trng ca vt lý12 (gm 5 câu trong thi i hc ca B). Thy hy vng chuyên này
có ích vi các em. Chúc các em t c kt qu cao trong các k thi sp n. Thân ái.
GV: Lê Vn Long
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Lý thuyt vàcác dng bài tp vt lý12 GV:Lê Vn Long
Phn V: Sóng ánh sáng Luyn thi i hc và Cao ng
CHNG V. TÍNH CHT SÓNG CA ÁNH SÁNG
A. TÓM TT LÝ THUYT
1. Tán sc ánh sáng
nh ngha: Tán sc ánh sáng là s phân tách mt chùm sáng phc
p thành các chùm sáng n sc.
Ánh sáng n sc, ánh sáng trng
Ánh sáng n sc là ánh sáng không b tán sc khi i qua lng
kính. Mi ánh sáng n sc có mt màu gi là màu n sc.
i màu n sc trong mi môi trng có mt bc sóng xác nh.
Khi truyn qua các môi trng trong sut khác nhau vn tc ca ánh sáng thay i, bc sóng ca
ánh sáng thay i còn tn s ca ánh sáng thì không thay i.
Ánh sáng trng là tp hp ca vô s ánh sáng n sc khác nhau có màu bin thiên liên tc t
n tím.
Di có màu nh cu vng (có có vô s màu nhng c chia thành 7 màu chính là , cam, vàng, lc,
lam, chàm, tím) gi là quang ph ca ánh sáng trng.
Chit sut ca các cht lng trong sut bin thiên theo màu sc ca ánh sáng và tng dn t màu
n màu tím.
ng dng ca s tán sc ánh sáng
Hin tng tán sc ánh sáng c dùng trong máy quang ph phân tích mt chùm sáng a sc,
do các vt sáng phát ra, thành các thành phn n sc.
Nhiu hin tng quang hc trong khí quyn, nh cu vng chng hn xy ra do s tán sc ánh
sáng. ó là vì trc khi ti mt ta, các tia sáng Mt Tri ã b khúc x và phn x trong các git nc.
Hin tng tán sc làm cho nh ca mt vt trong ánh sáng trng qua thu kính không r nét mà b
nhòe, li b vin màu sc (gi là hin tng sc sai).
2. Nhiu x ánh sáng – Giao thoa ánh sáng
Nhiu x ánh sáng: Nhiu x ánh sáng là hin tng truyn sai lch vi s
truyn thng ca ánh sáng khi i qua l nh hoc gp vt cn. Hin tng nhiu x
ánh sáng chng t ánh sáng có tính cht sóng.
Hin tng giao thoa ánh sáng
Hai chùm sáng kt hp là hai chùm phát ra ánh sáng có cùng tn s và cùng
pha hoc có lch pha không i theo thi gian.
Khi hai chùm sáng kt hp gp nhau chúng s giao thoa vi nhau:
Nhng ch 2 sóng gp nhau mà cùng pha vi nhau, chúng tng cng ln
nhau to thành các vân sáng. Nhng ch hai sóng gp nhau mà ngc pha
i nhau, chúng trit tiêu nhau to thành các vân ti.
u dùng ánh sáng trng thì h thng vân giao thoa ca các ánh
sáng n sc khác nhau s không trùng khít vi nhau: chính gia, vân
sáng ca các ánh sáng n sc khác nhau nm trùng vi nhau cho mt vân
sáng trng gi là vân trng chính gia. hai bên vân trng chính gia, các
vân sáng khác ca các sóng ánh sáng n sc khác nhau không trùng
i nhau na, chúng nm k sát bên nhau và cho nhng quang ph có
màu nh cu vng.
Hin tng giao thoa ánh sáng là bng chng thc nghim
khng nh ánh sáng có tính cht sóng.
trí vân, khong vân
trí vân sáng: x
s
= k
a
D
; vi k Z.
trí vân ti: x
t
= (2k + 1)
a
D
2
; vi k Z.
Hình
nh giao thoa v
i ánh sáng tr
ng
Hình
nh giao thoa v
i ánh sáng
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Lý thuyt vàcác dng bài tp vt lý12 GV:Lê Vn Long
Phn V: Sóng ánh sáng Luyn thi i hc và Cao ng
Khong vân là khong cách gia 2 vân sáng (hoc 2 vân ti) liên tip: i =
a
D
. Gia n vân sáng
liên tip có (n – 1) khong vân.
c sóng và màu sc ánh sáng
Ánh sáng n sc là ánh sáng có mt bc sóng xác nh. Màu ng vi mi bc sóng ca ánh
sáng gi là màu n sc.
i ánh sáng n sc mà ta nhìn thy u có bc sóng trong chân không (hoc không khí) trong
khong t 0,38m (ánh sáng tím) n 0,76m (ánh sáng ).
+ Nhng màu chính trong quang ph ánh sáng trng (, cam, vàng, lc, lam, chàm, tím) ng vi tng
vùng có bc sóng lân cn nhau.
ng màu và bc sóng ca ánh sáng trong chân không
Màu Cam Vàng c Lam Chàm Tím
(
m)
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
Ngoài các màu n sc còn có các màu không n sc là hn hp ca nhiu màu n sc vi
nhng t l khác nhau.
3. Quang ph
Máy quang ph lng kính
Máy quang ph là dng c phân tích chùm sáng có nhiu thành phn thành nhng thành phn n
c khác nhau.
Máy dùng nhn bit các thành phn cu to ca mt chùm sáng phc tp do mt ngun phát ra.
Máy quang ph có ba b phn chính:
ng chun trc là b phn to ra chùm sáng song song.
tán sc có tác dng phân tích chùm tia song song thành nhiu chùm tia n sc song song.
Bung nh dùng quan sát hay chp nh quang ph.
Nguyên tc hot ng ca máy quang ph lng kính da trên hin tng tán sc ánh sáng.
Quang ph liên tc
Quang ph liên tc là mt di màu liên tc tn tím.
Quang ph liên tc do các cht rn, cht lng hoc cht khí có áp sut ln, phát ra khi b nung
nóng.
Quang ph liên tc ca các cht khác nhau cùng mt nhit thì hoàn toàn ging nhau và ch ph
thuc vào nhit ca chúng.
Quang ph vch phát x
Quang ph vch phát x là mt h thng nhng vch sáng riêng l, ngn cách nhau bi nhng
khong ti.
Quang ph vch phát x do các cht khí hay hi áp sut thp phát ra khi b kích thích bng n
hay bng nhit.
Quang ph vch ca các nguyên t khác nhau thì rt khác nhau v s lng các vch, v trí và
sáng ti gia các vch. Mi nguyên t hóa hc có mt quang ph vch c trng ca nguyên tó. Ví
, trong quang ph vch phát x ca hirô, vùng ánh sáng nhìn thy có bn vch c trng là vch ,
ch lam, vch chàm và vch tím.
Phân tích quang ph vch, ta có th xác nh s có mt ca các nguyên t và c hàm lng ca
chúng trong mu vt.
Quang ph hp th
Quang ph hp th là các vch hay ám vch ti trên nn ca mt quang ph liên tc.
Quang ph hp th ca cht lng và cht rn cha các ám vch, mi ám gm nhiu vch hp th
i tip nhau mt cách liên tc.
Quang ph hp th ca cht khí ch cha các vch hp th và là c trng cho cht khí ó.
4. Tia hng ngoi – Tia t ngoi
Phát hin tia hng ngoi và t ngoi
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Lý thuyt vàcác dng bài tp vt lý12 GV:Lê Vn Long
Phn V: Sóng ánh sáng Luyn thi i hc và Cao ng
ngoài quang ph ánh sáng nhìn thy c, c hai u và tím, còn có nhng bc x mà mt
không nhìn thy, nhng nh mi hàn ca cp nhit n và bt hunh quang mà ta phát hin c. Các bc
ó gi là tia hng ngoi và tia t ngoi.
Tia hng ngoi và tia t ngoi có cùng bn cht vi ánh sáng.
Tia hng ngoi và tia t ngoi cng tuân theo các nh lut: truyn thng, phn x, khúc x, và
ng gây c hin tng nhiu x, giao thoa nh ánh sáng thông thng.
Tia hng ngoi
Các bc x không nhìn thy có bc sóng dài hn 0,76m n khong vài milimét c gi là tia
ng ngoi.
i vt có nhit cao hn nhit môi trng u phát ra tia hng ngoi. Ngun phát tia hng
ngoi thông dng là lò than, lò n, èn n dây tóc.
Tính cht:
Tính cht ni bt nht ca tia hng ngoi là tác dng nhit: vt hp th tia hng ngoi s nóng lên.
Tia hng ngoi có kh nng gây ra mt s phn ng hóa hc, có th tác dng lên mt s loi phim
nh, nh loi phim hng ngoi dùng chp nh ban êm.
Tia hng ngoi có thu bin c nh sóng n t cao tn.
Tia hng ngoi có th gây ra hiu ng quang n trong mt s cht bán dn.
ng dng:
Tia hng ngoi dùng sy khô, si m.
dng tia hng ngoi chp nh b mt Trái t t v tinh.
Tia hng ngoi c dùng trong các bu khin t xa u khin hot ng ca tivi, thit b
nghe, nhìn,.
Tia hng ngoi có nhiu ng dng a dng trong lnh vc quân s: Tên la tng tìm mc tiêu
a vào tia hng ngoi do mc tiêu phát ra; camera hng ngoi dùng chp nh, quay phim ban êm;
ng nhòm hng ngoi quan sát ban êm.
Tia t ngoi
Các bc x không nhìn thy có bc sóng ngn hn 0,38 m n c vài nanômét c gi là tia t
ngoi.
Ngun phát: Nhng vt c nung nóng n nhit cao (trên 2000
0
C) u phát tia t ngoi.
Ngun phát tia t ngoi ph bin hn c là èn hi thy ngân và h quang n.
Tính cht:
Tác dng mnh lên phim nh, làm ion hóa không khí và nhiu cht khí khác.
Kích thích s phát quang ca nhiu cht, có th gây mt s phn ng quang hóa và phn ng hóa
c.
Có mt s tác dng sinh lí: hy dit t bào da, làm da rám nng, làm hi mt, dit khun, dit nm
c, …
Có th gây ra hin tng quang n.
nc, thy tinh… hp th rt mnh nhng li có th truyn qua c thch anh.
hp th tia t ngoi:
Thy tinh hp th mnh các tia t ngoi. Thch anh, nc và không khí u trong sut vi các tia
có bc sóng trên 200 nm, và hp th mnh các tia có bc sóng ngn hn.
ng ôzôn hp th hu ht các tia có bc sóng di 300 nm và là “tm áo giáp” bo v cho ngi
và sinh vt trên mt t khi tác dng hy dit ca các tia t ngoi ca Mt Tri.
ng dng:
Thng dùng kh trùng nc, thc phm và dng c y t, dùng cha bnh (nh bnh
còi xng), tìm vt nt trên b mt kim loi, …
5. Tia X – Thang sóng n t
Tia X: Tia X là nhng sóng n t có bc sóng t 10
-11
m n 10
-8
m.
Cách to ra tia X: Cho mt chùm tia catôt – tc là mt chùm electron có nng lng ln – p vào
t vt rn thì vt ó phát ra tia X. Có th dùng ng Rn-ghen hoc ng Cu-lít-d to ra tia X.
Tính cht ca tia X
Tính cht áng chú ý ca tia X là kh nng âm xuyên. Tia X xuyên qua c giy, vi, g, thm
chí c kim loi na. Tia X d dàng i xuyên qua tm nhôm dày vài cm, nhng li b lp chì vài mm chn
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Lý thuyt vàcác dng bài tp vt lý12 GV:Lê Vn Long
Phn V: Sóng ánh sáng Luyn thi i hc và Cao ng
i. Do ó ngi ta thng dùng chì làm các màn chn tia X. Tia X có bc sóng càng ngn thì kh
ng âm xuyên càng ln; ta nói nó càng cng.
Tia X có tác dng mnh lên phim nh, làm ion hóa không khí.
Tia X có tác dng làm phát quang nhiu cht.
Tia X có th gây ra hin tng quang n hu ht kim loi.
Tia X có tác dng sinh lí mnh: hy dit t bào, dit vi khun, …
Công dng ca tia X
Tia X c s dng nhiu nht chiu n, chp n, chn oán hoc tìm ch xng gãy, mnh
kim loi trong ngi…, cha bnh (cha ung th). Nó còn c dùng trong công nghip kim tra
cht lng các vt úc, tìm các vt nt, các bt khí bên trong các vt bng kim loi; kim tra hành lí ca
hành khách i máy bay, nghiên cu cu trúc vt rn
Thang sóng n t
Sóng vô tuyn, tia hng ngoi, ánh sáng nhìn thy, tia t ngoi, tia Rnghen, tia gamma là sóng
n t. Các loi sóng n t ó c to ra bi nhng cách rt khác nhau, nhng v bn cht thì thì
chúng cng ch là mt và gia chúng không có mt ranh gii nào r rt.
Tuy vy, vì có tn s và bc sóng khác nhau, nên các sóng n t có nhng tính cht rt khác
nhau (có th nhìn thy hoc không nhìn thy, có kh nng âm xuyên khác nhau, cách phát khác nhau).
Các tia có bc sóng càng ngn (tia X, tia gamma) có tính cht âm xuyên càng mnh, d tác dng lên
kính nh, d làm phát quang các cht và d ion hóa không khí. Trong khi ó, vi các tia có bc sóng dài
ta d quan sát hin tng giao thoa.
Ngi ta sp xp và phân loi sóng n t theo th t bc sóng gim dn, hay theo th t tn s
ng dn, gi là thang sóng n t.
B. CÁC DNG BÀI TP
1. S tán sc ánh sáng
* Kin thc liên quan
Tán sc ánh sáng là hin tng mt chùm ánh sáng phc tp b phân tích thành các chùm ánh sáng n
c.
Nguyên nhân ca hin tng tán sc là do chit sut ca môi trng bin thiên theo màu sc ánh sáng,
và tng dn t màu n màu tím.
c sóng ánh sáng trong chân không: =
f
c
; vi c = 3.10
8
m/s.
c sóng ánh sáng trong môi trng: ’ =
nnf
c
f
v
.
Khi truyn t môi trng trong sut này sang môi trng trong sut khác vn tc truyn ca ánh sáng
thay i, bc sóng ca ánh sáng thay i nhng tn s (chu kì, tn s góc) ca ánh sáng không thay i.
Trong mt s trng hp, ta cn gii cácbài toán liên quan n các công thc ca lng kính:
Công thc chung: sini
1
= nsinr
1
; sini
2
= nsinr
2
; A = r
1
+ r
2
; D = i
2
+ i
2
- A. Khi i
1
= i
2
(r
1
= r
2
) thì D
= D
min
vi sin
min
2
DA
= n
sin
2
A
.
Trng hp góc chit quang A và góc ti i
1
u nh ( 10
0
), ta có các công thc gn úng: i
1
= nr
1
;
i
2
= nr
2
; A = r
1
+ r
2
; D = A(n – 1).
Trong mt s trng hp khác, ta cn gii mt s bài toán liên quan n nh lut phn x: i = i’, nh
lut khúc x: n
1
sini
1
= n
2
sini
2
.
rng quang ph trên màn cách mt phng phân giác ca lng kính mt n d: x = (n
tím
– n
).A.d
(A: tính bng rad).
Bài tp ví d
Bài 1
. Bc sóng ca mt ánh sáng n sc trong môi trng chit sut n = 1,6 là 600nm. Tính bc sóng
a ánh sáng ó trong nc chit sut n’ = 4/3.
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Lý thuyt vàcác dng bài tp vt lý12 GV:Lê Vn Long
Phn V: Sóng ánh sáng Luyn thi i hc và Cao ng
* Gi ý cách gii: Áp dng:
0
n
=
n
. Trong ó:
0
là bc sóng ánh sáng trong chân không;
n
: bc sóng
ánh sáng trong môi trng chit sut n. Ta có:
'
'
''
n n 1,6
=
= .600 = 720nm.
4
nn
3
Bài 2
. Chiu mt chùm sáng trng song song, hp coi nh mt tia sáng vào mt bên ca mt lng kính có
A = 5
0
, di góc ti i
1
= 3
0
. Bit chit sut ca lng kính vi tia tím là n
t
= 1,54. Tính góc lch ca tia sáng
màu tím.
* Gi ý cách gi
i:Do A < 10
0
; i < 10
0
nên áp dng c công thc: D = A(n – 1) = 2,7
0
.(u ý: Nu A và i
không nh hn 10
0
thì phi áp dng nh lut khúc x tính).
Bài 3
. Góc chit quang ca lng kính bng 8
0
. Chiu mt tia sáng trng vào mt bên ca lng kính, theo
phng vuông góc vi mt phng phân giác ca góc chit quang. t mt màn quan sát, sau lng kính,
song song vi mt phng phân giác ca lng kính và cách mt phân giác này mt n 1,5m. Chit sut
a lng kính i vi tia là n
= 1,50 và i vi tia tím là n
t
= 1,54. rng ca quang ph liên tc trên
màn quan sát bng bao nhiêu?
* Gi ý cách gi
i: Áp dng công thc: x = (n
tím
– n
).A.d = (1,54 – 1,5).
8
.3,14
180
.1,5 8,4 mm.
Bài tp minh ha
Bài 1
. Bc sóng ca ánh sáng trong không khí là 0,64 m. Tính bc sóng ca ánh sáng ó trong nc
bit chit sut ca nc i vi ánh sáng là
4
3
S: :
’ = 0,48
m).
Bài 2. Mt chùm ánh sáng hp, n sc có bc sóng trong chân không là = 0,60 m. Xác nh chu kì,
n s ca ánh sáng ó. Tính tc và bc sóng ca ánh sáng ó khi truyn trong thy tinh có chit sut n
= 1,5 S:
’ = 0,4
m).
Bài 3
. Mt ánh sáng n sc có bc sóng ca nó trong không khí là 0,6 m và trong cht lng trong sut
là 0,4 m. Tính chit sut ca cht lng i vi ánh sáng ó S: n = 1,5).
Bài 4
. Mt lng kính có góc chit quang là 60
0
. Bit chit sut ca lng kính i vi ánh sáng là 1,5.
Chiu tia sáng màu vào mt bên ca lng kính vi góc ti 60
0
. Tính góc lch ca tia ló so vi tia ti
S: D = 38,8
0
).
Bài 5. Mt lng kính thy tinh có góc chit quang A = 60
0
, có chit sut i vi tia là 1,514; i vi tia
tím là 1,532. Tính góc lch cc tiu ca hai tia này S: D
tmin
= 40
0
).
Bài 6. Mt lng kính thy tinh có góc chit quang A = 4
0
, t trong không khí. Chit sut ca lng kính i
i ánh sáng và tím ln lt là 1,643 và 1,685. Chiu mt chùm tia sáng song song, hp gm hai bc x
và tím vào mt bên ca lng kính theo phng vuông góc vi mt này. Tính góc to bi tia và tia tím
sau khi ló ra khi mt bên kia ca lng kính S:
D = 0,168
0
10’).
Bài 7
. Chiu mt tia sáng n sc màu vàng t không khí (chit sut coi nh bng 1 i vi mi ánh sáng)
vào mt phng phân cách ca mt khi cht rn trong sut vi góc ti 60
0
thì thy tia phn x tr li không
khí vuông góc vi tia khúc xi vào khi cht rn. Tính chit sut ca cht rn trong sut ó i vi ánh
sáng màu vàng S: n =
3
).
Bài 8. Chiu mt tia sáng gm hai thành phn và tím t không khí (chit sut coi nh bng 1 i vi
i ánh sáng) vào mt phng ca mt khi thy tinh vi góc ti 60
0
. Bit chit sut ca thy tinh i vi
ánh sáng là 1,51; i vi ánh sáng tím là 1,56. Tính góc lch ca hai tia khúc x trong thy tinh S:
r
= r
d
– r
t
= 1,3
0
).
ng dn gii và áp s
Bài 1
. Ta có: ’ =
nnf
c
f
v
= 0,48 m.
Bài 2. Ta có: f =
c
= 5.10
14
Hz; T =
f
1
= 2.10
-15
s; v =
n
c
= 2.10
8
m/s; ’ =
f
v
=
n
= 0,4 m.
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Lý thuyt vàcác dng bài tp vt lý12 GV:Lê Vn Long
Phn V: Sóng ánh sáng Luyn thi i hc và Cao ng
Bài 3. Ta có: ’ =
n
n =
'
= 1,5.
Bài 4. Ta có: sinr
1
=
1
sin
i
n
= 0,58 = sin35,3
0
r
1
= 35,3
0
r
2
= A – r
1
= 24,7
0
; sini
2
= nsinr
2
= 0,63 =
sin38,0
0
i
2
= 38,8
0
D = i
2
+ i
2
– A = 38,8
0
.
Bài 5
. Vi tia : sin
2
min
AD
d
= n
d
sin
2
A
= sin49,2
0
2
min
AD
d
= 49,2
0
D
dmin
= 2.49,2
0
– A = 38,4
0
=
38
0
24’.
i tia tím: sin
2
min
AD
t
= n
t
sin
2
A
= sin50
0
2
min
AD
t
= 50
0
D
tmin
= 2.50
0
– A = 40
0
.
Bài 6. Vi A và i
1
nh ( 10
0
) ta có: D = (n – 1)A. Do ó: D
d
= (n
d
= 1)A; D
t
= (n
t
– 1)A. Góc to bi tia ló
và tia ló tím là: D = D
t
– D
d
= (n
t
– n
d
)A = 0,168
0
10’.
Bài 7
. Ta có: sini = nsinr = nsin(90
0
– i’) = nsin(90
0
– i) = ncosi n = tani =
3
.
Bài 8
. Ta có: sinr
d
=
sin
d
i
n
= 0,574 = sin35
0
; sinr
t
=
sin
t
i
n
= 0,555 = sin33,7
0
r = r
d
– r
t
= 1,3
0
.
2. Giao thoa vi ánh sáng n sc
* Các công thc
V trí vân sáng, vân ti, khong vân: x
s
= k
a
D
; x
t
= (2k + 1)
a
D
2
; i =
a
D
; vi k Z.
Nu khong vân trong không khí là i thì trong môi trng có chit sut n s có khong vân là i’ =
n
i
.
Gia n vân sáng (hoc vân ti) liên tip là (n – 1) khong vân.
* Phng pháp gii
tìm các i lng trong thí nghim giao thoa vi ánh sáng n sc ta vit biu thc liên quan n
các i lng ã bit và i lng cn tìm tó suy ra và tính i lng cn tìm.
xác nh xem ti mt m M nào ó trên vùng giao thoa có vân sáng (bc my) hay vân ti ta tính
khong vân i ri lp t s:
i
OM
i
x
M
kt lun:
i M có vân sáng khi:
i
OM
i
x
M
= k, ó là vân sáng bc k.
i M có vân ti khi:
i
x
M
= (2k + 1)
2
1
.
xác nh s vân sáng - ti trong min giao thoa có b rng L ta lp t s N =
L
i
(ch ly n nguyên)
rút ra kt lun:
u N chn:
S vân sáng: N
s
= N + 1; S vân ti: N (Vân ngoài cùng là vân sáng).
u N l:
S vân sáng: N
s
= N; S vân ti: N
t
= N + 1 (Vân ngoài cùng là vân ti).
Bài tp ví d
Bài 1
. Thc hin thí nghim giao thoa ánh sáng kh Young, S
1
S
2
= a = 0,5mm. Khong cách t mt phng
hai khe n màn là D = 2m. Bc sóng ánh sáng là
= 5.10
-4
mm. m M trên màn cách vân sáng trung
tâm 9mm là vân sáng hay vân ti th my?
* Gi ý cách gi
i: bit ti M là vân sáng hay ti, ta lp t s:
i
OM
i
x
M
= k. Nu k nguyên thì M là
vân sáng; nu có dng k
’
+ 0,5 thì M là vân ti. C th:
- Khong vân:
-43
D 5.10 .2.10
i = = = 2mm
a 0,5
.
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Lý thuyt vàcác dng bài tp vt lý12 GV:Lê Vn Long
Phn V: Sóng ánh sáng Luyn thi i hc và Cao ng
- Lp t s:
M
x 9
= = 4,5
i2
: Vân ti th 5.
Bài 2. Trong thí nghim Young v giao thoa ánh sáng, có a = 1mm, D = 2m. Chiu sáng hai khe bi ánh
sáng n sc có bc sóng
, ngi ta o c khong cách t vân sáng chính gia n vân sáng bc 4 là
4,5mm. Xác nh bc sóng ca ánh sáng n sc dùng làm thí nghim.
* Gi ý cách gi
i: Khong cách t vân sáng chính gia n vân sáng bc 4 là 4,5mm nên: x
s4
= 4,5mm
-4
D 4,5a
4 = 4,5
= = 5,625.10 mm = 0,5625m.
a 4D
Bài 3. Trong thí nghim giao thoa ánh sáng khe Young, khong cách gia vân ti th 5 và vân sáng bc 2
là 2,8mm. Xác nh khong cách gia vân ti th 3 và vân sáng bc 1.
* Gi ý cách gi
i:
- Ta có:
t5 s2
1
D
x = x - x 4 + - 2 2,5
2aaa
. Gi thit:
x = 2,8mm
nên:
D
2,5 2,8 = 1,12 *
aa
.
- Khong cách t vân ti th 3 n vân sáng bc 1:
'
t3 s1
D
x = x - x = 2 + - = 1,5 = 1,5.1,12 = 1,
68mm.
2aaa
(kt hp *).
Bài 4.
Thí nghim giao thoa khe Iâng, hai khe cách nhau 0,8mm; màn cách 2 khe 2,4m; ánh sáng làm thí
nghim có bc sóng
= 0,64
m. Tính s vân sáng, vân ti quan sát c trên giao thoa trng có b
ng 4,8 cm.
* Gi ý cách gi
i: Ta có:
-33
D 0,64.10 .2,4.10 L 48
i = = = 1,92mm n = = = 25
a 0,8 i 1,92
(l) nên:
- S vân sáng: 25.
- S vân ti: 26.
Bài tp minh ha
Bài 1. Trong thí nghim ca Young v giao thoa ánh sáng, hai khe S
1
và S
2
c chiu bng ánh sáng n
c có bc sóng . Khong cách gia hai khe là 0,8 mm, khong cách t hai khe n màn là 2 m. Ngi
ta o c khong cách gia 6 vân sáng liên tip trên màn là 6 mm. Tính bc sóng ca ánh sáng dùng
trong thí nghim và khong cách t vân sáng bc 3 n vân sáng bc 8 cùng phía vi nhau so vi vân
sáng chính gia S:
= 0,48.10
-6
m; x
8
- x
3
= 6 mm).
Bài 2. Trong thí nghim Young v giao thoa ánh sáng, khong cách gia hai khe là 1 mm, khong cách t
hai khe n màn là 3 m. Dùng ánh sáng n sc có bc sóng chiu vào hai khe thì ngi ta o c
khong cách t vân sáng trung tâm ti vân sáng th t là 6 mm. Tính bc sóng và v trí vân sáng th 6
S:
= 0,5.10
-6
m; x
6
= 9 mm).
Bài 3
. Trong thí nghim ca Young v giao thoa ánh sáng, hai khe S
1
và S
2
c chiu bng ánh sáng n
c có bc sóng = 0,4 m. Khong cách gia hai khe là 0,4 mm, khong cách t hai khe n màn là 2
m. Xác nh khong cách gia 9 vân sáng liên tip và khong cách t vân sáng 4 n vân sáng 8 khác
phía nhau so vi vân sáng chính gia
S: L = 16 mm; x
8
+ x
4
= 24 mm).
Bài 4
. Trong thí nghim ca Young v giao thoa ánh sáng, hai khe S
1
và S
2
c chiu bng ánh sáng n
c có bc sóng = 0,5 m. Khong cách gia hai khe là 0,8 mm. Ngi ta o c khong cách gia 5
vân sáng liên tip trên màn là 4 mm. Tính khong cách t hai khe n màn và cho bit ti 2 m C và E
trên màn, cùng phía vi nhau so vi vân sáng trung tâm và cách vân sáng trung tâm ln lt là 2,5 mm và
15 mm là vân sáng hay vân ti? T C n E có bao nhiêu vân sáng? S: D =
ai
= 1,6 m;
i
x
C
= 2,5 nên
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Lý thuyt vàcác dng bài tp vt lý12 GV:Lê Vn Long
Phn V: Sóng ánh sáng Luyn thi i hc và Cao ng
i C ta có vân ti;
i
x
E
= 15 nên ti N ta có vân sáng; t C n E có 13 vân sáng k c vân sáng bc 15 ti
E).
Bài 5
. Trong thí nghim ca Young v giao thoa ánh sáng, hai khe S
1
và S
2
c chiu bng ánh sáng n
c có bc sóng . Khong cách gia hai khe là 0,8 mm, khong cách t hai khe n màn là 2 m. Ngi
ta o c khong cách gia 6 vân sáng liên tip trên màn là 6 mm. Xác nh bc sóng ca ánh sáng
dùng trong thí nghim và cho bit ti 2 m M và N trên màn, khác phía nhau so vi vân sáng trung tâm
và cách vân sáng trung tâm ln lt là 3 mm và 13,2 mm là vân sáng hay vân ti? Nu là vân sáng thì ó là
vân sáng bc my? Trong khong cách t M n N có bao nhiêu vân sáng? S:
= 0,48.10
-6
m;
i
x
M
=
2,5 nên ti M ta có vân ti;
i
x
N
= 11 nên ti N ta có vân sáng bc 11. Trong khong t M n N có 13 vân
sáng không k vân sáng bc 11 ti N).
Bài 6
. Trong thí nghim giao thoa ánh sáng vi hai khe Young cách nhau 0,5 mm, ánh sáng có bc sóng
0,5 m, màn nh cách hai khe 2 m. B rng vùng giao thoa trên màn là 17 mm. Tính s vân sáng, vân ti
quan sát c trên màn
S: N = L/i = 8,5; quan sát thy 9 vân sáng và 8 vân ti).
Bài 7
. Trong thí nghim Y-âng v giao thoa ánh sáng, hai khe c chiu bng ánh sáng n sc có bc
sóng 0,6 m. Khong cách gia hai khe là 1 mm, khong cách t mt phng cha hai khe n màn quan sát
là 2,5 m, b rng min giao thoa là 1,25 cm (vân sáng trung tâm chính gia). Tìm tng s vân sáng và vân
i có trong min giao thoa
S: N
s
+ N
t
= 17).
Bài 8
. Trong thí nghim Young v giao thoa ánh sáng, khong cách gia hai khe là a = 2 mm, khong cách
hai khe n màn quan sát là D = 1,5 m. Ngun sáng n sc có bc sóng = 0,6 m. Xét trên khong
MN trên màn, vi MO = 5 mm, ON = 10 mm, (O là v trí vân sáng trung tâm). Hi trên MN có bao nhiêu
vân sáng, bao nhiêu vân ti?
S: Trên MN có 34 vân sáng, 33 vân ti).
ng dn gii và áp s
Bài 1
. Ta có: i =
1
6
L
= 1,2 mm; =
D
ai
= 0,48.10
-6
m; x
8
- x
3
= 8i – 3i = 5i = 6 mm.
Bài 2
. Ta có: i =
51
L
= 1,5 mm; =
D
ai
= 0,5.10
-6
m; x
6
= 6i = 9 mm.
Bài 3. Ta có: i =
a
D
= 2 mm; L = (9 – 1)i = 16 mm; x
8
+ x
4
= 8i + 4i = 12i = 24 mm.
Bài 4. Ta có: i =
1
5
L
= 1 mm; D =
ai
= 1,6 m;
i
x
C
= 2,5 nên ti C ta có vân ti;
i
x
E
= 15 nên ti N ta
có vân sáng; t C n E có 13 vân sáng k c vân sáng bc 15 ti E.
Bài 5
. Ta có: i =
1
6
L
= 1,2 mm; =
D
ai
= 0,48.10
-6
m;
i
x
M
= 2,5 nên ti M ta có vân ti;
i
x
N
= 11 nên ti N
ta có vân sáng bc 11. Trong khong t M n N có 13 vân sáng không k vân sáng bc 11 ti N.
Bài 6
. Ta có: i =
a
D
= 2 mm; N = L/i = 8,5 (ly N = 8); quan sát thy N + 1 = 9 vân sáng và N = 8 vân ti.
Bài 7
. Khong vân: i =
a
D
= 1,5 mm. Ta có: N = L/i = 8,34; s vân sáng: N
s
= 9; s vân ti: N
t
= 8; tng
vân sáng và vân ti trong min giao thoa: N
s
+ N
t
= 17.
Bài 8. i =
a
D
= 0,45.10
-3
m;
i
x
M
= 11,1; ti M có vân sáng bc 11;
i
x
N
= 22,2; ti N có vân sáng bc 22;
trên MN có 34 vân sáng, 33 vân ti.
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Lý thuyt vàcác dng bài tp vt lý12 GV:Lê Vn Long
Phn V: Sóng ánh sáng Luyn thi i hc và Cao ng
3. Giao thoa vi ánh sáng hn hp – Giao thoa vi ánh sáng trng
* Các công thc:
Giao thoa vi ngun phát ánh sáng gm mt s ánh sáng n sc khác nhau:
trí vân trùng (cùng màu): x = k
1
1
= k
2
2
= … = k
n
n
; vi k Z.
Khong cách ngn nht gia 2 vân trùng: Ti v trí có k
1
= k
2
= … = k
n
= 0 là vân trùng trung tâm,
do ó khong cách gn nhau nht gia hai vân trùng úng bng khong cách t vân trùng trung tâm
n vân trùng bc 1 ca tt c các ánh sáng n sc: x = k
1
1
= k
2
2
= … = k
n
n
; vi k N nh
nht 0.
Giao thoa vi ngun phát ra ánh sáng trng (0,38
m
0,76
m):
t qu giao thoa: chính gia màn là vt sáng trng, hai bên có nhng di màu nh cu vòng, tím
trong, ngoài.
Ánh sáng n sc cho vân sáng nu: x = k
a
D
; k
min
=
d
D
ax
; k
max
=
t
D
ax
; =
Dk
ax
; vi k Z.
Ánh sáng n sc cho vân ti nu: x = (2k + 1)
a
D
2
.
; k
min
=
2
1
d
D
ax
; k
max
=
2
1
t
D
ax
; =
)12(
2
kD
ax
.
rng quang ph bc n trong giao thoa vi ánh sáng trng:
x
n
= n
a
D
td
)(
= n.
x
1
(vi
1
x =
dt
D
a
: b rng quang ph bc 1).
Bài tp ví d
Bài 1
. Trong thí nghim Young v giao thoa ánh sáng, khong cách gia hai khe là 1,2mm, khong cách t
hai khe n màn là 2,0m. Ngi ta chiu ng thi hai bc xn sc
1
= 0,48
m và
2
= 0,60
m vào
hai khe. Tính khong cách ngn nht gia các v trí mà vân sáng hai bc x trùng nhau.
* Gi ý cách gi
i:
- V trí trùng nhau ca 2 bc x:
11
1 2 12
ss12
21
Dk
5
x = x k = k = =
a ak
4
. Do khong cách ngn
nht gia các v trí trùng nhau nên chn (k
1
, k
2
): (5, 4) (v trí trùng nhau ó ng vi vân sáng bc 5 ca
1
và bc 4 ca
2
). Do ó khong cách ngn nht gia hai v trí trùng nhau ca 2 vân sáng ca hai bc x là:
1
-33
1
s5
D 0,48.10 2.10
x = x = 5 = 5 = 4mm
a 1,2
(hoc
2
s4
x = x = 4mm
).
Bài 2. Trong thí nghim Young v giao thoa ánh sáng, ngi ta chiu ánh sáng trng
(0,38
m
0,75
m) vào hai khe. Hi ti v trí ng vi vân sáng bc ba ca ánh sáng vàng, vi bc
sóng
V
= 0,60
m, còn có vân sáng ca ánh sáng n sc nào ?
* Gi ý cách gii: Gi s ti v trí vân sáng bc 3 ca ca ánh sáng vàng còn có vân sáng bc k ca bc x
. Ta có:
VV
s3s
D 3
D 1,8
x = x 3 = k
= m
a a kk
V
k
. Gi thit: 0,38
m
0,75
m nên:
0,38
m
1,8
k
0,75
m
1,8
k = 3 = = 0,6 m :
k
2,4 k 4,7
1,8
k = 4 = = 0,45 m
4
loai
- Vy, ti vân sáng bc 3 ca ánh sáng vàng còn có vân sáng bc 4 ca ánh sáng có
= 0,45 m
.
Bài 3
. Trong thí nghim giao thoa ánh sáng ca Young, khong cách gia 2 khe là a = 2mm, khong cách
mt phng cha 2 khe n màn là 2m. S dng ánh sáng trng có bc sóng t 0,40
m n 0,75
m.
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
[...]... ng bài t p v t lý12 bu F -X C h a n ge O W ! PD O W ! PD c u -tr a c k c F -X C h a n ge c u -tr a c k y to có 9 vân sáng c a b c x có b c sóng 1 và có 17 - 9 + 3 = 11 ai2 L = 0,48.10-6 m = 2,4.10-3 m 2= 11 1 D D D 3 Bài 2 Các vân trùng có: k1 1 = k2 2 k2 = k1 1 = k1; các vân sáng trùng ng v i k1 = 0, 4, 8, 12, a a 4 2 x D xM và k2 = 0, 3, 6, 9, Vì i1 = 1 = 1,8.10 -3 m = 3,1; N = 12, 2 trên n MN có... 3,1; N = 12, 2 trên n MN có 9 vân sáng a i1 i1 x D xM = 2,3; N = 9,2 a b c x 1 (t vân sáng b c 4 n vân sáng b c 12) Vì i2 = 2 = 2,4.10 -3 m i2 a i2 trên n MN có 9 vân sáng c a b c x 1 (t vân sáng b c 3 n vân sáng b c 9) V y trên n MN có 3 vân sáng trùng nhau c a 2 b c x ng v i k1 = 4; 8 và12và k2 = 3; 6 và 9 D D D Bài 3 V trí vân trùng có: k1 1 = k2 2 = k3 3 9k1 = 8k2 = 6k3 Kho ng cách ng n nh t gi... t phía so v i vân trung tâm, cách vân trung tâm l n l t là 5,5 mm và 22 mm Tìm s v trí vân sáng trùng nhau c a hai b c x trên n MN S: Trên n MN có 3 vân sáng trùng nhau c a 2 b c x ng v i k1 = 4; 8 và12và k2 = 3; 6 và 9) Bài 3 Trong thí nghi m Young v giao thoa ánh sáng, kho ng cách gi a hai khe là 2 mm, kho ng cách t hai khe n màn là 2 m Dùng ngu n sáng phát ra ba b c x n s c 1 = 0,4 m, 2 = 0,45... vân trùng g n nhau nh t có 8 vân màu vân sáng c a b c x có b c sóng 2 i2 = d c nên vân trùng u tiên tính t vân vân trung tâm là vân sáng b c 9 c a ánh sáng màu l c 9.500 9.575 kd d Ta có: = 6,25 kd = 7 ,12 Vì kd Z nên kd = 7 = 560 nm l= 720 720 kl Bài 5 T i M ta có: dM = 2,1.10-6 m = 3.0,7.10-6 m = 3 1, do ó t i M có vân sáng c a b c x có b c sóng 1 i N ta có: d N = 0,9.10-6 m = 1,5.0,6.10-6 m = 1,5 2,... V: Sóng ánh sáng Luy n thi i h c và Cao ng w d o m D L = 3.10 -3 m; = 8 a i1 1 o Bài 1 Ta có: i1 = lic k c C m o d o w w w w w C lic k to bu N y N GV: Lê V n Long Lý thuy t vàcác d ng bài t p v t lý12 bu F -X C h a n ge O W ! PD O W ! PD c u -tr a c k c F -X C h a n ge c u -tr a c k y to c sóng c sóng ng Bài t p ví d n th gi a hai u an t và cat t c a ng tia R nghen ( ng Cu-lit-gi ) là 1,2kV Coi v... m) hc 1 Trong ng Culitgi : mv 2 = eU0AK = hfmax = Trong ó: h = 6,625.10-34 J.s: H ng s Pl max 2 min lic k c C m o d o w w w w w C lic k to bu N y N GV: Lê V n Long Lý thuy t vàcác d ng bài t p v t lý12 bu F -X C h a n ge O W ! PD O W ! PD c u -tr a c k c F -X C h a n ge c u -tr a c k y to = UAKmax = hc e = 31.103 V min P 1 = 0,04 A b) Ta có: mv 2 = eU0 = eU 2 max U 2 hf Bài 4 Ta có: eUAK = hfmax UAK... 6 L ng t ánh sáng nhé! Ph n V: Sóng ánh sáng Luy n thi i h c và Cao ng d o m hc o Bài 2 Ta có: eUAK lic k c C m o d o w w w w w C lic k to bu N y N GV: Lê V n Long Lý thuy t vàcác d ng bài t p v t lý12 bu F -X C h a n ge O W ! PD O W ! PD c u -tr a c k c