Bài 24 Tán sắc ánh sáng Bài 24 1 trang 64 SBT Lí 12 Dải sáng bảy màu thu được trong thí nghiệm thứ nhất của Niu tơn được giải thích là do A thuỷ tinh đã nhuộm màu cho ánh sáng B lăng kính đã tách riên[.]
Bài 24: Tán sắc ánh sáng Bài 24.1 trang 64 SBT Lí 12: Dải sáng bảy màu thu thí nghiệm thứ Niu-tơn giải thích A thuỷ tinh nhuộm màu cho ánh sáng B lăng kính tách riêng bảy chùm sáng bảy màu có sẵn chùm ánh sáng Mặt Trời C lăng kính làm lệch chùm sáng phía đáy nên làm thay đổi màu sắc D hạt ánh sáng bị nhiễu loạn truyền qua thuỷ tinh Lời giải: Dải sáng bảy màu thu thí nghiệm thứ Niu-tơn giải thích lăng kính tách riêng bảy chùm sáng bảy màu có sẵn chùm ánh sáng Mặt Trời Chọn đáp án B Bài 24.2 trang 64 SBT Lí 12: Một chùm ánh sáng mặt trời hẹp rọi xuống mặt nước bể bơi tạo đáy bể vệt sáng A có màu trắng dù chiếu xiên hay chiếu vng góc B có nhiều màu dù chiếu xiên hay chiếu vng góc C có nhiều màu chiếu xiên có màu trắng chiếu vng góc D khơng có màu dù chiếu Lời giải: Một chùm ánh sáng mặt trời hẹp rọi xuống mặt nước bể bơi tạo đáy bể vệt sáng có nhiều màu chiếu xiên có màu trắng chiếu vng góc Chọn đáp án C Bài 24.3 trang 64 SBT Lí 12: Khi sóng ánh sáng truyền từ môi trường sang mơi trường khác A tần số khơng đổi, bước sóng thay đổi B bước sóng khơng đổi, tần số thay đổi C tần số lẫn bước sóng khơng đổi D tần số lẫn bước sóng thay đổi Lời giải: Khi ánh sáng truyền từ mơi trường sang mơi trường khác chiết suất n thay đổi Mà v = c nên vận tốc ánh sáng v thay đổi n Lại có v = λf, tần số f không đổi nên bước sóng λ thay đổi Chọn đáp án A Bài 24.4 trang 65 SBT Lí 12: Khi chùm sáng đơn sắc truyền từ khơng khí vào thuỷ tinh A tần số tăng, bước sóng giảm B tần số giảm, bước sóng giảm C tần số khơng đổi, bước sóng giảm D tần số khơng đổi, bước sóng tăng Lời giải: Ta có: v c n nkk < nthuỷtinh (vì < 1,5) nên chùm sáng đơn sắc từ khơng khí vào thuỷ tinh n tăng => vận tốc v giảm Lại có v = λf, tần số f không đổi mà vận tốc giảm nên bước sóng λ giảm Chọn đáp án C Bài 24.5 trang 65 SBT Lí 12: Gọi nc, nl nL nv chiết suất thuỷ tinh tia chàm, lam, lục vàng, xếp thứ tự ? A nc > nl > nL > nv B nc < nl < nL < nv C nc > nL > nl > nv D nc < nL < nl < nv Lời giải: Ta có chiết suất ánh sáng đơn sắc: nc > nl > nL > nv Chọn đáp án A Bài 24.6 trang 65 SBT Lí 12: Phát biểu sau sai nói ánh sáng đơn sắc ? A Ánh sáng đơn sắc ánh sáng không bị tán sắc qua lăng kính B Trong mơi trường truyền, vận tốc ánh sáng tím nhỏ vận tốc ánh sáng đỏ C Trong chân không, ánh sáng đơn sắc khác truyền với vận tốc D Chiết suất môi trường suốt ánh sáng đỏ lớn chiết suất mơi trường ánh sáng tím Lời giải: D sai vì: Chiết suất môi trường suốt ánh sáng đỏ nhỏ chiết suất mơi trường ánh sáng tím Chọn đáp án D Bài 24.7 trang 65 SBT Lí 12: Chiếu xiên chùm sáng hẹp gồm hai ánh sáng đơn sắc vàng lam từ khơng khí tới mặt nước A chùm sáng bị phản xạ toàn phần B so với phương tia tới, tia khúc xạ lam bị lệch tia khúc xạ vàng C tia khúc xạ ánh sáng vàng, cịn tia sáng lam bị phản xạ tồn phần D so với phương tia tới, tia khúc xạ vàng bị lệch tia khúc xạ lam Lời giải: Theo định luật khúc xạ ánh sáng ta có: sin i = nvsinrv (n1 = nkk = 1) sin i = nlsinrl Do nv < nl = rv > rl nên so với phương tia tới, tia khúc xạ vàng bị lệch tia khúc xạ lam Chọn đáp án D Bài 24.8 trang 65 SBT Lí 12: Chiếu từ nước khơng khí chùm tia sáng song song hẹp (coi tia sáng) gồm thành phần đơn sắc: tím, lam, đỏ, lục, vàng Tia ló đơn sắc màu lục là mặt nước (sát với mặt phân cách hai môi trường) Không kể tia đơn sắc màu lục, tia ló ngồi khơng khí tia đơn sắc màu: A lam, tím B đỏ, vàng, lam C đỏ, vàng D tím, lam, đỏ Lời giải: Theo định luật khúc xạ ánh sáng ta có: sin i = n.sinr (n1 = nkk = 1) Có nt > nlam > nluc > nv > nd => it < ilam < iluc < iv < iđ (1) Tia ló màu vàng sát mặt nước => bắt đầu xảy tượng phản xạ toàn phần với tia đơn sắc vàng, lúc i = ighv Các ánh sáng đơn sắc có chiết suất với nước lớn chiết suất ánh sáng vàng với nước có góc tới giới hạn nhỏ ighv => bị phản xạ toàn phần (chàm, tím) => tia ló ngồi khơng khí đỏ, vàng Chọn đáp án C Bài 24.9 trang 66 SBT Lí 12: Tính chu kì tần số xạ sau đây: a) Bức xạ vàng natri, biết bước sóng λ = 0,589 μm b) Bức xạ lục thủy ngân, biết bước sóng λ = 0,546 μm c) Bức xạ da cam krypton, biết bước sóng λ = 0,606 μm d) Bức xạ đỏ heli, biết bước sóng λ = 0,706 μm Lời giải: Áp dụng cơng thức tính: T ;f c T a) Bức xạ vàng natri 0,589.106 T 1,965.1015 s c 3.10 f 1 5,093.1014 Hz 15 T 1,96.10 b) Bức xạ lục thủy ngân 0,546.106 T 1,82.1015 s c 3.10 f 1 5,5.1014 Hz 15 T 1,82.10 c) Bức xạ da cam krypton 0,606.106 T 2,02.1015 s c 3.10 f 1 4,95.1014 Hz 15 T 2,02.10 d) Bức xạ đỏ heli 0,706.106 T 2,35.1015 s c 3.10 f 1 4,25.1014 Hz 15 T 2,35.10 Bài 24.10 trang 66 Sách tập Vật Lí 12: Một lăng kính thuỷ tinh có góc chiết quang A = 50, coi nhỏ, có chiết suất ánh sáng đỏ ánh sáng tím nđ = 1,643 nt = 1,685 Cho chùm tia sáng trắng, hẹp rọi gần vuông góc vào mặt bên lăng kính Tính góc tia đỏ tia tím sau khỏi lăng kính Lời giải: Góc lệch ∆D tia đỏ tia tím : ∆D = Dt – Dđ = (nt − 1)A − (nđ − 1)A = (nt - nđ)A = (1,685 - 1,643).50 = 0,210 = 12,6' Bài 24.11 trang 66 Sách tập Vật Lí 12: Một lăng kính thuỷ tinh có góc chiết quang A = 600, có chiết suất ánh sáng đỏ ánh sáng tím nđ = 1,5140 nt = 1,5368 Một chùm tia sáng mặt trời hẹp rọi vào mặt bên lăng kính góc tới i = 500 Chùm tia ló rọi vng góc vào đặt cách lăng kính khoảng f = m Tính khoảng cách vết sáng đỏ vết sáng tím thu Lời giải: Xét tia đỏ: sin id1 = nd.sin rd1 sin i sin 500 0,7660 sin rd 0,5059 n d 1,5140 1,5140 ⇒ rđ = 30°24'; r'đ = A - rđ = 60° - 30°24’ = 29°36' sin r'đ = sin 29°36’ = 0,4940 sini'đ = nđsinr'đ = 1,5140.0,4940 = 0,74791 ⇒ i'đ = 48°25' Dđ = iđ + i'đ - A = 50o + 48o25' - 60o ⇒ Dđ = 38o25' Xét tia tím: sin it1 = nt.sin rt1 sin i t1 sin 500 0,7660 sinrt 0,49843 nt 1,5368 1,5368 => r't = 29o54' r't = 60o - 29o54' = 30o06'; sin30o06' = 0,5015 sini't = 1,5368.0,5015 = 0,77070 => i't = 50o25' Dt = 50o + 50o25' - 60 = 40o25' Khoảng cách vết sáng đỏ vết sáng tím : 2f tan D t Dd 2.1000.0,0175 35mm Bài 24.12 trang 66 Sách tập Vật Lí 12: Một lăng kính có góc chiết quang A = 6o (coi góc nhỏ) đặt khơng khí Chiếu chùm ánh sáng trắng song song, hẹp vào mặt bên lăng kính theo phương vng góc với mặt phẳng phân giác góc chiết quang, gần cạnh lăng kính Đặt ảnh E sau lăng kính, vng góc với phương chùm tia tới cách mặt phẳng phân giác góc chiết quang 1,2 m Chiết suất lăng kính ánh sáng đỏ nđ = 1,642 ánh sáng tím nt = 1,685 Tính độ rộng từ màu đỏ đến màu tím quang phổ liên tục quan sát ảnh Lời giải: Gọi A góc chiết quang lăng kính; H giao điểm đường kéo dài tia tới với ảnh; Đ T vết tia đỏ tia tím ảnh Góc lệch tia đỏ tia tím Dđ = A(nđ - 1) Dt = A(nt - 1) Khoảng cách từ vết đỏ vết tím đến điểm H là: HĐ = AH.tanDđ = AH.tanA(nđ - 1) HT = AH.tanDt = AH.tanA(nt - 1) Độ rộng từ màu đỏ đến màu tím quang phổ liên tục ảnh : ĐT = HT - HĐ = AH[tanA(nt - 1) - tanA(nđ - 1)] với A = 6o; nt - 1,685 ; nđ = 1,642 ; AH = 1,2 m ĐT = 5,4 mm Bài 24.13* trang 66 Sách tập Vật Lí 12: Một tia sáng trắng chiếu vng góc vào mặt nước chậu nước Dưới đáy chậu có gương phẳng đặt nghiêng, mặt gương làm với mặt nước góc 15o Cho chiết suất nước ánh sáng đỏ nđ = 1,329 ánh sáng tím nt = 1,344 Tính góc tia tím tia đỏ khỏi mặt nước Lời giải: Tia sáng trắng chiếu vng góc với mặt nước, trở lại mặt nước ánh sáng trắng Nhưng khúc xạ khỏi mặt nước, tia sáng bị tách thành tia sáng đơn sắc khác có tán sắc ánh sáng Có thể coi tia sáng trắng qua lăng kính nước có góc chiết quang A = 2.10o = 30o Do chiếu vng góc với mặt nước, nên góc tới tia sáng mặt sau lăng kính r = A = 30o Gọi góc ló tia đỏ iđ, ta có: siniđ = nđsinr = 1,329sin30o = 1,329 siniđ = 0,6645 ⇒ iđ = 41,64o Góc ló tia tím it, ta có: sinit = ntsinr = 1,344sin30o = sinit = 0,672 ⇒ it = 42,22o Góc tia tím tia đỏ là: 1,344 Δi = it - iđ = 42,22 - 41,64 = 0,58o = 34'48'' Bài 25: Giao thoa ánh sáng Bài 25.1 trang 67 SBT Lí 12: Hai nguồn sáng hai nguồn sáng kết hợp ? A Hai đèn đỏ B Hai C Hai đèn LED lục D Hai ảnh thật đèn xanh qua hai thấu kính hội tụ khác Lời giải: Hai nguồn sáng kết hợp hai ảnh thật đèn xanh qua hai thấu kính hội tụ khác Chọn đáp án D Bài 25.2 trang 67 SBT Lí 12: Trong thí nghiệm với khe Y-âng, dùng ánh sáng tím có bước sóng 0,4 μm khoảng vân đo 0,2 mm Nếu dùng ánh sáng đỏ có bước sóng 0,7 μm khoảng vân đo A 0,3 mm B 0,35 mm C 0,4 mm D 0,45 mm Lời giải: i D i 1 a i2 2 i2 i1 0,2.0,7 0,35mm 1 0,4 Chọn đáp án B Bài 25.3 trang 67 SBT Lí 12: Ánh sáng đơn sắc màu lam - lục, có tần số A 6.1012 Hz B 6.1013 Hz C 6.1014 Hz D 6.1015 Hz Lời giải: Bước sóng ánh sáng lục λ = 0,55μm ... trị số đây: k1 12 16 20 k2 12 15 Vì 5,5 mm ≤ x ≤ 22mm nên k1 lấy ba trị số 4,8 ,12 tương ứng với ba trị số k2 3, 6, Vậy có ba vân sáng trùng Chọn đáp án D Bài 25 .12 trang 69 SBT Lí 12: Trong thí... mm D 0,45 mm Lời giải: i D i 1 a i2 2 i2 i1 0,2.0,7 0,35mm 1 0,4 Chọn đáp án B Bài 25.3 trang 67 SBT Lí 12: Ánh sáng đơn sắc màu lam - lục, có tần số A 6.1 012 Hz B 6.1013 Hz... khỏi lăng kính Lời giải: Góc lệch ∆D tia đỏ tia tím : ∆D = Dt – Dđ = (nt − 1)A − (nđ − 1)A = (nt - nđ)A = (1,685 - 1,643).50 = 0,210 = 12, 6'' Bài 24.11 trang 66 Sách tập Vật Lí 12: Một lăng kính