bài tập vật lý nâng cao cho ai muốn ôn thi lấy điểm 9+ 10 + Vật lí học có mục đích miêu tả càng nhiều hiện tượng khác nhau trong tự nhiên chỉ bằng một số nhỏ các quy luật đơn giản nhất. Do vậy, vật lí học nhằm mục đích liên hệ những thứ mà con người quan sát được với nguyên nhân gây ra chúng, và sau đó kết nối những nguyên nhân này với nhau.
GV Đỗ Thị Nghiên – 0977357432 – THPT Việt Yên số Trang CHƯƠNG V SÓNG ÁNH SÁNG CHỦ ĐỀ TÁN SẮC ÁNH SÁNG I Tán sắc ánh sáng Hiện tượng tán sắc ánh sáng: a/ ĐN Là tượng ánh sáng bị tách thành nhiều màu khác qua mặt phân cách hai môi trường suốt b/ Nguyên nhân - Chiết chất làm lăng kính khác ánh sáng đơn sắc khác nhau: chiếtsuất ánh sáng đỏ nhỏ nhất, ánh sáng tìm lớn - Chiết suất môi trường suốt phụ thuộc vào chất môi trường màusắc ánh sáng (tần số, bước sóng) c/ Ứng dụng - Để giải thích tượng như: cầu vồng, màu sắc sặc sỡ kim cương,… - 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 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 vơ số ánh sáng đơn sắc có màu biến thiên liêntục từ đỏ đến tím Tính chất: - Ánh sáng trắng bị tán sắc qua lăng kính - Ánh sáng trắng (trong chân khơng) có bước sóng nằm giới hạn: 0,38 m 0,76 m - Vùng ánh sáng trắng hày gọi vùng ánh sáng nhìn thấy (khả kiến) * Chú ý: Ánh sáng trắng tập hợp màu (đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm, tím)hay màu sơ cấp (đỏ, lục, lam) ƠN THI HSG 12 Chương 5: Sóng ánh sáng GV Đỗ Thị Nghiên – 0977357432 – THPT Việt Yên số Trang II Ôn tập khúc xạ ánh sáng Lưu ý - Khi chùm ánh sáng trắng hẹp từ khơng khí vào mơi trường có chiết suất n thì: rđỏ> r > rtím - Khi chùm ánh sáng trắng hẹp từ mơi trường có chiết suất n khơng khí thì: igh đỏ> igh > igh tím ƠN THI HSG 12 Chương 5: Sóng ánh sáng GV Đỗ Thị Nghiên – 0977357432 – THPT Việt Yên số Trang Có trường hợp xảy ra: + Khi i < igh tím: Tất tia ló ngồi khơng khí với rđỏ< r< rtím + Khi i > igh đỏ: Tất tia phản xạ toàn phần mặt phân cách, chùm tia phản xạ chùm ánh sáng trắng + Khi i = igh lục: Tia Lục sát mặt phân cách Các tia ló ngồi khơng khí là: Đỏ, Cam, Vàng Các tia phản xạ tồn phần: Lam, Chàm, Tím 3: Tán sắc qua thấu kính ƠN THI HSG 12 Chương 5: Sóng ánh sáng GV Đỗ Thị Nghiên – 0977357432 – THPT Việt Yên số Trang Bài tập vận dụng Bài Bước sóng ánh sáng đỏ khơng khí 0,64 m Tính bước sóng ánh sáng nước biết chiết suất nước ánh sáng đỏ Bài Một ánh sáng đơn sắc có bước sóng khơng khí 0,6 m chất lỏng suốt 0,4 m Tính chiết suất chất lỏng ánh sáng Bài Một chùm ánh sáng hẹp, đơn sắc có bước sóng chân khơng = 0,60 m Xác định chu kì, tần số ánh sáng Tính tốc độ bước sóng ánh sáng truyền thủy tinh có chiết suất n = 1,5 Bài Một bể sâu 1,5m chứa đầy nước Một tia sáng Mặt Trời rọi vào mặt nước bể góc tới i, có tani = 4/3 Biết chiết suất nước ánh sáng đỏ ánh sáng tím n đ = 1,328 nt = 1,343 Bề rộng quang phổ tia sáng tạo đáy bể A 19,66 mm B 14,64 mm C 12,86 mm D 16,99 mm Bài Góc chiết quang lăng kính Chiếu tia sáng trắng vào mặt bên lăng kính, theo phương vng góc với mặt phẳng phân giác góc chiết quang Đặt quan sát, sau lăng kính, song song với mặt phẳng phân giác lăng kính cách mặt phân giác đoạn 1,5m Chiết suất lăng kính tia đỏ n đ = 1,50 tia tím n t = 1,54 Độ rộng quang phổ liên tục quan sát A 9,3 mm B 7,0 mm C 6,5 mm D 8,4 mm Bài Chiếu chùm sáng trắng song song, hẹp, coi tia sáng vào bể nước góc tới 60 Chiều sâu bể nước 100 cm Dưới đáy bể có gương ƠN THI HSG 12 Chương 5: Sóng ánh sáng GV Đỗ Thị Nghiên – 0977357432 – THPT Việt Yên số Trang phẳng, đặt song song với mặt nước Chiết suất nước ánh sáng tím 1,34 ánh sáng đỏ 1,33 Chiều rộng dải màu mà ta thu chùm sáng ló A 0,009 cm B 0,09 m C 1,1 cm D 0,0009 m Bài Một thấu kính hội tụ có hai mặt cầu, bán kính 20 cm Chiết suất thấu kính tia tím 1,69 tia đỏ 1,60, đặt thấu kính khơng khí Độ biến thiên độ tụ thấu kính đối tia đỏ tia tím A 0,46 dp B 0,9 dp C 64,1 dp D 46,1 dp Bài Bước sóng ánh sáng đơn sắc mơi trường vật chất chiết suất n = 1,6 600 nm Bước sóng nước chiết suất n’ = 4/3 A 459 nm B 500 nm C 720 nm D 760 nm Bài Một lăng kính thuỷ tinh có góc chiết quang A = Chiết suất thuỷ tinh làm lăng kính ánh sáng màu đỏ ánh sáng màu tím n đ = 1,6444 nt = 1,6852 Chiếu chùm ánh sáng trắng hẹp, coi tia sáng, vào mặt bên lănh kính theo phương vng góc với mặt Góc tạo tia ló màu đỏ màu tím A 0,57 rad B 0,0057 rad C 0,057 rad D 0,0075 rad Bài 10 Trong thí nghiệm người ta chiếu chùm ánh sáng đơn sắc song song hẹp vào cạnh lăng kính có góc chiết quang A = theo phương vng góc với mặt phẳng phân giác góc chiết quang Sử dụng ánh sáng vàng, chiết suất lăng kính 1,65 góc lệch tia sáng A 4,00 B 5,20 C 6,30 D 7,80 Bài 11 Một lăng kính thuỷ tinh có góc chiết quang A = 0, có chiết suất ánh sáng đỏ ánh sáng tím n đ = 1,643 nt = 1,685 Cho chùm sáng trắng hẹp rọi vào mặt bên lăng kính góc tới i nhỏ Độ rộng góc γ quang phổ ánh sáng mặt trời cho lăng kính A 0,0420 B 0,210 C 2,50 D 50 Bài 12 Một tia sáng trắng chiếu tới hai mặt song song với góc tới 60 Biết chiết suất mặt tia tím n t = 1,732; tia đỏ n đ = 1,700 Bề dày mặt e = cm Độ rộng chùm tia ló khỏi mặt A 0,014 cm B 0,024 cm C 0,044 cm D 0,034 cm Bài 13 Chiếu chùm tia sáng song song, hẹp vào mặt bên lăng kính có góc chiết quang A = 100 theo phương vng góc với mặt phân giác góc chiết quang Chiết suất lăng kính tia đỏ n đ = 1,50, tia tím n t = 1,54 Trên M đặt song song cách mặt phân giác đoạn 1,5 m, ta thu mảng màu có bề rộng A 12 mm B 10 mm C 11 mm D 13 mm Bài 14 Chiếu tia sáng trắng tới vng góc với mặt bên lăng kính có góc chiết quang A = 40 Chiết suất lăng kính ánh sáng đỏ ánh sáng tím nđ = 1,643 nt = 1,685 Góc tia ló màu đỏ màu tím ƠN THI HSG 12 Chương 5: Sóng ánh sáng GV Đỗ Thị Nghiên – 0977357432 – THPT Việt Yên số Trang A 1,66 rad B 2,93.103 rad C 2,93.10-3 rad D 3,92.10-3 rad Bài 15 Tính tỉ số tiêu cự thấu kính ánh sáng đỏ ánh sáng tím Biết chiết suất thấu kính ánh sáng đỏ 1,5 ánh sáng tím 1,6 A 1,45 B 0,68 C 0,83 D 1,2 Bài 16 Một lăng kính thủy tinh có góc chiết quang A = 0, đặt khơng khí Chiết suất lăng kính ánh sáng đỏ tím 1,643 1,685 Chiếu chùm tia sáng song song, hẹp gồm hai xạ đỏ tím vào mặt bên lăng kính theo phương vng góc với mặt Góc tạo tia đỏ tia tím sau ló khỏi mặt bên lăng kính xấp xỉ A 1,4160 B 0,3360 C 0,1680 D 13,3120 Trắc nghiệm Sóng ánh sáng (40 câu) Câu Ánh sáng đơn sắc có tần số 4.10 14 Hz Bước sóng ánh sáng chân không A.0,75m B.0,75mm C 0,75μm D.0,75nm Câu Bước sóng ánh sáng mơi trường chiết suất n = 1,6 600nm Bước sóng nước chiết suất n ’ = 4/3 là: A 450nm B 500nm C 720nm D.760nm Câu Một sóng ánh sáng đơn sắc có bước sóng khơng khí 0,6 μm Bước sóng ánh sáng đơn sắc nước (n = 4/3) là: A 0,8μm B.0,45μm C 0,75μm D 0,4μm Câu 4.Một ánh sáng đơn sắc có tần số truyền khơng khí 4.10 14 Hz, truyền vào chất lỏng có chiết suất n = 4/3 thìtần số bằng: A 3.1014Hz B 4.1014Hz C 5.1014Hz D 6.1014Hz Câu Một ánh sáng đơn sắc có bước sóng khơng khí 700nm chất lỏng suốt 560nm Chiết suất chất lỏng ánh sáng A.5/4 B.0,8 C 0,225 D.0,85 Câu Chiết suất môi trường 1,65 ánh sáng chiếu vào có bước sóng 0,5 m Vận tốc truyền tần số sóng ánh sáng là: A v = 1,82.108m/s f = 3,64.1014Hz B v = 1,82.106m/s f = 3,64.1012Hz C v = 1,28.108m/s f = 3,46.1014Hz D v = 1,28.106m/s f = 3,46.1012Hz Câu 10.Một ánh sáng đơn sắc có f = 4.10 15Hz Cho vận tốc ánh sáng chân không 3.108 m/s Chiết suất nước 4/3 A.Vận tốc ánh sáng nước 2,25.10 m/s B.Vận tốc ánh sáng nước 4.10 8m/s C Tần số ánh sáng nước 3.10 15Hz D.Tần số ánh sáng nước 5,3.10 15Hz Câu 11: Chọn câu sai câu sau: ƠN THI HSG 12 Chương 5: Sóng ánh sáng GV Đỗ Thị Nghiên – 0977357432 – THPT Việt Yên số Trang A Ánh sáng đơn sắc ánh sáng không bị tán sắc qua lăng kính B Mỗi ánh sáng đơn sắc khác có màu sắc định khác C Ánh sáng trắng tập hợp ánh sáng đơn sắc: đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm, tím D Lăng kính có khả làm tán sắc ánh sáng Câu 12: Chọn câu trả lời không đúng: A Đại lượng đặc trưng cho ánh sáng đơn sắc tần số B Tốc độ ánh sáng đơn sắc không phụ thuộc môi trường truyền C Chiết suất chất làm lăng kính ánh sáng đỏ nhỏ ánh sáng lục D Sóng ánh sáng có tần số lớn tốc độ truyền mơi trường suốt nhỏ Câu 13: Gọi nc, nl, nL, nv chiết suất thuỷ tinh tia chàm, lam, lục, vàng Sắp xếp thứ tự ? A nc> nl> nL> nv B nc < nl< nL< nv C nc> nL> nl> nv D nc< nL< nl< nv Câu 14: Tại qua lớp kính cửa sổ, ánh sáng trắng không bị tán sắc thành màu ? A Vì kết tán sắc, tia sáng màu qua lớp kính ló ngồi dạng chùm tia chồng chất lên nhau, tổng hợp trở lại thành ánh sáng trắng B Vì kính cửa sổ loại thuỷ tinh không tán sắc ánh sáng C Vì kính cửa sổ khơng phải lăng kính nên khơng tán sắc ánh sáng D Vì ánh sáng trắng ngồi trời sóng khơng kết hợp, nên chúng không bị tán sắc Câu 15: Tán sắc ánh sáng tượng A đặc trưng lăng kính thuỷ tinh B chung cho chất rắn, chất lỏng suốt C chung cho môi trường suốt, trừ chân không D chung cho môi trường suốt, kể chân không Câu 16: Hiện tượng tán sắc xảy cho chùm ánh sáng trắng hẹp qua lăng kính chủ yếu A ánh sáng trắng tập hợp nhiều ánh sáng khác B thuỷ tinh nhuộm màu cho ánh sáng trắng C chiết suất thuỷ tinh phụ thuộc vào màu sắc ánh sáng D xảy tượng giao thoa Câu 17: Hiện tượng cầu vồng giải thích dựa vào tượng sauasastcdd ? A Hiện tượng tán sắc ánh sáng B Hiện tượng giao thoa ánh sáng C Hiện tượng quang điện D Hiện tượng phản xạ tồn phần ƠN THI HSG 12 Chương 5: Sóng ánh sáng GV Đỗ Thị Nghiên – 0977357432 – THPT Việt Yên số Trang Câu 18: Hãy chọn câu 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 tăng C tần số khơng đổi, bước sóng giảm D tần số khơng đổi, bước sóng tăng Câu 19: Khi truyền qua lăng kính, chùm ánh sáng trắng A bị biến thành ánh sáng màu đỏ B bị tách thành nhiều màu C bị lệch phương truyền D bị lệch phương truyền tách thành nhiều màu Câu 20: Trong chùm ánh sáng trắng có A vơ số ánh sáng đơn sắc khác B bảy loại ánh sáng màu là: đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm, tím C ba loại ánh sáng đơn sắc thuộc màu đỏ, lục, lam D loại ánh sáng màu trắng Câu 21: Hiện tượng tán sắc ánh sáng thực chất tượng A đổi màu tia sáng.B chùm sáng trắng bị số màu C tạo thành chùm ánh sáng trắng từ hoà trộn chùm ánh sáng đơn sắc D chùm sáng trắng bị tách thành nhiều chùm đơn sắc khác Câu 22: Khi chiếu chùm ánh sáng trắng hẹp vào lăng kính chùm sáng màu tím bị lệch nhiều Nguyên nhân A chiết suất chất làm lăng kính ánh sáng tím có giá trị nhỏ B chiết suất chất làm lăng kính ánh sáng tím có giá trị lớn C ánh sáng tím bị hút phí đáy lăng kính mạnh so với màu khác D ánh sáng tím màu cuối quang phổ ánh sáng trắng Câu 23: Chọn câu phát biểu không đúng: A Chiết suất môi trường suốt có giá trị khác ánh sáng đơn sắc khác B Các ánh sáng đơn sắc qua lăng kính bị lệch phương truyền mà không bị tán sắc C Ánh sáng màu đỏ bị tán sắc qua lăng kính biến thành ánh sáng màu tím D Trong thí nghiệm tán sắc ánh sáng, chùm ánh sáng màu tím bị lệch nhiều Câu 24: Hãy chọn câu Một 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 Câu 25: Hiện tượng tán sắc ánh sáng xảy A với lăng kính thuỷ tinh ÔN THI HSG 12 Chương 5: Sóng ánh sáng GV Đỗ Thị Nghiên – 0977357432 – THPT Việt Yên số Trang B với lăng kính chất rắn chất lỏng C mặt phân cách hai môi trường chiết quang khác D mặt phân cách môi trường rắn lỏng, với chân không(hoặc khơng khí) Câu 26: Sự phụ thuộc chiết suất vào bước sóng A xảy với chất rắn, lỏng khí.B xảy với chất rắn chất lỏng C xảy chất rắn D tượng đặc trưng thuỷ tinh Câu 27: Hãy chọn câu Khi sóng ánh sáng truyền từ môi trường sang môi trường khác A tần số khơng đổi, bước sóng thay đổi B bước sóng khơng đổi, tần số khơng đổi C tần số bước sóng khơng đổi D tần số lẫn bước sóng thay đổi Câu 28: Hiện tượng tán sắc ánh sáng, thí nghiệm I Niu-tơn, xảy ánh sáng trắng hỗn hợp nhiều ánh sáng đơn sắc khác nhau, A lăng kíng làm thuỷ tinh B lăng kính có góc chiết quang q lớn C lăng kính khơng đặt độ lệch cực tiểu D chiết suất chất - có thuỷ tinh - phụ thuộc bước sóng ánh sáng Câu 29:Hiện tượng cầu vồng giải thích dựa vào tượng sau? A.Hiện tượng tán sắc ánh sáng B Hiện tượng phản xạ toàn phần C Hiện tượng giao thoa ánh sáng D Hiện tượng quang điện Câu 30: Một sóng ánh sáng đơn sắc đặc trưng A màu sắc ánh sáng B tần số ánh sáng C tốc độ truyền ánh sáng D chiết suất lăng kính ánh sáng Câu 31: Chọn câu trả lời câu sau: A Sóng ánh sáng có phương dao động dọc theo phương truyền ánh sáng B Ứng với ánh sáng đơn sắc, sóng ánh sáng có chu kì định C Tốc độ ánh sáng môi trường lớn chiết suất môi trường lớn D Ứng với ánh sáng đơn sắc, bước sóng khơng phụ thuộc vào chiết suất môi trường ánh sáng truyền qua Câu 32: Bước sóng xạ da cam chân khơng 600nm tần số xạ là: A 5.1012Hz B 5.1013Hz C 5.1014Hz D 5.1015Hz Câu 33: Một sóng điện từ đơn sắc có tần số 60 GHz có bước sóng chân không là: A 5mm B 5cm C 500 μmm D 50 μmm Câu 34: Bước sóng ánh sáng đơn sắc môi trường vật chất chiết suất n = 1,6 600nm Bước sóng nước chiết suất n’ = 4/3 A 459nm B 500nm C 720nm D 760nm ÔN THI HSG 12 Chương 5: Sóng ánh sáng GV Đỗ Thị Nghiên – 0977357432 – THPT Việt Yên số Trang 10 Câu 35: Một ánh sáng đơn sắc có tần số dao động 5.10 13Hz, truyền môi trường có bước sóng 600nm Tốc độ ánh sáng mơi trường A 3.108m/s B 3.107m/s C 3.106m/s D 3.105m/s Câu 36: Chiếu tia sáng trắng vào lăng kính có góc chiết quang A = góc tới hẹp Biết chiết suất lăng kính ánh sáng đỏ tím 1,62 1,68 Độ rộng góc quang phổ tia sáng sau ló khỏi lăng kính A 0,015 rad B 0,0150 C 0,24 rad D 0,240 Câu 37: Một thấu kính thuỷ tinh, có hai mặt cầu lồi giống nhau, bán kính mặt 20 cm Chiết suất thấu kính tia đỏ n đ = 1,50 tia tím n t = 1,54 Khoảng cách tiêu điểm tia đỏ tiêu điểm tia tím bao nhiêu? A 1,49 cm B 1,25 cm C 1,60 cm D 2,45 cm Câu 38 Chiếu chùm sáng trắng hẹp tới mặt chậu nước góc tới i = 600 chiết suất nước với ánh sáng đỏ tím n đ = 1,31; nt = 1,38 Độ sâu lớp nước h = 30cm, đáy chậu đặt gương phẳng nằm ngang Bề rộng dải quang phổ liên tục thu mặt nước A 4,5cm B 2,25 cm C 5,4cm D 3,25 m Câu 39 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 tím, lam, đỏ B đỏ, vàng, lam C đỏ, vàng D lam, tím Câu 40 Một lăng kính thủy tinh có góc chiết quang A = , đặt khơng khí Chiết suất lăng kính ánh sáng đỏ tím 1,643 1,685 Chiếu chùm tia sáng song song, hẹp gồm hai xạ đỏ tím vào mặt bên lăng kính theo phương vng góc với mặt Góc tạo tia đỏ tia tím sau ló khỏi mặt bên lăng kính xấp xỉ A 1,4160 B 0,3360 C 0,1680 D 13,3120 -CHỦ ĐỀ GIAO THOA ÁNH SÁNG I.Giao thoa ánh sáng đơn sắc Hiện tượng giao thoa ánh sáng - Khái niệm: Hiện tượng giao thoa ánh sáng tượng chồng chất hai (hay nhiều) sóng kết hợp, kết trường giao thoa xuất xen kẽ miền sáng, miền tối - Điều kiện: Cũng sóng có sóng ánh sáng kết hợp tạo tượng giao thoa Nguồn sáng kết hợp nguồn phát ánh sáng có tần số có độ lệch pha khơng đổi theo thời gian ƠN THI HSG 12 Chương 5: Sóng ánh sáng