Chuyªn ®Ò 1 : TÁN SẮC ÁNH SÁNG A. Tãm t¾t lÝ thuyÕt 1. Thí nghiệm về sự tán sắc ánh sáng của Niu-Tơn (1672) - Chiếu ánh sáng Mặt Trời qua một lăng kính thuỷ tinh P thấy vệt sáng F ’ trên màn M bị dịch xuống phía đáy lăng kính đồng thời bị trải dài thành một dải màu sặc sỡ. Đó cũng đúng là bảy màu của cầu vồng. - Dải sáng màu này gọi là quang phổ của ánh sáng Mặt Trời. Ánh sáng Mặt Trời là ánh sáng trắng. Hiện tượng trên gọi là sự tán sắc ánh sáng. 2. Ánh sáng đơn sắc Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng chỉ có một màu nhất định, có bước sóng nhất định và không bị tán sắc khi truyền qua lăng kính. 3. Giải thích hiện tượng tán sắc - Ánh sáng trắng không phải là ánh sáng đơn sắc mà là hỗn hợp của vô số ánh sáng đơn sắc khác nhau có màu biến thiên liên tục từ đỏ đến tím. Do chiết suất của lăng kính có giá trị khác nhau đối với ánh sáng đơn sắc khác nhau nên khi đi qua lăng kính các ánh sáng đơn sắc sẽ bị lệch về đáy lăng kính với các góc lệch khác nhau. Do đó chúng không chồng chất lên nhau nữa mà tách ra thành một dải gồm nhiều màu liên tục. - Với ánh sáng đỏ, lăng kính có chiết suất nhỏ nhất, vì vậy tia đỏ có góc lệch nhỏ nhất. Với ánh sáng tím, lăng kính có chiết suất lớn nhất, vì vậy tia tím có góc lệch lớn nhất: do cam vang luc lam cham tim n n n n n n n< < < < < < do cam vang luc lam cham tim v v v v v v n⇒ > > > > > > Vậy, sự tán sắc ánh sáng là sự phân tách một chùm sáng phức tạp thành các chùm sáng đơn sắc. Chú ý: - Chiết suất của một môi trường được tính theo: 2 B n A λ = + (A và B là hằng số). - Khi truyền qua các môi trường trong suốt khác nhau vận tốc của ánh sáng thay đổi, bước sóng của ánh sáng thay đổi còn tần số của ánh sáng thì không thay đổi nên màu sắc không đổi. - Mỗi ánh sáng đơn sắc có màu sắc nhất định, ở trong các môi trường khác nhau thì bước sóng khác nhau, trong chân không bước sóng của chúng thuộc khoảng: Màu Đỏ Cam Vàng Lục Lam Chàm Tím λ ( µ m) 0,64 ÷ 0,76 0,59 ÷ 0,65 0,57 ÷ 0,6 0,5 ÷ 0,575 0,45 ÷ 0,51 0,43 ÷ 0,46 0,38 ÷ 0,44 4. Ứng dụng của hiện tượng tán sắc - Hiện tượng tán sắc ánh sáng được dùng trong máy quang phổ để phân tích thành phần cấu tạo của chùm ánh sáng do các nguồn sáng phát ra. - Cầu vồng là kết quả của sự tán sắc ánh sáng Mặt Trời chiếu qua các giọt nước mưa. - Màu sắc sặc sỡ của viên kim cương là do hiện tượng tán sắc ánh sáng. - Hiện tượng tán sắc làm cho ảnh của một vật trong ánh sáng trắng qua thấu kính không rõ nét mà bị nhòe, lại bị viền màu sắc (gọi là hiện tượng sắc sai). ÔN THI ĐH 2011 - 2012 F ’ Mặt Trời Đỏ Cam Vàng Lục Lam Chàm Tím G F A B C P M Thí nghiệm về sự tán sắc của Niu - Tơn B. Phân dạng và phơng pháp giải bài tập Dng 1 : TN SC QUA LNG KNH PHN X TON PHN nh lut khỳc x: sinr sini = n 21 = 2 1 1 2 n v n v = = hng s iu kin xy ra phn x ton phn: - nh sỏng i t mụi trng n 1 sang n 2 (vi n 1 > n 2 ) - V i i gh (vi sini gh = 2 1 n n ) Lng kớnh: c bit khi i m = i = i / ; r m = r = r / thỡ: D = D min iu kin cú tia lú ra cnh bờn : - i vi gúc chit quang A: A 2.i gh . - i vi gúc ti i: i i 0 vi sini 0 = n.sin(A i gh ). Bi toỏn: Tớnh b rng quang ph quan sỏt c trờn mn khi A nh: ( ) ( ) . . t t rad L l D D l n n A = = (vi l = OH : l khong cỏch t lng kớnh n mn) Bi 1: Mt lng kớnh thy tinh cú gúc chit quang A = 4 0 , t trong khụng khớ. Chit sut ca lng kớnh i vi ỏnh sỏng v tớm ln lt l 1,643 v 1,685. Sau lng kớnh, ngi ta t mn quan sỏt song song vi mt phng phõn giỏc ca lng kớnh v cỏch mt phng phõn giỏc ny 1,5m. Chiu mt chựm tia sỏng trng vo mt bờn, gn gúc chit quang ca lng kớnh theo phng vuụng gúc vi mt phng phõn giỏc ca gúc chit quang. Tớnh rng ca quang ph trờn mn quan sỏt. Hng dn: Khi gúc A, i 10 0 thỡ: D = (n 1)A. Do ú: D = (n - 1)A; D t = (n t 1)A. Gúc to bi tia v tia tớm sau khi lú ra lng kớnh l: D = D t D = (n t n )A rad . Vy b rng quang ph quan sỏt c trờn mn l: ( ) . . t rad L l D l n n A = = Bi tp vn dng: Cho mt lng kớnh cú gúc chit quang nh A=6 0 v cú chit sut n=1,62 i vi ỏnh sỏng mu lc. Chiu mt chựm tia ti song song, hp, mu lc, vo cnh ca lng kớnh, theo phng vuụng gúc vi mt phng phõn giỏc ca gúc chit quang A, sao cho mt phn ca chựm tia sỏng khụng ễN THI H 2011 - 2012 E A D min = 2i A r = r / = A/2 đ T O H t D d D Khi gúc A, i nh: sini = nsinr sini / = nsinr / A = r + r / . D = i + i / -A sin min sin 2 2 A D A n + = i = nr i / = r / A = r + r / . D = A(n-1) qua lăng kính và một phần qua lăng kính. Trên một màn ảnh E đặt song song với mặt phân giác của góc chiết quang và cách nó 1m ta thấy có hai vết sáng màu lục. ÔN THI ĐH 2011 - 2012 1. Xỏc nh khong cỏch gia hai vt sỏng ú. 2. Cho lng kớnh dao ng quanh cnh ca nú, v hai bờn v trớ ó cho, vi mt biờn rt nh. Cỏc vt sỏng trờn mn nh E s di chuyn nh th no? 3. Nu chựm tia ti núi trờn l chựm tia sỏng trng v chit sut ca lng kớnh i vi ỏnh sỏng mu tớm l 1,68; i vi ỏnh sỏng mu l 1,61. Tớnh rng ca quang ph trờn mn quan sỏt. Bài 2: Một lăng kính có góc chiết quang 0 60=A , làm bằng thuỷ tinh trong suốt mà chiết suất phụ thuộc vào bớc sóng của ánh sáng đơn sắc trong chân không nh đồ thị trên hình. 1) Xác định vận tốc truyền trong thuỷ tinh đó của các ánh sáng đơn sắc màu tím ( ) 0,4 v m à = , màu vàng ( ) 0,6 v m à = và màu đỏ ( ) 0,75 v m à = . 2) Một chùm ánh sáng trắng hẹp tới mặt bên AB (gần A) dới góc tới i sao cho góc lệch tia ló và tia tới ứng với ánh sáng màu vàng là cực tiểu. Tính góc hợp bởi hai tia giới hạn ló ra khỏi mặt bên AC. Hng dn 1) Dựa vào đồ thị chiết suất của thuỷ tinh đối với các ánh sáng đơn sắc lần lợt là: Với tia tím ( ) m, t à= 40 thì 71,n t = ( ) 8 8 3.10 1,765.10 / 1,7 t t c v m s n = = . Với tia vàng ( ) m, v à= 60 thì 6251,n v = ( ) 8 8 3.10 1,846.10 / 1,625 v v c v m s n = = . Với tia đỏ ( ) m, t à= 750 thì 61,n t = ( ) 8 8 3.10 1,875.10 / 1,6 d d c v m s n = = . 2) Khi tia vàng có góc lệch cực tiểu: 0 1 2 0 1 1 1 30 2 sin .sin 54,34 v v v v A r r i n r i = = = = Tia tím: = += = ttt tt tt rsin.nisin rrA rsin.nisin 22 21 11 == === == 0 2 0 22 000 1 0 2 0 1 0 1 1 5062453171 453155286060 5528 71 3454 ,i,sin.,rsin.nisin ,,rr ,r , ,sin n isin rsin tttt tt t t t Tia đỏ: = += = ddd dd dd rsin.nisin rrA rsin.nisin 22 21 11 == === == 0 2 0 22 000 1 0 2 0 1 0 1 1 9451482961 482952306060 5230 61 3454 ,i,sin.,rsin.nisin ,,rr ,r , ,sin n isin rsin dddd dd d d d Góc hợp bởi hai tia giới hạn ló ra khỏi mặt bên AC là 000 22 561094515062 ,,,ii dt == . ễN THI H 2011 - 2012 Bài 3: Chiếu một chùm tia sáng trắng hẹp song song coi nh một tia sáng vào mặt bên AB của lăng kính có 0 50=A , dới góc tới 0 1 60=i . Chùm tia ló ra khỏi mặt AC gồm nhiều màu sắc biến thiên liên tục từ đỏ đến tím. Biết chiết suất của chất làm lăng kính đối với tia đỏ và tia tím lần lợt là: 541,n = d ; 581,n = t . Hãy xác định góc hợp bởi giữa tia đỏ và tia tím ló ra khỏi lăng kính. Hng dn: Đối với tia đỏ: =+=+= === ===+ === 0000 21 0 2222 0 1221 0 1 0 111 763450762460 7624 7815 2234 60 ,,AiiD ,rsinnrsinrsinnisin ,rArArr ,r n sin rsinrsinnisin d dd dd dd 2dddd dd d d d i Đối với tia tím: =+=+= === ===+ === 0000 21 0 2222 0 1221 0 1 0 111 1375012760 127 7616 2433 60 ,,AiiD ,rsinnrsinrsinnisin ,rArArr ,r n sin rsinrsinnisin t tt tt tt 2tttt tt t t t i . Vậy góc hợp bởi giữa hai tia đỏ và tia tím sau khi ló ra khỏi lăng kính: 0 342,DD = dt Bi tp vn dng: Một lăng kính có tiết diện thẳng là tam giác ABC có góc chiết quang 0 60=A , chiết suất của lăng kính đối với tia tím và tia đỏ lần lợt là 541,n t = và 51,n d = . 1) Một chùm ánh sáng trắng hẹp tới mặt bên AB (gần A) dới góc tới 0 1 60=i . Tính góc hợp bởi hai tia giới hạn ló ra khỏi mặt bên AC. 2) Bây giờ thay đổi góc tới của chùm ánh sáng trắng chiếu vào lăng kính sao cho góc lệch ứng với tia màu vàng (có chiết suất 521,n v = ) là cực tiểu. Tính góc hợp bởi hai tia giới hạn ló ra khỏi mặt bên AC. Bài 4: Một lăng kính thuỷ tinh có tiết diện thẳng là tam giác ABC góc 0 60=A đặt trong không khí. 1) Một chùm tia sáng đơn sắc màu lam hẹp song song đến mặt AB theo phơng vuông góc cho tia ló đi là là trên mặt AC. Tính chiết suất của chất làm lăng kính đối với tia màu lam. 2) Thay chùm tia màu lục bằng chùm tia sáng trắng gồm 5 màu cơ bản đỏ, vàng, lục, lam, tím thì các tia ló ra khỏi mặt AC gồm những màu nào? Giải thích. Hng dn: 1) áp dụng định luật khúc xạ tại điểm I: 3 2 90160 00 == lamlam nsin.sinn . 2) Ta có: tímlamlụcvàngd nnnnn <<<< tllamlvd ghghghghgh iiiii >>>> Mà : tớm 0 luc do vng luc llam 45 i i gh gh gh gh gh gh i i i A i i i i i > = = = < < < = nờn các tia sáng ló ra gồm: đỏ, vàng, lục, lam. ễN THI H 2011 - 2012 Bài 5: Mt lng kớnh thy tinh cú tit din thng l mt tam giỏc cõn ABC nh A. Mt tia sỏng ri theo phng vuụng gúc vi mt bờn AB ca lng kớnh. Sau hai ln phn x ton phn trờn hai mt AC v AB thỡ lú ra khi ỏy BC theo phng vuụng gúc vi ỏy BC. 1. Tớnh gúc chit quang A ca lng kớnh. 2. Tỡm iu kin m chit sut lng kớnh ny phi tha món. 3. Cho rng chit sut ca lng kớnh i vi tia sỏng mu lc va tha món iu kin trờn. Khi ú, nu tia sỏng ti l tia mu trng thỡ tia sỏng lú ra khi ỏy BC theo phng vuụng gúc vi ỏy BC cú cũn l tia mu trng na khụng? Gii thớch? Hng dn: 1) Tia tới SI AB tới AC dới góc tới Ai = . p dụng định luật phản xạ cho J, K. 0 0 180 2 2 2 2 2 36 72 A B A B A SJK A JKL SJK A B C B C A B C = = = = = = = = = = = Để xảy ra phản xạ toàn phần tại J thì gh i . Để xảy ra phản xạ toàn phần tại K thì 2 gh i Để xảy ra phản xạ toàn phần tại J, K thì chỉ cần 71 1 36 0 ,n n sinisinAsiniA ghgh 2) Ta có: cam luc chm ớdo vang lam t m n n n n n n n< < < < < < Các tia lục, lam, chàm, tím, thoả mãn chiết suất 1,7 nờn 4 màu: lục, lam, chàm, tím ló ra khỏi BC. Bi tp vn dng: Một lăng kính thuỷ tinh có tiết diện thẳng là tam giác ABC góc chiết quang 0 45 = A đặt trong không khí. 1) Một chùm tia sáng đơn sắc màu lục hẹp song song đến AB theo phơng vuông góc với nó cho chùm tia ló ra ngoài nằm sát với mặt bên AC. Tính chiết suất của lăng kính đối với ánh sáng màu lục và góc lệch của chùm ló so với chùm tia tới. 2) Khi chiếu chùm tia tới là chùm ánh sáng hẹp gồm bốn ánh sáng đơn sắc: đỏ, vàng, lục và tím thì tia ló ra khỏi AC gồm những màu nào? Giải thích. Bài 6: Một máy quang phổ có lăng kính thuỷ tinh góc chiết quang 0 60=A . Chiếu đồng thời các bức xạ màu đỏ, màu lục, màu tím có bớc sóng lần lợt là 321 , vào máy quang phổ. Thấu kính chuẩn trực và thấu kính buồng ảnh đều có tiêu cự ( ) cmf 40= . Biết chiết suất của chất làm lăng kính đối với các bức xạ đơn sắc 321 , lần lợt là: 617,1;608,1 21 == nn ; 635,1 3 =n . Lăng kính đợc đặt sao cho bức xạ 2 cho góc lệch cực tiểu. 1) Tính góc tới của chùm sáng tới lăng kính và góc lệch qua lăng kính ứng với 2 2) Tính góc lệch qua lăng kính ứng với hai bức xạ còn lại. 3) Xác định khoảng cách giữa hai vạch trên mặt phẳng tiêu diện của thấu kính buồng ảnh tơng ứng với hai bức xạ đơn sắc 31 và . ễN THI H 2011 - 2012 B A C S I Hng dn: 1) Khi bức xạ 2 cho min D thì 0 1 2 0 1 2 1 1 30 2 sin .sin 53,95 l l l A r r i n r i = = = = 0 0 0 min 1 2. 2.53,95 60 47,9D i A = = = 2) Sử dụng công thức lăng kính cho các tia sáng đơn sắc còn lại 0 0 49,68 ; 47,02 t d D D = = 3) Góc hợp bởi hai tia tím và đỏ đến thấu kính buồng ảnh là : ( ) 0 2,64 0,046 t d D D hay rad = = Khoảng cách giữa hai vạch trên mặt phẳng tiêu diện của thấu kính: ( ) . 40.0,046 1,84l f cm = = . Bi 7: Cho mt lng kớnh tit din thng l mt tam giỏc u ABC, ỏy BC di v gúc chit quang l A. Chit sut thy tớnh lm lng kớnh ph thuc bc súng ca ỏnh sỏng theo cụng thc: 2 b n a = + vi 14 2 1,26 7,555.10 ( ) a b m m = = Chiu mt tia sỏng trng vo mt bờn AB ca lng kớnh sao cho tia ti nm di phỏp tuyn im ti I. a) Xỏc nh gúc ti ca tia sỏng trờn mt AB sao cho tia tớm cú gúc lch cc tiu. Tớnh gúc lch ny. b) Mun cho tia cú gúc lch cc tiu thỡ phi quay lng kớnh quanh cnh AC mt gúc bao nhiờu? Theo chiu no? c) Gúc ti ca tia sỏng trờn mt AB phi tha món iu kin no thỡ khụng cú tia no trong chựm sỏng trng lú ra khi mt AC? Hng dn: a) n t = 3 ; Khi bức xạ t cho min D thì 0 0 1 1 30 2 sin .sin 60 t A r i n r i = = = = 0 min 1 2. 60D i A = = b) n = 2 ; Khi bức xạ d cho min D thì 0 2 45i = Vỡ i 2 < i 1 nờn phi quay lng kớnh quanh cnh AC ngc chiu kim ng h (gim i) gúc 15 0 c) mt AB: Vi cựng gúc ti i 1 , vỡ n t > n nờn r 1 > r 1t . Do ú mt AC: Vi cựng gúc ti r 2 thỡ r 2t > r 2 khụng cú tia sỏng no lú ra khi mt AC thỡ: 0 2 2 0 0 2 2 1 1 2 2 1 sin ( ) 1 3 sin 45 45 15 ( ) 1 2 sin 2 t t gh tim d d d d d gh do d r r i r r A r r r i r 0 0 0 1 1 1 sin sin sin15 sin15 21 30' 2 d d d i r i Bi tp vn dng: Một máy quang phổ có lăng kính thuỷ tinh góc chiết quang 0 60=A . Chiếu đồng thời các bức xạ 21 , vào máy quang phổ. Biết chiết suất của lăng kính đối với các bức xạ 21 , lần lợt là: 4141 1 ,n = và 7321 2 ,n = . Lăng kính đợc đặt sao cho bức xạ 2 cho góc lệch cực tiểu. ễN THI H 2011 - 2012 i C B A S I 1) Tính góc tới của chùm sáng tới lăng kính và góc lệch qua lăng kính ứng với 2 . 2) Muốn cho góc lệch ứng với 1 đạt cực tiểu thì phải quay lăng kính một góc bao nhiêu? Theo chiều nào. Dng 2: TN SC QUA THU KNH BN SONG SONG LNG CHT PHNG Thu kớnh: 1 2 1 1 1 ( 1)( ) TK MT n f n R R = + + R 1 , R 2 l bỏn kớnh cỏc mt cong ca thu kớnh (Qui c: R > 0 cho mt cong li; R < 0 cho mt cong lừm; R = cho mt phng) + n TK v n MT l chit sut ca cht lm thu kớnh v chit sut ca mụi trng t thu kớnh. Bi toỏn: Tớnh khong cỏch ca tiờu im tia v tia tớm: ( ) 1 2 1 1 1 t t f f f n n R R = = + ữ Bn mt song song: S dng nh lut khỳc x ti I sin sin sin sin d d t t i r n i r n = = S dng nh lut khỳc x ti T v , ta cú: i t = i = i Tia lú luụn luụn song song tia ti, cỏc chựm tia mu sc song song v tỏch ri nhau. Nu chit sut ca cht lm ra bn ln hn chit sut mụi trng t bn thỡ nh qua bn di theo chiu truyn ỏnh sỏng mt on: = n eS 1 1 Lng cht phng: S dng nh lut khỳc x ti mt phõn cỏch cho cỏc tia: ttdd rsinn rsinnisin == Bài 1: Một thấu kính mỏng hai mặt lồi cùng bán kính ( ) cmRR 10 21 == , chiết suất của chất làm thấu kính đối với tia đỏ và tia tím lần lợt là 691611 ,n;,n td == . Chiếu một chùm ánh sáng trắng song song với trục chính. 1) Tớnh di on sỏng nm dc theo trc chớnh ca thu kớnh v phớa bờn kia thu kớnh. 2) Đặt một màn ảnh vuông góc trục chính và đi qua tiêu điểm của tia đỏ. Tính độ rộng của vệt sáng trên màn. Biết thấu kính có rìa là đờng tròn có đờng kính ( ) cmd 25= . Hng dn: 1) Ta cú: ( ) 1 2 1 1 1 t t f f f n n R R = = + ữ = 0,951 cm ễN THI H 2011 - 2012 2) C¸c tia tÝm gÆp mµn t¹i C vµ D vµ vÖt s¸ng t¹o nªn trªn mµn cã t©m mµu ®á, mÐp mµu tÝm. §é réng cña vÖt s¸ng trªn mµn, ®îc x¸c ®Þnh tõ: ( ) 0,951 3,281 ' 7,246 t CD f CD cm AB F ∆ = = ⇒ = (Với AB = d) ÔN THI ĐH 2011 - 2012 Bi tp vn dng: Một thấu kính mỏng hai mặt lồi cùng bán kính ( ) cmRR 20 21 == chiết suất của chất làm thấu kính đối với tia đỏ và tia tím lần lợt là 71,1;63,1 == td nn . Chiếu một chùm ánh sáng trắng song song với trục chính. 1) Tớnh di on sỏng nm dc theo trc chớnh ca thu kớnh v phớa bờn kia thu kớnh. 2) Đặt một màn ảnh vuông góc trục chính và đi qua tiêu điểm của tia đỏ tính độ rộng của vệt sáng trên màn. Biết thấu kính có rìa là đờng tròn có đờng kính ( ) cmd 25= . 3) cho tiờu im ng vi cỏc tia mu tớm trựng vi tiờu im ng vi cỏc tia mu , ngi ta ghộp sỏt vi thu kớnh hi t núi trờn mt thu kớnh phõn kỡ cú hai mt ging nhau v cng cú bỏn kớnh 10cm. Nhng thu kớnh ny lm bng mt loi thy tinh khỏc. Tỡm h thc gia chit sut ca thu kớnh phõn kỡ i vi ỏnh sỏng tớm v chit sut ca nú vi ỏnh sỏng . Bi 2: Chiu mt chựm sỏng trng song song, hp coi nh mt tia sỏng vo mt b nc di gúc ti 60 0 . Chiu sõu ca b nc l 1m. Di ỏy b cú mt gng phng, t song song vi mt nc. Chit sut ca nc i vi ỏnh sỏng tớm l 1,34 v i vi ỏnh sỏng l 1,33. Tớnh rng chựm lú ra khi mt nc. Hng dn: i vi tia : 00 634060 ,rrsinnsin ddd = i vi tia tớm: 00 264060 ,rrsinnsin ttt = rng chựm tia lú in trờn mt nc: ( ) mmtgr.htgr.hII td 2222 21 = . rng chựm lú ra khi mt nc: ( ) ( ) mmsinIIa 116090 00 21 == Bi tp vn dng: Mt b nc sõu 1,2m. Mt chựm sỏng mt tri ri vo mt nc di gúc i sao cho sini = 4 5 . Chit sut ca nc l n = 4 3 , v i vi ỏnh sỏng ( = 700nm) v ỏnh sỏng tớm ( = 400nm) ln lt l: n = 1,331 v n t = 1,343. Gi s chựm sỏng mt tri l vụ cựng hp. Hóy tớnh di ca di quang ph di ỏy b. Bi 3: Chiếu một tia sáng trắng từ không khí vào một bản thuỷ tinh có ( ) cme 5= dới góc tới 0 80=i . Biết chiết suất của thủy tinh đối với tia đỏ và tia tím lần lợt là 51114721 ,n;,n td == . Tính khoảng cách giữa hai tia ló đỏ và tím. Hng dn: p dụng định luật khúc xạ tại I: 0 0 0 41,99 sin80 sin sin 40,67 d d d t t t r n r n r r = = = = Tính: ( ) td tgrtgreOTOT == ĐĐ ( ) 2,04 mm= Khoảng cách giữa hai tia đỏ và tím ló ra khỏi tấm thủy tinh: ( ) ( ) mm,sinTisinTH 3501090 00 === ĐĐĐ . ễN THI H 2011 - 2012 [...]... nghiệm giao thoá ánh sáng với khe Iâng, khoảng cách giữa hai khe S 1S2 bằng 1mm, khoảng cách từ hai khe tới màn quan sát D = 2m Bề rộng trờng giao thoa L = 2,9cm 1 Chiếu vào hai khe ánh sáng đơn sắc có bớc sóng = 0,656àm Tính: a Vị trí vân sáng bậc 3? b Vị trí vân tối th 5? c Khoảng vân? d Tính số vân sáng và vân tối quan sát đợc trên màn? 2 Thay ánh sáng đơn sắc ban đầu bằng nguồn sáng có đồng thời... sáng có đồng thời hai bức xạ với bớc sóng 1 = 0,55àm và 2 = 0,66 àm a Tìm số vân sáng trùng nhau của hai bức xạ đó trên trờng giao thoa? b Tìm khoảng cách nhỏ nhất giữa hai vân sáng trùng nhau? 3 a Chiếu vào hai khe S 1S2 bằng nguồn phát ánh sáng trắng Tìm những bức xạ sao cho tại vị trí cách vân trung tâm 4,2mm tại đó cho vân sáng (biết ánh sáng trắng có bớc sóng (0,40àm 0,76àm)? b Nếu tại vị... các ánh sáng đơn sắc có vân sáng trùng với vị trí có toạ độ x = 4,2mm Giả xử tại toạ độ x = 4,2mm có vân sáng bậc k của bức xạ với bớc sóng , ta có: ax ax 1.4,2 1.4,2 k k 2,76 k 5,25 3 3 max D min D 0,76.10 2.10 0,4.10 3.2.10 3 Do k Z nên ta có bảng các giá trị của k và là: k = ax ( àm) kD 3 4 5 0,7 0,525 0,42 b Tại vị trí của lỗ khoét có sự chồng chập của 3 ánh sáng đơn sắc, do đó tia sáng. .. ngun e) Thay bc x cú bc súng trờn bng bc x cú bc súng = 500 nm thỡ s võn sỏng quan sỏt c tng hay gim ? Tớnh s võn sỏng quan sỏt c trờn b rng giao thoa trng lỳc ny 2 Thay i khong võn do thay i khong cỏch hay mụi trng a) Nu y nc (chit sut n = 4/3) vo vựng khụng gian lm thớ nghim vi bc x cú bc súng thỡ h thng võn giao thoa cú gỡ thay i ? Tớnh khong cỏch gia võn sỏng v võn ti liờn tip b) Nu thay nc bng... mng cú b dy e = a tan a. rad Chng minh : + Quãng đờng ánh sáng đi từ S1 đến M: ( d1 e ) + ne + Quãng đờng ánh sáng đi từ S 2 đến M: d 2 + Hiệu đờng đi: d = d 2 d1 + ( n 1) e = ( d 2 d1 ) ( n 1) e = ax ( n 1) e D a) M là vị trí vân sáng: d = k D D với k = 0 , 1, 2 xk = k + ( n 1) e a a D + Khoảng vân: i = xk +1 xk = (khụng thay i) a k = 0 D( n 1) e + Vị trí vân trung tâm: (Hệ vân... vạch sáng đơn sắc riêng rẽ trên buồng ảnh của máy quang phổ 4 i1 = 1 D 0,6.10 3.2.10 3 = = 1,2(mm) a 1 L 29 1 Số vân sáng của bớc sóng 1 quan sát đợc trên màn: N S = 1 + ì 2 = 1 + ì 2 = 25 (vân) 2.1,2 2i1 Trong 45 vân sáng đếm đợc trên màn thì có 5 vân trùng nhau chỉ đợc đếm một lần Vậy số vân sáng thực tế riêng rẽ do cả hai bức xạ phát ra là: 1 2 N S + N S = 41 + 5 = 46 (vân) 2 1 Số vân sáng. .. 0,76àm)? b Nếu tại vị trí x = 4,2mm, ta khoét một lỗ nhỏ để tách ra tia sáng cho đi vào khe của máy quang phổ Hỏi trên buồng ảnh của máy quang phổ thu đợc mấy vạch sáng 4 Chiếu vào hai khe Iâng S 1, S2 đồng thời hai bức xạ có bớc sóng 1 = 0,6 àm và bớc sóng 2 cha biết Trong khoảng rộng L = 2,9cm trên màn, đếm đợc 41 vạch sáng, trong đó có 5 vạch là kết quả trùng nhau của hai hệ vân Tính 2 biết... 0,5.103.2.103 = = 0,5mm a 2 Khoảng vân do bức xạ 1 sinh ra: i2 = 2 D 0,4.103.2.103 = = 0,4mm a 2 L 13 Số vân sáng do bức xạ có bớc sóng 1 tạo ra là: N1 = .2 + 1 = .2 + 1 = 27 (vân sáng) 2.0,5 2i1 L 13 Số vân sáng do bức xạ có bớc sóng 2 tạo ra là: N 2 = .2 + 1 = .2 + 1 = 33 (vân sáng) 2.0,4 2i2 Trong các vân quan sát đợc trên màn, sẽ có các vân của hai bức xạ trên trùng nhau Vị trí các vân trùng... bằng ánh sáng tổng hợp của hai bức xạ có 1 = 0,5àm , 2 = 0,4àm Khoảng cách giữa hai khe Iâng là 2mm, khoảng cách từ hai khe đến màn quan sát là 2m Bề rộng trờng giao thoa L = 1,3cm Hỏi trên trờng giao thoa quan sát thấy bao nhiêu vân sáng? Hng dn Khoảng vân do bức xạ 1 sinh ra: i1 = 1D 0,5.103.2.103 = = 0,5mm a 2 Khoảng vân do bức xạ 1 sinh ra: i2 = 2 D 0,4.103.2.103 = = 0,4mm a 2 L 13 Số vân sáng. .. 2.1,312 2 a Tìm số vân sáng trùng nhau trên màn: Bớc 1: Tìm vị trí mà vân sáng của hai bức xạ trùng nhau: Số vân tối: N T = 2 ễN THI H 2011 - 2012 Ta có: xS 1 xS 2 k1i1 = k 2 i2 k1 1 D D = k2 2 a a k1 i 2 2 = = k 2 i1 1 k1 0,66 6 = = k 2 0,55 5 L L k 2i 2 3 3 L 29 D = = 13,18 k1max = 13 Ta có i1 = 1 = 0,55.10 2.10 = 1,1(mm) k1 2i1 2.1,1 a 1 Vậy có 5 vị trí vân sáng trùng nhau trên trờng . vồng. - Dải sáng màu này gọi là quang phổ của ánh sáng Mặt Trời. Ánh sáng Mặt Trời là ánh sáng trắng. Hiện tượng trên gọi là sự tán sắc ánh sáng. 2. Ánh sáng đơn sắc Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng chỉ. trong suốt khác nhau vận tốc của ánh sáng thay đổi, bước sóng của ánh sáng thay đổi còn tần số của ánh sáng thì không thay đổi nên màu sắc không đổi. - Mỗi ánh sáng đơn sắc có màu sắc nhất định,. 2012 C. Bµi tËp ¸p dông Bài 1: Bước sóng của ánh sáng đỏ trong không khí là 0,75 m µ a) Tính bước sóng của ánh sáng đỏ trong thủy tinh có chiết suất là 1,414 b) Bước sóng của ánh sáng trên trong