Sáng kiến kinh nghiệm: Phương pháp giải các dạng bài tập Vật lý 12 – Tính chất sóng-hạt của ánh sáng

 Phương pháp giải các dạng bài tập Vật lý 12 – Tính chất sóng-hạt của ánh sáng  Trang 1 A - PHẦN MỞ ĐẦU I. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI. Hiện nay, khi mà hình thức thi trắc nghiệm khách quan được áp dụng trong các kì thi tốt nghiệp và tuyển sinh đại học, cao đẳng thì yêu cầu về việc nhận dạng để giải nhanh và tối ưu các câu trắc nghiệm, đặc biệt là các câu trắc nghiệm định lượng là rất cần thiết để có thể đạt được kết quả cao trong kì thi. Trong đề thi tuyển sinh ĐH và CĐ các năm gần đây môn Vật Lý có những câu trắc nghiệm định lượng khá khó mà các đề thi trước đó chưa có, nếu chưa gặp và chưa giải qua lần nào thì thí sinh khó mà giải nhanh và chính xác các câu này. Để giúp các em học sinh nhận dạng được các câu trắc nghiệm định lượng từ đó có thể giải nhanh và chính xác từng câu, tôi xin tập hợp ra đây các bài tập điển hình trong sách giáo khoa và trong các đề thi tốt nghiệp THPT, thi tuyển sinh ĐH – CĐ trong những năm qua và phân chúng thành những dạng cơ bản từ đó đưa ra phương pháp giải cho từng dạng. Trong các năm học qua tôi đã trình bày đề tài này về các chương: Dao động cơ học – Sóng cơ, sóng âm – Dòng điện xoay chiều – Dao động và sóng điện từ trong chương trình Vật lý 12 – Ban cơ bản và đã may mắn được HĐKH Sở GD&ĐT Tỉnh Bình Thuận thẩm định, đánh giá đạt giải. Tài liệu cũng đã được đưa lên một số trang web chuyên ngành như: thuvienvatly.com, violet.vn, , được khá nhiều thành viên tải về sử dụng và có những nhận xét tích cực. Vì vậy tôi xin viết tiếp hai chương: Sóng ánh sáng và Lượng tử ánh sáng. Hy vọng rằng tập tài liệu này giúp ích được một chút gì đó cho các quí đồng nghiệp trong quá trình giảng dạy và các em học sinh trong quá trình kiểm tra, thi cử. Nếu nhận được sự ủng hộ của các quí đồng nghiệp và các em học sinh thì trong thời gian tới tôi xin viết tiếp chương còn lại của chương trình: Hạt nhân nguyên tử, để thành một tập tài liệu hoàn chỉnh cho chương trình Vật Lý 12 – Ban cơ bản. II. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI ÁP DỤNG 1) Đối tượng sử dụng đề tài: + Giáo viên dạy môn Vật lý lớp 12 tham khảo để hướng dẫn học sinh giải bài tập, đặc biệt là các giải các câu trắc nghiệm định lượng. + Học sinh học lớp 12 luyện tập để kiểm tra, thi môn Vật Lý. 2) Phạm vi áp dụng: Phần tính chất sóng - hạt của ánh sáng trong chương trình Vật Lý 12 – Ban Cơ bản. III. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Xác định đối tượng áp dụng đề tài. Tập hợp các câu trắc nghiệm định lượng trong các đề thi tốt nghiệp THPT, thi tuyển sinh ĐH – CĐ trong 5 năm qua (từ khi thực hiện chương trình mới) và phân chúng thành các bài tập minh họa của những dạng bài tập cơ bản. Hệ thống các công thức, kiến thức liên quan và phương pháp giải cho từng dạng. Có hướng dẫn giải và đáp số các bài tập minh họa để các em học sinh có thể kiểm tra so sánh với bài giải của mình. Người viết: Dương Văn Đổng – Trường THPT Nguyễn Văn Linh, Bình Thuận  Phương pháp giải các dạng bài tập Vật lý 12 – Tính chất sóng-hạt của ánh sáng  Trang 2 B - NỘI DUNG I. SÓNG ÁNH SÁNG 1. Sự tán sắc ánh sáng . * Kiến thức liên quan: + Tán sắc ánh sáng là hiện tượng một chùm ánh sáng phức tạp bị phân tích thành các chùm ánh sáng đơn sắc. + Nguyên nhân của hiện tượng tán sắc là do chiết suất của môi trường biến thiên theo màu sắc ánh sáng, và tăng dần từ màu đỏ đến màu tím. + Bước sóng ánh sáng trong chân không: λ = f c ; với c = 3.10 8 m/s. + Bước sóng ánh sáng trong môi trường: λ’ = nnf c f v λ == . + Khi truyền từ môi trường trong suốt này sang môi trường trong suốt khác vận tốc truyền của ánh sáng thay đổi, bước sóng của ánh sáng thay đổi nhưng tần số (chu kì, tần số góc) của ánh sáng không thay đổi. + Trong một số trường hợp, ta cần giải các bài toán liên quan đến các công thức của lăng kính: - Công thức 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 với sin min 2 D A + = nsin . - Trường hợp góc chiết quang A và góc tới i 1 đều nhỏ (≤ 10 0 ), ta có các công thức gần đúng: i 1 = nr 1 ; i 2 = nr 2 ; A = r 1 + r 2 ; D = D min = A(n – 1). + Trong một số trường hợp khác, ta cần giải một số bài toán liên quan đến định luật phản xạ: i = i’, định luật khúc xạ: n 1 sini 1 = n 2 sini 2 . + Công thức tính góc giới hạn phản xạ toàn phần khi ánh sáng truyền từ môi trường chiết quang hơn sang môi trường chiết quang kém (n 1 > n 2 ): sini gh = ; trường hợp ánh sáng truyền từ môi trường có chiết suất n ra không khí thì: sini gh = . * Phương pháp giải: Để tìm một số đại lượng liên quan đến hiện tượng tán sắc ánh sáng ta viết biểu thức liên hệ giữa những đại lượng đã cho và đại lượng cần tìm, từ đó suy ra và tính đại lượng cần tìm. * Các câu trắc nghiệm định lượng minh họa: 1. Một lăng kính thủy tinh có góc chiết quang A = 4 0 , đặt trong không khí. Chiết suất của lăng kính đối với ánh sáng đỏ và tím lần lượt là 1,643 và 1,685. Chiếu một chùm tia sáng song song, hẹp gồm hai bức xạ đỏ và tím vào mặt bên của lăng kính theo phương vuông góc với mặt này. Góc tạo bởi tia đỏ và tia tím sau khi ló ra khỏi mặt bên kia của lăng kính xấp xỉ bằng A. 1,416 0 . B. 0,336 0 . C. 0,168 0 . D. 13,312 0 . Người viết: Dương Văn Đổng – Trường THPT Nguyễn Văn Linh, Bình Thuận  Phương pháp giải các dạng bài tập Vật lý 12 – Tính chất sóng-hạt của ánh sáng  Trang 3 2. Chiếu một tia sáng trắng hẹp từ nước ra không khí với góc tới bằng i. Biết chiết suất của nước đối với tia đỏ là n đ = , đối với tia tím là n t = 1,4. Muốn không có tia nào ló ra khỏi mặt nước thì góc tới i phải thỏa mãn điều kiện A. i ≥ 48,6 0 . B. i ≥ 45,6 0 . C. i ≤ 45,6 0 . D. i ≤ 48,6 0 . 3. Chiết suất của môi trường là 1,65 khi ánh sáng chiếu vào có bước sóng 0,5 µm. Vận tốc truyền và tần số của sóng ánh sáng trong môi trường đó là A. v = 1,82.10 8 m/s và f = 3,64.10 14 Hz. B. v = 1,82.10 6 m/s và f = 3,64.10 12 Hz. C. v = 1,28.10 8 m/s và f = 3,46.10 14 Hz. D. v = 1,28.10 6 m/s và f = 3,46.10 12 Hz. 4. Khi cho một tia sáng đi từ nước có chiết suất n 1 = vào môi trường trong suốt thứ hai, người ta nhận thấy vận tốc truyền của ánh sáng bị giảm đi một lượng ∆v = 10 8 m/s. Chiết suất tuyệt đối n 2 của môi trường thứ hai này bằng A. 2,4. B. 2. C. 1,5. D. . 5. Chiết suất tỉ đối của kim cương đối với nước là 1,8; chiết suất tuyệt đối của nước đối với ánh sáng màu lục là ; bước sóng của ánh sáng màu lục trong chân không là 0,5700 µm. Bước sóng của ánh sáng màu lục trong kim cương là A. 0,2375 µm. B. 0,3167 µm. C. 0,4275 µm. D. 0,7600 µm. 6. Chiếu một chùm ánh sáng đơn sắc màu vàng song song hẹp vào mặt bên của một lăng kính có góc chiết quang A = 8 0 theo phương vuông góc với mặt phân giác của góc chiết quang sao cho có một phần của chùm sáng không qua lăng kính còn một phần đi qua lăng kính. Chiết suất của lăng kính đối với ánh sáng màu vàng là 1,65. Trên màn đặt cách cạnh của lăng kính một khoảng d = 1 m, bề rộng L của vệt sáng màu vàng trên màn là A. 7,4 cm. B. 9,1 cm. C. 11,0 cm. D. 12,6 cm. 7 (CĐ 2011). Chiết suất của một thủy tinh đối với một ánh sáng đơn sắc là 1,6852. Tốc độ của ánh sáng này trong thủy tinh đó là A. 1,78.10 8 m/s. B. 1,59.10 8 m/s. C. 1,67.10 8 m/s. D. 1,87.10 8 m/s. 8 (CĐ 2013).Trong chân không, ánh sáng nhìn thấy có bước sóng từ 0,38 µm đến 0,76 µm. Tần số của ánh sáng nhìn thấy có giá trị A. từ 3,95.10 14 Hz đến 7,89.10 14 Hz. B. từ 3,95.10 14 Hz đến 8,50.10 14 Hz. C. từ 4,20.10 14 Hz đến 7,89.10 14 Hz. D. từ 4,20.10 14 Hz đến 6,50.10 14 Hz. 9 (ĐH 2010). Một lăng kính thủy tinh có góc chiết quang A = 5 0 , có chiết suất đối với ánh sáng đỏ và ánh sáng tím lần lượt là n đ = 1,643 và n t = 1,685. Chiếu vào mặt Người viết: Dương Văn Đổng – Trường THPT Nguyễn Văn Linh, Bình Thuận  Phương pháp giải các dạng bài tập Vật lý 12 – Tính chất sóng-hạt của ánh sáng  Trang 4 bên của lăng kính một chùm ánh sáng trắng hẹp dưới góc tới i nhỏ. Độ rộng góc ∆D của quang phổ của ánh sáng Mặt Trời cho bởi lăng kính này là A. ∆D = 0,21 0 . B. ∆D = 0,56 0 . C. ∆D = 3,68 0 . D. ∆D = 5,14 0 . 10 (ĐH 2011). Một lăng kính có góc chiết quang A = 6 0 (coi là góc nhỏ) được đặt trong không khí. Chiếu một chùm ánh sáng trắng song song, hẹp vào mặt bên của lăng kính theo phương vuông góc với mặt phẳng phân giác của góc chiết quang, rất gần cạnh của lăng kính. Đặt một màn E sau lăng kính, vuông góc với phương của chùm tia tới và cách mặt phẳng phân giác của góc chiết quang 1,2 m. Chiết suất của lăng kính đối với ánh sáng đỏ là n đ = 1,642 và đối với ánh sáng tím là n t = 1,685. Độ rộng từ màu đỏ đến màu tím của quang phổ liên tục quan sát được trên màn là A. 4,5 mm. B. 36,9 mm. C. 10,1 mm. D. 5,4 mm. 11 (ĐH 2013). Sóng điện từ tần số 10 MHz truyền trong chân không với bước sóng A. 3 m. B. 6 m. C. 60 m. D. 30 m. * Đáp án: 1C. 2A. 3A. 4A. 5A. 6B. 7A. 8A. 9A. 10D. 11D. * Giải chi tiết: 1. ∆D = D t - D d = A(n t – 1) – A(n d – 1) = A(n t – n d ) = 0,168 0 . Đáp án C. 2. sini ghđ = đ n 1 = 0,75 = sin48,6 0 ; n t > n đ  i ght < i ghđ . Đáp án A. 3. v = = 1,82.10 8 m/s; f = λ v = 3,64.10 14 Hz. Đáp án A. 4. v 1 – v 2 = ∆v = 21 n c n c −  n 2 = vnc cn ∆− 1 1 = 2,4. Đáp án A. 5. n kc n n = 1,8  n kc = n n .1,8 = 2,4; λ kc = n λ = 0,2375 µm. Đáp án A. 6. D = A(n – 1) = 5,2 0 ; L = d.tanD = 9,1 cm. Đáp án B. 7. v = = 1,78.10 8 m/s. Đáp án A. 8. Trong chân không: λ =  f = c λ  ánh sáng nhìn thấy có tần số từ 8 6 3.10 0,76.10 − = 3,85.10 14 (Hz) đến 8 6 3.10 0,38.10 − = 7,89.10 14 (Hz). Đáp án A. 8. ∆D = D t – D đ = A(n t – 1) – A(n đ – 1) = A(n t – n đ ) = 0,21 0 . Đ.án A. 10. D t = A(n t – 1) = 4,11 0 ; D đ = A(n đ – 1) = 3,852 0 ; L = d(tanD t – tanD đ ) = 1,2.(tan4,11 0 – tan3,852 0 ) = 5,43.10 -3 (m). Đáp án D. 11. λ = c f = 30 m. Đáp án D. 2. Giao thoa với ánh sáng đơn sắc. * Các công thức: Vị trí vân sáng, vân tối, khoảng vân: Người viết: Dương Văn Đổng – Trường THPT Nguyễn Văn Linh, Bình Thuận  Phương pháp giải các dạng bài tập Vật lý 12 – Tính chất sóng-hạt của ánh sáng  Trang 5 x s = k a D λ ; x t = (k + 1 2 ) D a λ ; i = a D λ ; với k ∈ Z. Nếu khoảng vân trong không khí là i thì trong môi trường có chiết suất n sẽ có khoảng vân là i’ = n i . Giữa n vân sáng (hoặc vân tối) liên tiếp là (n – 1) khoảng vân. * Phương pháp giải: + Để tìm một số đại lượng trong giao thoa với ánh sáng đơn sắc ta viết biểu thức liên hệ giữa những đại lượng đã biết và đại lượng cần tìm từ đó suy ra và tính đại lượng cần tìm. Khi thay số nhớ để các đại lượng a, i, D, λ, x cùng đơn vị. + Để xác định loại vân (sáng, tối) tại điểm M trong vùng giao thoa ta lập tỉ số : Khi i OM i x M = = k thì tại M có vân sáng và đó là vân sáng bậc k. Khi i OM i x M = = (2k + 1) 2 1 thì tại M có vân tối và đó là vân tối bậc |k| + 1. + Để xác định số vân sáng - tối trong miền giao thoa có bề rộng L: lập tỉ số N = i L 2 để rút ra kết luận: Số vân sáng: N s = 2N + 1 (lấy phần nguyên của N). Số vân tối: N t = 2N (lấy phần nguyên của N) nếu phần thập phân của N < 0,5; N t = 2N + 2 nếu phần thập phân của N > 0,5. * Các câu trắc nghiệm định lượng minh họa: 1 (TN 2009). Trong thí nghiệm của Y-âng về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe là 1 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 2 m, bước sóng của ánh sáng đơn sắc chiếu đến hai khe là 0,55 µm. Hệ vân trên màn có khoảng vân là A. 1,1 mm. B. 1,2 mm. C. 1,0 mm. D. 1,3 mm. 2 (TN 2011). Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, người ta dùng ánh sáng đơn sắc có bước sóng 600 nm, khoảng cách giữa hai khe là 1,5 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 3 m. Trên màn, khoảng cách giữa hai vân sáng bậc 5 ở hai phía của vân sáng trung tâm là A. 9,6 mm. B. 24,0 mm. C. 6,0 mm. D. 12,0 mm. 3 (CĐ 2009). Trong thí nghiệm Iâng về giao thoa với nguồn sáng đơn sắc, hệ vân trên màn có khoảng vân i. Nếu khoảng cách giữa hai khe còn một nửa và khoảng cách từ hai khe đến màn gấp đôi so với ban đầu thì khoảng vân trên màn A. giảm đi bốn lần. B. không đổi. C. tăng lên hai lần. D. tăng lên bốn lần. 4 (CĐ 2009). Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa với ánh sáng đơn sắc, khoảng cách giữa hai khe là 1 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 2 m và khoảng vân là 0,8 mm. Cho c = 3.10 8 m/s. Tần số ánh sáng đơn sắc dùng trong thí nghiệm là Người viết: Dương Văn Đổng – Trường THPT Nguyễn Văn Linh, Bình Thuận  Phương pháp giải các dạng bài tập Vật lý 12 – Tính chất sóng-hạt của ánh sáng  Trang 6 A. 5,5.10 14 Hz. B. 4,5.10 14 Hz. C. 7,5.10 14 Hz. D. 6,5.10 14 Hz. 5 (CĐ 2009). Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe là 0,5 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn là 2 m. Ánh sáng đơn sắc dùng trong thí nghiệm có bước sóng 0,5 µm. Vùng giao thoa trên màn rộng 26 mm. Số vân sáng là A. 15. B. 17. C. 13. D. 11. 6 (CĐ 2009). Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa với ánh sáng đơn sắc, khoảng cách giữa hai khe là 1 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn là 2 m. Trong hệ vân trên màn, vân sáng bậc 3 cách vân trung tâm 2,4 mm. Bước sóng của ánh sáng đơn sắc dùng trong thí nghiệm là A. 0,5 µm. B. 0,7 µm. C. 0,4 µm. D. 0,6 µm. 7 (CĐ 2010). Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, các khe hẹp được chiếu sáng bởi ánh sáng đơn sắc. Khoảng vân trên màn là 1,2 mm. Trong khoảng giữa hai điểm M và N trên màn ở cùng một phía so với vân sáng trung tâm, cách vân trung tâm lần lượt 2 mm và 4,5 mm, quan sát được A. 2 vân sáng và 2 vân tối. B. 3 vân sáng và 2 vân tối. C. 2 vân sáng và 3 vân tối. D. 2 vân sáng và 1 vân tối. 8 (CĐ 2012). Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe được chiếu bằng ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,6 µm. Khoảng cách giữa hai khe sáng là 1 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 1,5 m. Trên màn quan sát, hai vân tối liên tiếp cách nhau một đoạn là A. 0,45 mm. B. 0,6 mm. C. 0,9 mm. D. 1,8 mm. 9 (CĐ 2012). Trong thí nghiệp Y-âng về giao thoa với ánh sáng đơn sắc, khoảng cách giữa hai khe là 1 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 2 m. Tại điểm M trên màn quan sát cách vân sáng trung tâm 3 mm có vân sáng bậc 3. Bước sóng của ánh sáng dùng trong thí nghiệm là A. 0,5 µm. B. 0,45 µm. C. 0,6µm. D. 0,75 µm. 10 (CĐ 2013). Thực hiện thí nghiệm Y-âng về giao thoa với ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,4 µm, khoảng cách giữa hai khe là 0,5 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn là 1 m. Trên màn quan sát, vân sáng bậc 4 cách vân sáng trung tâm A. 3,2 mm. B. 4,8 mm. C. 1,6 mm. D. 2,4 mm. 11 (ĐH 2010). Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe được chiếu bằng ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ. Nếu tại điểm M trên màn quan sát có vân tối thứ ba (tính từ vân sáng trung tâm) thì hiệu đường đi của ánh sáng từ hai khe S 1 , S 2 đến M có độ lớn bằng A. 2λ. B. 1,5λ. C. 3λ. D. 2,5λ. 12 (ĐH 2010). Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe được chiếu bằng ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,6 μm. Khoảng cách giữa hai khe là 1 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 2,5 m, bề rộng miền giao thoa là 1,25 cm. Tổng số vân sáng và vân tối có trong miền giao thoa là A. 21 vân. B. 15 vân. C. 17 vân. D. 19 vân. 13 (ĐH 2011). Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe được chiếu bằng ánh sáng đơn sắc, khoảng cách giữa hai khe là 0,6 mm. Khoảng vân trên màn Người viết: Dương Văn Đổng – Trường THPT Nguyễn Văn Linh, Bình Thuận  Phương pháp giải các dạng bài tập Vật lý 12 – Tính chất sóng-hạt của ánh sáng  Trang 7 quan sát đo được là 1 mm. Từ vị trí ban đầu, nếu tịnh tiến màn quan sát một đoạn 25 cm lại gần mặt phẳng chứa hai khe thì khoảng vân mới trên màn là 0,8 mm. Bước sóng của ánh sáng dùng trong thí nghiệm là A. 0,64 µm. B. 0,50 µm. C. 0,45 µm. D. 0,48 µm. 14 (ĐH 2012). Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, nguồn sáng phát ra ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ 1 . Trên màn quan sát, trên đoạn thẳng MN dài 20 mm (MN vuông góc với hệ vân giao thoa) có 10 vân tối, M và N là vị trí của hai vân sáng. Thay ánh sáng trên bằng ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ 2 = 3 5 1 λ thì tại M là vị trí của một vân giao thoa, số vân sáng trên đoạn MN lúc này là A. 7. B. 5. C. 8. D. 6. 15 (ĐH 2012). Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa với ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ, khoảng cách giữa hai khe hẹp là a, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe hẹp đến màn quan sát là 2 m. Trên màn quan sát, tại điểm M cách vân sáng trung tâm 6 mm, có vân sáng bậc 5. Khi thay đổi khoảng cách giữa hai khe hẹp một đoạn bằng 0,2 mm sao cho vị trí vân sáng trung tâm không thay đổi thì tại M có vân sáng bậc 6. Giá trị của λ bằng A. 0,60 µm. B. 0,50 µm. C. 0,45 µm. D. 0,55 µm. 16 (ĐH 2013). Trong một thí nghiệm Y âng về giao thoa ánh sáng, bước sóng ánh sáng đơn sắc là 600 nm, khoảng cách giữa hai khe hẹp là 1 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn là 2 m. Khoảng vân quan sát được trên màn có giá trị bằng A. 1,5 mm. B. 0,3 mm. C. 1,2 mm. D. 0,9 mm. 17 (ĐH 2013). Thực hiện thí nghiệm Y âng về giao thoa với ánh sáng có bước sóng λ. Khoảng cách giữa hai khe hẹp là 1 mm. Trên màn quan sát, tại điểm M cách vân trung tâm 4,2 mm có vân sáng bậc 5. Giữ cố định các điều kiện khác, di chuyển dần màn quan sát dọc theo đường thẳng vuông góc với mặt phẳng chứa hai khe ra xa cho đến khi vân giao thoa tại M chuyến thành vân tối lần thứ hai thì khoảng dịch màn là 0,6 m. Bước sóng λ bằng A. 0,6 µm. B. 0,5 µm. C. 0,7 µm. D. 0,4 µm. * Đáp án: 1A. 2D. 3D. 4C. 5C. 6C. 7A. 8C. 9A. 10A. 11D. 12C. 13D. 14A. 15A. 16C. 17A. * Giải chi tiết: 1. i = a D λ = 3 6 10 2.10.55,0 − − = 1,1.10 -3 (m). Đáp án A. 2. 10i = 10. a D λ = 10. 3 7 10.5,1 3.10.6 − − = 12.10 -3 (m). Đáp án D. 3. i’ = a D 2 1 2. λ = 4. a D λ = 4i. Đáp án D. Người viết: Dương Văn Đổng – Trường THPT Nguyễn Văn Linh, Bình Thuận  Phương pháp giải các dạng bài tập Vật lý 12 – Tính chất sóng-hạt của ánh sáng  Trang 8 4. λ = D ai = 0,4.10 -6 m; f = λ c = 7,5.10 14 Hz. Đáp án C. 5. i = a D λ = 2.10 -3 m; i L 2 = 6,5; N s = 2.6 + 1 = 13. Đáp án C. 6. x s3 = 3 a D λ = 3i  i = 3 3s x = 0,8.10 -3 m; λ = D ai = 0,4.10 -6 m. Đáp án C. 7. i x M = 1,67: tại M có vân tối ứng với k = 1; i x N = 3,75: tại N có vân tối ứng với k = 3. Vậy trong khoảng MN có 2 vân sáng và 2 vân tối. Đáp án A. 8. i = a D λ = 0,9.10 -3 m. Đáp án C. 9. x s3 = 3 a D λ = 3i  i = 3 3s x = 10 -3 m; . λ = D ai = 0,5.10 -6 m. Đáp án A. 10. x 4 = 4 D a λ = 3,2.10 -3 m. Đáp án A. 11. d 2 – d 1 = (2.2 + 1) 2 λ = 2,5λ (vân tối thứ 3 ứng với k = 2). Đáp án D. 12. i = a D λ = 1,5.10 -3 m; i L 2 = 4,2; N s = 2.4 + 1 = 9; N t = 2.4 = 8. Đáp án C. 13. i = a D λ ; i’ = a D )10.25( 2− − λ  i - i’ = a 2 10.25. − λ  λ = 2 10.25 )'( − − iia = 0,48.10 -6 m. Đáp án D. 14. i 1 = 10 MN = 2 mm; 1 2 λ λ = 1 2 i i  i 2 = i 1 1 2 λ λ = 3 10 mm; 2 2i MN = 3; N s = 2.3 + 1 = 7. Đáp án A. 15. x M = 6 1 a D λ = 6i 1 = 5 3 1 10.2,0 − − a D λ  6a 1 – 1,2.10 -3 = 5a 1  a 1 = 1,2.10 -3 m; i 1 = 6 M x = 10 -3 m; λ = D ia 11 = 0,6.10 -6 m. Đáp án A. 16. i = a D λ = 12.10 -4 m. Đáp án C. 17. Dịch chuyển màn ra xa để vân giao thoa tại M chuyển thành vân tối lần thứ 2 thì đó là vân tối thứ 4 ứng với k’ = 3 nên: x M = 5 D a λ = (3 + 1 2 ) ( 0,6)D a λ +  5D = 3,5D + 2,1  D = 1,4 (m); λ = . 5 M a x D = 0,6.10 -6 m. Đáp án A. Người viết: Dương Văn Đổng – Trường THPT Nguyễn Văn Linh, Bình Thuận  Phương pháp giải các dạng bài tập Vật lý 12 – Tính chất sóng-hạt của ánh sáng  Trang 9 Người viết: Dương Văn Đổng – Trường THPT Nguyễn Văn Linh, Bình Thuận  Phương pháp giải các dạng bài tập Vật lý 12 – Tính chất sóng-hạt của ánh sáng  Trang 10 3. Giao thoa với ánh sáng hỗn hợp – Giao thoa với ánh sáng trắng. * Các công thức: + Giao thoa với nguồn phát ánh sáng gồm một số ánh sáng đơn sắc khác nhau: Vị trí vân trùng (cùng màu): x = k 1 λ 1 = k 2 λ 2 = … = k n λ n ; với k ∈ Z. + Giao thoa với ánh sáng trắng: Vị trí vân sáng: x s = a D λ ; vị trí vân tối: x t = (2k + 1) . Bề rộng quang phổ bậc n trong giao thoa với ánh sáng trắng: ∆ x n = n a D td )( λλ − . * Phương pháp giải: + Xác định khoảng cách ngắn nhất giữa 2 vân trùng: vị trí có k 1 = k 2 = … = k n = 0 là vân trùng trung tâm, do đó khoảng cách gần nhau nhất giữa hai vân trùng đúng bằng khoảng cách từ vân trùng trung tâm đến vân trùng bậc 1 của tất cả các ánh sáng đơn sắc: ∆x = k 1 λ 1 = k 2 λ 2 = … = k n λ n ; với k ∈ N nhỏ nhất ≠ 0. + Xác định số bức xạ cho vân sáng (hoặc tối) tại vị trí M trong vùng giao thoa với nguồn phát ra ánh sáng trắng (0,38 µm ≤ λ ≤ 0,76 µm): - Ánh sáng đơn sắc cho vân sáng tại M nếu: ≤ k ≤ ; k ∈ Z. Số bức xạ cho vân sáng tại M là số giá trị của k. Bức xạ cho vân sáng tại M có: λ = . - Ánh sáng đơn sắc cho vân tối tại M nếu: - ≤ k ≤ - ; k ∈ Z. Số bức xạ cho vân tối tại M là số giá trị của k. Bức xạ cho vân tối tại M có: λ = . * Các câu trắc nghiệm định lượng minh họa: 1 (CĐ 2009). Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, nguồn sáng gồm các bức xạ có bước sóng λ 1 = 750 nm, λ 2 = 675 nm và λ 3 = 600 nm. Tại điểm M trong vùng giao thoa trên màn mà hiệu khoảng cách đến hai khe bằng 1,5 µm có vân sáng của bức xạ A. λ 2 và λ 3 . B. λ 3 . C. λ 1 . D. λ 2 . 2 (CĐ 2010). Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe được chiếu sáng đồng thời bởi hai bức xạ đơn sắc có bước sóng lần lượt là λ 1 và λ 2 . Trên màn quan sát có vân sáng bậc 12 của λ 2 trùng với vân sáng bậc 10 của λ 2 . Tỉ số 1 2 λ λ bằng A. . B. . C. . D. . 3 (CĐ 2011). Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, chiếu vào hai khe đồng thời hai ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ 1 = 0,66 µm và λ 2 = 0,55 µm. Trên màn quan sát, vân sáng bậc 5 của ánh sáng có bước sóng λ 1 trùng với vân sáng bậc mấy của ánh sáng có bước sóng λ 2 ? A. Bậc 7. B. Bậc 6. C. Bậc 9. D. Bậc 8. Người viết: Dương Văn Đổng – Trường THPT Nguyễn Văn Linh, Bình Thuận [...]... 12 – Tính chất sóng-hạt của ánh sáng  Trang 29 SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BÌNH THUẬN TRƯỜNG THPT NGUYỄN VĂN LINH  PHƯƠNG PHÁP GIẢI Sáng kiến CÁC kinh DẠNG nghiệm: BÀI TẬP VẬT LÝ PHẦN TÍNH CHẤT SÓNG VÀ TÍNH CHẤT HẠT CỦA ÁNH SÁNG Người viết: DƯƠNG VĂN ĐỔNG - - Người viết: Dương Văn Đổng – Trường THPT Nguyễn Văn Linh, Bình Thuận  Phương pháp giải các dạng bài tập Vật lý 12 – Tính chất sóng-hạt. .. Văn Đổng – Trường THPT Nguyễn Văn Linh, Bình Thuận  Phương pháp giải các dạng bài tập Vật lý 12 – Tính chất sóng-hạt của ánh sáng  Trang 16 hf 12 eUmax = hf  Umax = e = 26,5.103 V Đáp án D Người viết: Dương Văn Đổng – Trường THPT Nguyễn Văn Linh, Bình Thuận  Phương pháp giải các dạng bài tập Vật lý 12 – Tính chất sóng-hạt của ánh sáng  Trang 17 II LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG 1 Thuyết lượng tử ánh sáng - Hiện... Đổng – Trường THPT Nguyễn Văn Linh, Bình Thuận  Phương pháp giải các dạng bài tập Vật lý 12 – Tính chất sóng-hạt của ánh sáng  Trang 23 A 132,5.10-11 m B 84,8.10-11 m C 21,2.10-11 m D 47,7.10-11 m * Đáp án: 1C 2D 3B 4D 5C 6D 7A 8C 9C 10C 11A 12A 13C 14A 15D 16C 17A 18A 19D Người viết: Dương Văn Đổng – Trường THPT Nguyễn Văn Linh, Bình Thuận  Phương pháp giải các dạng bài tập Vật lý 12 – Tính chất sóng-hạt. .. Dương Văn Đổng – Trường THPT Nguyễn Văn Linh, Bình Thuận  Phương pháp giải các dạng bài tập Vật lý 12 – Tính chất sóng-hạt của ánh sáng  Trang 27 MỤC LỤC STT 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 NỘI DUNG TRANG A – PHẦN MỞ ĐẦU 1 B – NỘI DUNG 2 I SÓNG ÁNH SÁNG 2 1 Sự tán sắc ánh sáng 2 2 Giao thoa với ánh sáng đơn sắc 5 3 Giao thoa với ánh sáng hỗn hợp 9 4 Các bức xạ không nhìn thấy 12 II LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG 15 1 Thuyết... Đổng – Trường THPT Nguyễn Văn Linh, Bình Thuận  Phương pháp giải các dạng bài tập Vật lý 12 – Tính chất sóng-hạt của ánh sáng  Trang 25 r32 33 r02 v1 ke 2 ke 2 v2 = 2 r02 r 2 = m r  v = mr  v3 = r1 = 3 Đáp án C 17 EP – EK = hf1; EP – EL = hf2; EL – EK = hf3; EL - EK = EP – EK – EP + EL = EP – EK – (EP – EL) = hf1 – hf2  f3 = f1 – f2 Đáp án A 13,6 2 18 Từ công thức En = - n eV ta tính được các mức... 10 Các tài liệu truy cập trên các trang web thuvienvatly.com và violet.vn Người viết: Dương Văn Đổng – Trường THPT Nguyễn Văn Linh, Bình Thuận  Phương pháp giải các dạng bài tập Vật lý 12 – Tính chất sóng-hạt của ánh sáng  Trang 28 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc -    PHIẾU ÁNH GIÁ, XẾP LOẠI SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Năm học 2013 – 2014 I ánh giá, xếp loại của. .. Bình Thuận  Phương pháp giải các dạng bài tập Vật lý 12 – Tính chất sóng-hạt của ánh sáng  Trang 26 C - KẾT LUẬN Thực tế giảng dạy và kết quả các bài kiểm tra, bài thi trong các năm học qua nơi các trường tôi đã giảng dạy (THPT Bùi Thị Xuân, THPT Nguyễn Văn Linh, Bình Thuận) cho thấy nếu các em học sinh nhận được dạng các câu hỏi trắc nghiệm định lượng trong các đề thi thì việc giải các câu này sẽ... thời hai ánh sáng đơn sắc λ1, λ2 có bước sóng lần lượt là 0,48 µm và 0,60 µm Trên màn quan sát, trong khoảng giữa hai vân sáng gần nhau nhất và cùng màu với vân sáng trung tâm có Người viết: Dương Văn Đổng – Trường THPT Nguyễn Văn Linh, Bình Thuận  Phương pháp giải các dạng bài tập Vật lý 12 – Tính chất sóng-hạt của ánh sáng  Trang 12 A 4 vân sáng λ1 và 3 vân sáng λ2 B 5 vân sáng λ1 và 4vân sáng λ2... Phương pháp giải các dạng bài tập Vật lý 12 – Tính chất sóng-hạt của ánh sáng  Trang 11 4 (CĐ 2011) Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe là 2 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa 2 khe đến màn quan sát là 2 m Nguồn phát ánh sáng gồm các bức xạ đơn sắc có bước sóng trong khoảng 0,40 μm đến 0,76 μm Trên màn, tại điểm cách vân trung tâm 3,3 mm... μm 11 (ĐH 2010) Một chất có khả năng phát ra ánh sáng phát quang với tần số f = 6.1014 Hz Khi dùng ánh sáng có bước sóng nào dưới đây để kích thích thì chất này không thể phát quang? A 0,55 μm B 0,45 μm C 0,38 μm D 0,40 μm Người viết: Dương Văn Đổng – Trường THPT Nguyễn Văn Linh, Bình Thuận  Phương pháp giải các dạng bài tập Vật lý 12 – Tính chất sóng-hạt của ánh sáng  Trang 22 12 (ĐH 2010) Theo mẫu . định, đánh giá đạt giải. Tài liệu cũng đã được đưa lên một số trang web chuyên ngành như: thuvienvatly. com, violet.vn, , được khá nhiều thành viên tải về sử dụng và có những nhận xét tích cực.