Chuyên đề sóng ánh sáng 2

     Email:doanvluong@gmail.com Trang 1 CHƢƠNG : TÍNH CHẤT SÓNG CỦA ÁNH SÁNG A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT I. Tán sắc ánh sáng. * Sự tán sắc ánh sáng: * Ánh sáng đơn sắc, ánh sáng trắng -  -   - -  - trong   * Ứng dụng của sự tán sắc ánh sáng -Máy qu   -H    Phương pháp giải: Áp dụng các công thức của lăng kính :  1 = n sinr 1 sini 2 = n sinr 2 A = r 1 + r 2 D = i 1 + i 2  A  1 = nr 1 ; i 2 = nr 2 ; D = (n  1)A  D min 12 min 1 12 2 2 A rr D i A ii             min sin sin 22 DA A n     1 > n 2 i > i gh  gh = 2 1 n n   tim do tim do n n n          II. Nhiễu xạ ánh sáng – Giao thoa ánh sáng. a. Nhiểu xạ ánh sáng:  . b. Hiện tượng giao thoa ánh sáng -  - +N  nhau + -giao thoa nhau:  , ng    ( vân trung tâm) . +trung tâm  màu  -  c.Vị trí vân, khoảng vân trong giao thoa ánh sáng khe Young S 1 D S 2 d 1 d 2 I O x M a      Email:doanvluong@gmail.com Trang 2 x s = k a D  ;  Z.  x t = (2k + 1) a D 2  ;  Z. : i = a D  . =>  ia D   +   => ân sáng: x s = ki =>  x t = (2k + 1)i/2 d. Thí nghiệm Young có bản mặt song song : -   1  1 M = (d 1  e)+ n.e  2  2 M = d 2 -   = S 2 M  S 1 M = d 2  d 1  e )1( n = D xa. - e )1( n -  x s = k a D  + )1( . n a De -  x t = (k + 0,5) a D  + )1( . n a De -  0 x  0 x = )1( . n a De e. Bước sóng và màu sắc ánh sáng   trong chân không.      : Màu sắc Bước sóng trong chân không (  m) Bước sóng trong chân không (nm)  0,640  0,760 640  760 Cam 0,590  0,650 590  650 Vàng 0,570  0,600 570  600  0,500  0,575 500  575 Lam 0,450  0,510 450  510 Chàm 0,430  0,460 430  460 Tím 0,380  0,440 380  440 III. Quang phổ. a. Máy quang phổ lăng kính  áng    -  -  -   b. Các loại quang phổ Quang phổ liên tục Quang phổ vạch phát xạ Quang phổ vạch hấp thụ Định nghĩa         .                      Nguồn phát              phát ra          phát ra. -  . -chúng    M O D 1 S 2 S 1 d 2 d x e , n      Email:doanvluong@gmail.com Trang 3 Đặc điểm               -   đặc trƣng   -  -Còn                Ứng dụng              .            n    IV. Tia hồng ngoại – Tia tử ngoại -Tia X. a. Phát hiện tia hồng ngoại và tử ngoại    b.Dùng ống Cu-lít-giơ tạo ra tia X:  hai  -  -    b.Các tia Tiêu đề Tia hồng ngoại Tia tử ngoại Tia X Bản chất Cùng là   Bƣớc sóng 7,6.10 -7 m 10 -3 m. 3,8.10 -7 m  10 -8 m 10 -8 m 10 -11 m Nguồn phát  Trên 0 0 K     0 C:  màn hình tivi. -ông tia X -ông Cu-lit- - Tính chất  - -  - -  -  - -B -  tia có  nm                 -Có      -      xuyên càng   Ứng dụng -S -L -C  - tiêuquay phim HN   -  -   -C;  -  -C c.Thang sóng điện từ. .   +  làm on hóa không khí. V      Email:doanvluong@gmail.com Trang 4 -Sắp xếp thang sóng điện từ theo thứ tự bước sóng giảm dần (hay tần số tăng dần):  : f: g   Ánh sáng tím Ánh     Tia X Tia  Sóng Radio 10 -11 10 -8 3,810 -7 7,610 -7 10 -2 -Sắp xếp thang sóng điện từ theo thứ tự bước sóng tăng dần (hay tần số giảm dần): 4 10 2 10 1 2 10 4 10 6 10 8 10 10 10 12 10 14 10 (m) Phương pháp vô tuyến Phương pháp chụp ảnh Phương pháp quang điện Phương pháp nhiệt điện Phương pháp ion hóa Sóng vô tuyến điện Máy phát vô tuyến điện Tia hồng ngoại 0 Vật nóng dưới 500 C Ánh sáng nhìn thấy Các nguồn sáng Tia tử ngoại 0 Vật nóng trên 2000 C Tia X Ống tia X Tia gamma ï Sự phân rã phóng xa Thu Phát      Email:doanvluong@gmail.com Trang 5 B. CÁC DẠNG BÀI TẬP 1. Sự tán sắc ánh sáng . a. Kiến thức: Tán s    :(n đỏ < n cam < n vàng < n lục < n lam < n chàm < n tím .) =>Tia màu đỏ lệch ít nhất, tia màu tím lệch nhiều nhất.  = f c  8 m/s.  nnf c f v   .    + Công  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  min 2 DA = n sin 2 A  + Khi  1  0  i 1 = nr 1 ; i 2 = nr 2 ; A = r 1 + r 2 ; D = A(n  1); D min = A(n  1).  còn  i  1 sini 1 = n 2 sini 2 . b.Bài tập: Bài 1.   4 3 . Giải Bài 1. Ta có:  nnf c f v   = 0,48 m. Bài 2. m và tr 0,4 m.  Giải Bài 2. Ta có:  n   n = '   = 1,5. Bài 3.  = 0,60   Giải Bài 3. 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. Bài 4.  0   0  Giải Bài 4. Ta có: sinr 1 = 1 sini 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.  0   Giải Bài 5. V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 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.  0    Giải Bài 6. V A và i 1  10 0 ) ta có: D = (n   d = (n d = 1)A; D t = (n t  1)A. D = D t  D d = (n t  n d )A = 0,168 0   Bài 7.   0   Giải Bài 7. Ta có: sini = nsinr = nsin(90 0   0  i) = ncosi  n = tani = 3 .      Email:doanvluong@gmail.com Trang 6 Bài 8.   0    Giải 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 . Bài 9.(ĐH-2011):  0        ánh sáng tím là n t   A. 5,4 mm. B. 36,9 mm. C. 4,5 mm. D. 10,1 mm. Giải: D = (n-1)A Ta có: D t = (1,685-1)6; D  = (1,642-1)6 (Máy Fx570ES ch  : l= d (tagD t - tagD ) = 1200(tan(0,685x6) -tan(0,642x6) ) l= d (tagD t - tagD )= 5,429719457 (mm) = 5,4mm.  Bài 10:  0     = 1,5 t  A. 6,28mm. B. 12,60 mm. C. 9,30 mm. D. 15,42 mm. Giải:  D  = (n   1)A = 3 0 D t = (n t  1)A = 3,36 0    OT = dtanD   dD t    dD  => a = d(D t - D  ) = d.0,36. 180  = 0,01256m => a = 12,56mn  12,6 mm. Đáp án B Bài 11:. 0 ,  2 .       Giải: sini gh = n 1 < 2 1 ;i gh < 45 0  0 sinr = n isin = n2 3 < 22 3 => r < 37,76 0 r max = 37,76 0  gh => ng song  B Bài 12:   0 à 3 và 2   A. 1,58. B. 0,91 C. 1,73. D. 1,10 Giải:  sinr t = 2 1 3 60sin60sin 00  t n ;r t = 30 0 sinr  = 61,0 4 6 2 60sin60sin 00  đ n r   38 0  t và h   H  T d A D t  i r     C  B A  i  H i I 2 I 1 d = 2m O  T      Email:doanvluong@gmail.com Trang 7 Xét các tam giác vuông I 1 I 2 T và I 1 I 2  Góc I 1 I 2  t ; Góc I 1 I 2   h t = I 1 I 2 cosr t . h  = I 1 I 2 cosr  . => 10,1099,1 38cos 30cos cos cos 0 0  đ t đ t r r h h . Chọn D Bài 13.     min D ?  o A 60 và o min D 30 .  Giải: Ta có min DD  1 i  2 i .  oo min 30 60 DA sin sin 2 2 n 2 1,41 A 60 sin sin 22                  Cách 2: r 1 +r 2 =A mà r 1 +r 2 = 60 0  r 1 = 30 0  min = i 1 + i 2 A =2i 1  A  i 1 = min 2 DA = 45 0  1 =45 0 và r 1 = 30 0 ta có sini 1 = n.sinr 1  n = 0 1 0 1 2 sin sin 45 2 2 1,414 1 sin sin30 2 i r     Bài 14:  n2  0 =   1.  min ? tính D min . 2.   0 = 0,366. Giải: 1.  1 2 1 2 i i r r    12 A rr 2  . Và 0 11 A2 Sini nsinr nsin 2sin30 . 22     0 1 2 i arcsin 45 2      0 0 0 min D 2i A 90 60 30 .     2. Ta có 0 gh gh 11 sini i 45 n 2     .  2min = i gh = 45 0 0 1max 2 r A r 60 45 15       0 1max 1max sini nsinr 2sin15 0,366   0 1max i 21,47  1  0  0   0 0 0 min i 45 21,47 23,53 .    Bài 15:  0     d  t = 1.68. a.  b.  Giải: a.      b.  d =(n  -1)A;  t =(n t -1)A      Email:doanvluong@gmail.com Trang 8   = D t  D  = =(n t -n  )A = (1,68-1,64). 4.3,14 180 =0,00279(rad). x = d( tanD t  tanD  ) d(D t  D  ) =1.0,00279(m) =2,79(mm) Bài 16:  0 .    t    A. 0,426 cm. B. 1,816 cm. C. 2,632 cm. D. 0,851 cm. Giải:      tanr t ) r i sin sin = n => sinr = sini/n = r i sin sin = n2 1 tanr = r r cos sin = r r 2 sin1 sin  = 2 4 1 1 2 1 n n  = 14 1 2 n tanr  = 1329,1.4 1 2  = 0,406; tanr t = 1343,.1.4 1 2  = 0,401 a = h (tanr   tanr t ) = 2(0,406  0,401) = 0,01m = 1cm    0 = 2 3a = 0,866 cm. Chọn đáp án D Bài 17:   v = 1,5 và n t  A. 0,77 0 B. 48,59 0 C. 4,46 0- D. 1,73 0 . Giải 1 = 30 0 Nên sini = n V sin 30 0   V = 48, 59 0 Sinr t = sini/n t = sin 48,59 0 /1,52= 0,493 r t = 29,57 0 -  t = 60 0  29,57 0 = 30,43 0  t = 1,52.sin30,43 0  t = 50,34 0  -48,59 = 1,75 0 Chọn D Bài 18:  0    A. 0,146 cm. B. 0,0146 m. C. 0,0146 cm. D. 0,292 cm. Giải:    a = e (tanr   tanr t ) (cm) r i sin sin = n => sinr = sini/n = r i sin sin = n2 3 tanr = r r cos sin = r r 2 sin1 sin  = 2 4 3 1 2 3 n n  = 34 3 2 n tanr t = 3732,1.4 3 2  = 0,5774; tanr  = 37,.1.4 3 2  = 0,592 a = e (tanr   tanr t ) = 2(0,592  0,5774) = 0,0292 (cm) => h = asin(90 0  i) = asin30 0 = a/2 = 0,0146 cm.Đáp án A    b h i r t r  V T  h i I i H      Email:doanvluong@gmail.com Trang 9 Bài 19:   0     0 .   Giải:     v 0 nên chùm tia ló là   0 .     có màu . đáp án B Bài 20:   0    t   A. 0,426 cm. B. 1,816 cm. C. 2,632 cm. D. 0,851 cm. Giải:      tanr t ) r i sin sin = n => sinr = sini/n = r i sin sin = n2 1 tanr = r r cos sin = r r 2 sin1 sin  = 2 4 1 1 2 1 n n  = 14 1 2 n tanr  = 1329,1.4 1 2  = 0,406; tanr t = 1343,.1.4 1 2  = 0,401 a = h (tanr   tanr t ) = 2(0,406  0,401) = 0,01m = 1cm  trùng  tím ()  => 0 = 2 3a = 0,866 cm. c.Tr ắc nghiệm: Câu 1. Chiu mt tia sáng trng nm trong mt tit din thng ca m i mt bên ct quang cng 30 0 . Bit chit sut ci v i vi tia tím là 1,6. Tính góc làm b và tia ló màu tím A.4,54 0 . B.12,23 0 . C.2,34 0 . D.9,16 0 . Gii: S dng công thc:Sin i 1 =n.sinr 1 ; Sini 2 =n.sinr 2; A=r 1 +r 2  i mt bên c 1 =0 Bm máy nhanh shift sin (n t .sin30)- shift sin (n d .sin30)=4,54 0 Câu 2. My tinh có góc chit quang A = 6 0 , có chit sui v là n  i vi tia tím là n t = 1,58. Cho mt chùm tia sáng trng hp, chiu vuông góc vi mt phng phân giác ca góc chit quang, vào mt bên c và tia tím khi ló ra kh A.0,87 0 . B.0,24 0 . C.1,22 0 . D.0,72 0 . Gii: Góc nh nên áp dng D=(n-1)A ; Bm máy nhanh: .58x6 - .54x6 =0,24 Câu 3. Mt thu kính có hai mt li cc làm bng thy tinh. Chit sut ca thy 60 0   T Đ b h i r t r đ      Email:doanvluong@gmail.com Trang 10 i vi bc x  là n 1 i vi bc x màu tím là n 2 = 1,5318. Tính khong cách gia m ca thi v m ca thi vi ánh sáng tím. A.3cm. B.1,5 cm. C.0,97 cm. D.0,56cm. Gii: Áp dng công thc: D=1/f=(n-1).(1/R 1 +1/R 2 ) Bm máy: (.514÷15) -1 - (.5318÷15) -1 t li cùng bán kính, ta có th nhm 2/30=1/15 nên bm chia 15 cho nhanh và bt sai sót) Câu 4. Mt chùm tia sáng trng song song vi trc chính ca mt thu kính thy tinh có hai mt li ging nhau bán kính R = 10,5cm, có chit sui v và tím là n  = 1,5 và n t = 1,525 thì khong cách t  m màu tím là: A. 0,5cm B. 1cm C. 1,25cm D. 1,5cm Gii: Bm máy : (.5 x 2÷10.5) -1 - (.525 x 2÷10.5) -1 = 0.5 Câu 5:    = 1,643, n t  A. 32,96 0  i  41,27 0 B. 0  i  15,52 0 C. 0  i  32,96 0 D. 42,42 0  i  90 0 Giải : T  0 49,37 1 sin  i n i đ + Tím: 0 4,36' 1 'sin  i n i t    r > A-i=60-37,49=22,51 Gó  t i > tđ in 51,22sin >38,9 0 (1) + Tia tím : r> 60- 36,4=23,6 ; sin t i >n t .sin23,6  i t >42,42 0 .  Câu 6:  0   ánh sáng màu lam là 2 .T A.   B.  C.  D.  Giải : 0 2 0 22 0 2 0 11 90145sin2sin.sin4590  irnirri lam   + Do lamtím nn     AC. chn A [...]... Trang 22 Vi i 1 = V: i2 = 1 D a 2 a 0,5.10.6 .2 13 L =0,5mm N s 2. + 1= 2 3 +1 =27 ( võn) 1/ L 2. 10 2i 2. 0,5 L 1 =33( võn) 2i2 D 0,4mm N s2 / L 2. k1 4n k1 2 0,4 4 x = k1i1 = 4ni1 = 2n (mm) = a a 0,5 5 k2 1 k2 5n L L 13 13 - x 2n 3 ,25 n 3 ,25 n = 0;1 ;2; 3 2 2 2 2 cú 7 võn sỏng trựng nhau Ns = 7 Ns q.s / L = 33 +27 -7 = 53 (võn) + x k1 1 D k2 2 D + Bc trựng nhau... tớm Loi 2: Hai võn ti trựng nhau ca hai bc x: + Khi võn ti ca 2 bc x trựng nhau: k k xT1 xT2 1 2 (2k1 1) 2k 1 2 p 1 (t s ti gin) 2k2 1 1 q 2k1 1 p(2n 1) ; 2k2 1 q(2n 1) 1D 2a (2k2 1) 1 V trớ trựng: x xT1 p (2n 1) k 2 D 2a 1 D 2a L L xT 2 2 D L L L L + S võn xT trong trng giao thoa: - xT p(2n 1) 1 (*) 2 2a 2 2 2 S giỏ tr ca n tha món (*) s võn ti trựng trong trng giao thoa... 0,5mm; i2 = 0,3mm Bit b rng trng giao thoa l 5mm, s v trớ trờn trng giao thoa cú 2 võn ti ca hai h trựng nhau l bao nhiờu? 2k1 1 3(2n 1) k1 3n 1 2k1 1 i2 0,3 3 2k2 1 i1 0,5 5 2k2 1 5(2n 1) k 2 5n 2 Gii: Khi 2 võn ti trựng nhau: k1 xT xT1 3(2n 1) 1D 3(2n 1) 2a i1 3(2n 1).0,5 / 2 2 L L 5 3(2n 1).0,5 5 Ta cú: - xT 1 2 2 2 2 2 5 1,5.2n 1,5 5 - 5 3n 1,5 5 2, 16 n... 1,5 5 2, 16 n 1,167 n : 0; 1; 2 2 2 2 cú 4 v trớ võn ti trựng nhau trờn trng giao thoa L: n -2 -1 0 1 2 K1 K2 -5 -8 -2 -3 1 2 4 7 7 12 Loi 3: Võn sỏng ca bc x ny trựng võn ti ca bc x kia k 1 - Gi s: xS1 xT2 k 1 2 i k1 i p k1i1 (2k2 1) 2 2 2 (t s ti gin) 2 2k2 1 2i1 21 q 2k 1 q(2n 1) 2 V trớ trựng: x p(2n 1).i1 k1 p(2n 1) L L L L x p(2n 1)i1 s võn sỏng trựng võn ti... (mm) B 3 ,2 (mm) C 3,375 (mm) D 6,75 (mm) Gii: V trớ hai võn ti ca hai bc x trựng nhau (k1+0,5)i1 = (k2+0,5)i2 => (k1+0,5) 1,35 = (k2+0,5) 2, 25 Vi k1; k2 nguyờn hoc bng 0 2k 1 1,35k1 = 2, 25k2 + 0,45 => 3k1 = 5k2 + 1 => k1 = k2 + 2 3 2k 1 n 1 k1 nguyờn > 2 = n Khi ú k1 = k2 + n v 2k2 = 3n -1 + > k2 = n + 3 2 n 1 k2 nguyờn = t > n = 2t +1 -> k2 = n + t = 3t + 1 2 Suy ra k1 = 5t + 2; k2 = 3t + 1... 0,8 mm; i2 = 2 = = 1, 12 mm a a 10 3 10 3 V trớ hai võn ti trựng nhau:x = (k1+0,5) i1 = (k2 + 0,5)i2 => (k1+0,5) 0,8 = (k2 + 0,5)1, 12 => 5(k1 + 0,5) = 7(k2 + 0,5) 2k 2 1 => 5k1 = 7k2 + 1=> k1 = k2 + 5 5k 1 k 1 k1 nguyờn 2k2 + 1 = 5k => k2 = = 2k + 2 2 k2 nguyờn k 1 = 2n => k = 2n +1 vi n = 0, 1, 2, k2 = 5n + 2 v k1 = k2 + k = 7n + 3 Suy ra x = (7n + 3 + 0,5)i1 = (7n + 3 + 0,5)0,8 = 5,6n + 2, 8 10... võn sỏng bc 11; N = 22 ,2; ti N cú võn sỏng bc 22 ; trờn a i i MN cú 34 võn sỏng 33 võn ti Gii 2: Khong võn: i = D a 0, 6.106.1,5 0, 45.103 m 0, 45mm 2. 103 V trớ võn sỏng : xs = ki = 0,45k (mm): -5 0,45k 10 => -11,11 k 22 ,22 2 =>-11 k 22 : Cú 34 võn sỏng V trớ võn ti : xt = (k + 0,5) i = 0,45(k + 0,5) (mm): -5 0,45(k+0,5) 10 => -11,11 k + 0,5 22 ,22 2 1,61 k 21 , 722 2 => -11 k 21 : Cú 33 võn ti Chn... i1 = 1 D a = 0,5 mm; i2 = 2 D a = 0,4 mm V trớ võn ti ca 2 x2 = (k2+ 0,5) i2 = (k2+ 0,5).0,4 (mm) V trớ võn sỏng ca 1 x1 = k1 i1 = 0,5k1 (mm) V trớ võn ti bc x 2 trựng vi võn sỏng ca bc x 1: 5,5 (mm) x2 = x1 35,5 (mm) (k2+ 0,5) i2 = k1i1 => 4k2 + 2 = 5k1 => 4k2 = 5k1 2 => k2 = k1 + k1 2 k2 l mt s nguyờn th k1 2 = 4n ( vi n 0) 4 Do ú k1 = 4n + 2 v k2 5n + 2 ễn tp Vt Lý 12 SểNG NH SNG GV: on... v 2 trờn mn l : x1 k1 1 a ; x2 k 2 2 D a (1) Hai võn sỏng trờn trựng nhau khi : x1= x2 k1 1D D 5 k2 2 k11 k 2 2 k 2 k1 1 k a a 2 4 1 (2) k1 v k2 l hai s nguyờn nờn (2) tho món khi k1 l bi s ca 4, tc l k1 =4; 8; 12; 16; 20 ;24 V trớ trựng nhau ln u tiờn v ln tip theo (tr võn trung tõm) ng vi k1 = 4 v k2 =8 V trớ ú l x1 =k1 1 D 4.0,5.106 .2 D 8.0,5.106 .2 = = 4.10-3(m) =4(mm) v x2 = k2 1... nhau thỡ x1 x2 k11 k 22 k1 khong võn trựng it k1min 1D k2min 2 D k 22 1 4 k2 (k1mim 4; k2mim 3) 3 7, 2mm cỏc v trớ trựng a a xt nit 7, 2n(mm) 5,5 7, 2n 22 0,76 n 3,056 n 1, 2, 3 cỏch võn trung tõm 7,2mm ;14,4mm ;21 ,6mm) Chn D Bi 25 : Trong thớ nghim I õng v giao thoa ỏnh sang , khong cỏch gia 2 khe I õng l a =1 mm,khong cỏch t 2 khe n mn D = 2 m chựm sỏng chiu vo khe S cú 2 bc súng trong .  1 2 1 2 i i r r    12 A rr 2  . Và 0 11 A2 Sini nsinr nsin 2sin30 . 22     0 1 2 i arcsin 45 2      0 0 0 min D 2i A 90 60 30 .     2. Ta có 0 gh. n2 3 tanr = r r cos sin = r r 2 sin1 sin  = 2 4 3 1 2 3 n n  = 34 3 2 n tanr t = 37 32, 1.4 3 2  = 0,5774; tanr  = 37,.1.4 3 2  = 0,5 92 a = e (tanr   tanr t ) = 2( 0,5 92 .  Giải: Cách 1: * Vì vân sáng : x s = k D a  = 1,5k(mm) Ta có: 22 s LL x    12, 5 12, 5 1,5 22 k   4 ,2 4,2k     k = -4,-3, -2, -1,0,1 ,2, 3,4 Có 9 gi