Luyện thi THPT quốc gia 2016 chương 5 tính chất sóng của ánh sáng

Chương 5: Sóng ánh sáng - Biên soạn: Nguyễn Đình Vụ - email: nguyendinhvu@thuvienvatly.com - phone: 0948249333 Chương V TÍNH CHẤT SÓNG CỦA ÁNH SÁNG Bài 24 TÁN SẮC ÁNH SÁNG I.Thí nghiệm tán sắc ánh sáng Niu-Tơn (1672) Dụng cụ bố trí Kết quả: -Vệt sáng F’ M bị dịch xuống phía đáy lăng kính, đồng thời bị trải dài thành dải màu sặc sỡ -Quan sát kĩ dải màu, ta phân biệt bảy màu từ xuống (tức từ đỉnh xuống đáy lăng kính) là: đỏ, da cam, vàng, lục, làm, chàm, tím Đó bảy màu cầu vồng -Ranh giới màu không rõ rệt, tức màu chuyển dần sang màu cách liên tục -Dải màu quan sát quang phổ ánh sáng Mặt Trời hay quang phổ Mặt Trời Ánh sáng Mặt Trời ánh sáng trắng -Hiện tượng gọi tán sắc ánh sáng (gây lăng kính P) II.Thí nghiệm với ánh sáng đơn sắc Niu-Tơn Dụng cụ bố trí: Mặt Trời Kết quả: M M’ -Chùm ánh sáng vàng, tách từ quang phổ Mặt Trời nhờ P’ lăng kính P, sau qua lăng kính P’, bị lệch mà khơng bị Vàng Đỏ V đổi màu F’ Khái niệm ánh sáng đơn sắc: Ánh sáng đơn sắc ánh sáng có Tím F P màu định khơng bị tán sắc truyền qua lăng kính G III.Giải thích tượng tán sắc 1.Khái niệm ánh sáng trắng Ánh sáng trắng hỗn hợp nhiều ánh sáng đơn sắc khác có màu biến thiên liên tục từ đỏ đến tím 2.Nguyên nhân tượng tán sắc ánh sáng Chiết suất chất suốt biến thiên theo màu sắc ánh sáng tăng dần từ màu đỏ đến màu tím 3.Thế tán sắc ánh sáng? Sự tán sắc ánh sáng phân tích chùm ánh sáng phức tạp thành chùm sáng đơn sắc IV.Ứng dụng -Giải thích số tượng tự nhiên, ví dụ: cầu vồng bảy sắc -Ứng dụng máy quang phổ lăng kính để phân tích chùm sáng đa sắc thành thành phần đơn sắc BÀI TỐN Dạng Tính tốn tượng tán sắc ánh sáng I.Phương pháp 1.Nguyên nhân tượng tán sắc ánh sáng -Tần số đại lượng đặc trưng cho sóng Màu sắc ánh sáng phụ thuộc tần số f Khi truyền môi trường khác nhau: tần số ánh sáng không đổi nên màu khơng đổi Vì chiết suất khác nên vận tốc khác dẫn đến bước sóng, khoảng vân thay đổi -Liên hệ chiết suất tuyệt đối vận tốc truyền sáng c +Chiết suất tuyệt đối: n  với c  3.108 m / s tốc độ truyền sáng chân không v n v +Chiết suất tỉ đối hai môi trường: n21   n1 v2 𝒄 -Do tia đỏ lệch so với tia tím nên: nđỏ < nda cam < < ntím mà 𝑛 = 𝒗  vđỏ > vda cam > > vtím -Sự phụ thuộc bước sóng ánh sáng mơi trường: c +Bước sóng ánh sáng chân khơng: 0  f Trang Chương 5: Sóng ánh sáng - Biên soạn: Nguyễn Đình Vụ - email: nguyendinhvu@thuvienvatly.com - phone: 0948249333  v   f n Màu ánh sỏng Bc súng (àm) Lam 0,450 ữ 0,510 Chm 0,430 ÷ 0,460 Tím 0,380 ÷ 0,440 Cần nhớ để làm tốn màu sắc +Bước sóng ánh sáng mơi trường có chiết suất tuyệt đối n:   Màu ánh sáng Bước sóng  (µm) Đỏ 0,640 ÷ 0,760 Cam 0,590 ÷ 0,650 Vàng 0,570 ÷ 0,600 Lục 0,500 ÷ 0,575 2.Tán sắc qua dụng cụ quang học n n n v sin i -Định luật khúc xạ ánh sáng:  n21   kx với  n1 v2 sin r n1 nt -Điều kiện để có tượng phản xạ tồn phần: +Ánh sáng từ môi trường chiết quang sang mơi trường chiết quang +Góc tới phải lớn góc giới hạn phản xạ n A tồn phần i  igh với sin igh  n1 a.Lăng kính K sin i1  n sin r1 I i1 sin i  n sin r r1  2 -Cơng thức lăng kính:  S  A  r1  r2  D  i1  i2  A B D J r2 i2 R C Chú ý: i1  nr1 ; i2  nr2 +Khi góc tới i góc chiết quang A nhỏ thì:   D   n  1 A +Lăng kính điều kiện góc lệch cực tiểu D = DMin tia ló tia tới đối xứng qua mặt D A A A  n sin phẳng phân giác góc chiết quang A, tức i1  i2 ; r1  r2   Dmin  2i1  A ;sin 2 sin i1  nd sin r1d sin i  n sin r  A 2d d 2d S A O +Đối với tia đỏ:  D  A  r1d  r2 d I S O  D  i1  i2 d  A A D T sin i1  nt sin r1t T sin i  n sin r  2t t 2t +Đối với tia tím:   A  r1t  r2t  D  i1  i2t  A +Góc hợp tia ló đỏ tia ló tím:   Dt  Dd  i2t  i2d +Độ rộng quang phổ khoảng cách hai vệt sáng Nếu tia sáng trắng qua đỉnh lăng kính vng góc với cạnh lăng kính (hình vẽ) ta có: DT  IO  tan Dt  tan Dd  D A  i1  i2 x  x    i1  ? +Nếu tia màu x có góc lệch cực tiểu thì:  sin i  n sin A x   b.Lưỡng chất phẳng Trang Chương 5: Sóng ánh sáng - Biên soạn: Nguyễn Đình Vụ - email: nguyendinhvu@thuvienvatly.com - phone: 0948249333 -Chiếu chùm ánh sáng trắng hẹp S S song song từ khơng khí vào nước a i i i góc tới i Ta có: I I D’ T’  rd  ? rd sin i  n sin r  n sin r    d d t t rt  rt  ? Dd Dt  DT  IO tan r  tan r  d t  O T D O T D -Nếu đáy bể đặt gương phẳng chùm tán sắc phản xạ lên mặt nước có độ rộng D 'T '  2DT ló ngồi với góc ló góc tới i nên độ rộng chùm ló a  D ' T 'sin  900  i  S i c.Bản mặt song song I Chiếu chùm ánh sáng trắng hẹp song song từ khơng khí vào rt r suốt có hai mặt song song góc tới i Ta có: d sin i  n sin r  n sin r  r  ?; r  ? rt rd d d t t d t  D   DT  IO  tan rd  tan rt  T O i i  H DH  DT sin 90  i  DT cos i     d.Thấu kính  1  n -Tiêu cự thấu kính: D    TK  1   Trong đó: f  nMT  R1 R2  +R1, R2 bán kính mặt cong thấu kính (R > cho mặt cong lồi; R< cho mặt cong lõm; R   mặt phẳng) + nTK nMT chiết suất chất làm thấu kính chiết suất mơi trường nơi đặt thấu kính +Nếu mơi trường hai bên thấu kính khơng khí ta có:  1    nd  1     Dd  fd 1   f n 1  R1 R2  D    nTK  1       d  t f f t nd  1   R1 R2   D   n       t t  ft  R1 R2   1 d ' f d f   d  ;d '  f d d' d ' f d f -Chùm sáng tới song song với trục thấu kính hội cho chùm sáng ló qua tiêu điểm thấu kính Do khoảng cách hai tiêu điểm ảnh tia ló màu đỏ tia ló màu tím là: Fd Ft  f d  ft II.Bài tập Bài Chiếu vào mặt bên lăng kính có góc chiết quang 680 chùm tia sáng trắng hẹp góc tới 590 Biết góc lệch tia màu tím cực tiểu Chiết suất chất làm lăng kinh tia màu tím A.1,51 B.1,52 C.1,53 D.154 Bài Một lăng kính có góc chiết quang 60 , chiếu tia sáng đơn sắc màu cam tới mặt bên AB lăng kính góc tới i cho tia ló khỏi mặt AC với góc lệch cực tiểu 300 Nếu thay ánh sáng đơn sắc khác có chiết suất 1,3 góc lệch tia ló so với tia tới A.34,650 B.21,240 C.23,240 D.43,450 Bài Một lăng kính thủy tinh có góc chiết quang A  50 , có chiết suất ánh sáng đỏ tím 1,643 1,685 Cho chùm sáng trắng hẹp rọi vào mặt bên lăng kính góc tới nhỏ Độ rộng góc  quang phổ ánh sáng Mặt Trời cho lăng kính A.2,50 B.0,0420 C.0,210 D.50 Bài Một lăng kính thủy tinh có góc chiết quang A  40 , 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 -Cơng thức thấu kính Trang Chương 5: Sóng ánh sáng - Biên soạn: Nguyễn Đình Vụ - email: nguyendinhvu@thuvienvatly.com - phone: 0948249333 Bài Một lăng kính thủy tinh có góc chiết quang A  80 Chiếu tia sáng trắng vào mặt bên, gần góc chiết quang lăng kính theo phương vng góc với mặt pẳng phân giác góc chiết quang Sau lăng kính người ta đạt quan sát song song với mặt phân giác lăng kính cách mặt phân giác 1,5m Biết chiết suất lăng kính tia đỏ 1,50 tia tím 1,54 Độ rộng quang phổ liên tục quan sát A.8,42mm B.7,63mm C.6,28mm D.5,34mm Bài Chiếu chùm tia sáng trắng song song, hẹp vào mặt bên lăng kính có góc chiết quang A  80 theo phương vng góc với mặt phẳng phân giác góc chiết quang Biết chiết suất lăng kính ia đỏ 1,5 cịn tia tím 1,584 Màn M đặt song song cách mặt phân giác đoạn d, người ta thu dải màu có bề rộng 10mm Khoảng cách d A.0,85m B.0,91m C.1,2m D.1,3m Bài Một tia sáng vàng chiếu vào mặt bên lăng kính góc tới nhỏ Biết vận tốc tia vàng lăng kính 1,98.108m/s Sau qua lăng kính, tia ló lệch so với tia tới góc 50 Góc chiết quang lăng kính A.6,80 B.7,50 C.9,70 D.11,80 Bài Một lăng kính có tiết diện thẳng tam giác ABC, chiếu chùm tia sáng trắng hẹp vào mặt bên AB hướng từ phía đáy lên Biết chiết suất lăng kính ánh sáng đỏ ánh sáng tím 1,696 Giả sử lúc đầu lăng kính vị trí mà góc lệch D tia tím cực tiểu phải quay lăng kính góc quanh trục qua cạnh lăng kính để tia đỏ có góc lệch cực tiểu? A.450 B.160 C.150 D.130 Bài Chiếu tia sáng trắng từ khơng khí vào khối thủy tinh hình lập phương với góc tới 800 Biết chiết suất thủy tinh ánh sáng đỏ 1,6444 với ánh sáng tím 1,6852 Góc lớn tia khúc xạ A.2,030 B.1,330 C.1,030 D.0,930 Bài 10 Một bể sâu 1,5m, chứa đầy nước Người ta chắn để tia sáng hẹp từ Mặt Trời rọi vào mặt nước góc tới i  600 Biết chiết suất nước ánh đỏ tím 1,328 1,343 Bề rộng quang phổ tán sắc tạo đáy bể A.18,25mm B.15,73mm C.24,7mm D.21,5mm Bài 11 Một thủy tinh phẳng, hai mặt song song, bề dày d  4cm đặt nằm ngang Chiếu vào mặt tia sáng gồm thành phần có bước sóng 1 đến 2 góc tới 450 Chiết suất thành phần đơn sắc 1 2lần lượt 1,414 1,146 Độ rộng vệt sáng mặt A.0,22cm B.0,82cm C.1,2cm D.1,34cm Bài 12 Biết chiết suất thấu kính ánh sáng đỏ 1,5 với ánh sáng tím 1,6 Tỉ số tiêu cự thấu kính ánh sáng đỏ ánh sáng tím A.1,34 B.1,07 C.0,83 D.1,2 Bài 13 Khi chiếu chùm ánh sáng màu đỏ song song với trục thấu kính hội tụ, chùm sáng ló hội tụ điểm cách quang tâm đoạn 50cm Khi chiếu chùm sáng màu tím song song với trục thấu kính chùm sáng hội tụ điểm T Biết chiết suất chất làm thấu kính ánh sáng đỏ 1,6 cịn ánh sáng tím 1,64 Kết luận sau nói vị trí điểm sáng tím T? A.Điểm sáng T nằm trước điểm sáng đỏ cách đoạn 2,5cm B.Điểm sáng T nằm trước điểm sáng đỏ cách đoạn 3,12cm C.Điểm sáng T nằm sau điểm sáng đỏ cách đoạn 2,5cm D.Điểm sáng T nằm trước điểm sáng đỏ cách đoạn 3,12cm Bài 14 Một thấu kính có hai mặt cầu lồi giống với bán kính 20cm Chiết suất thấu kính ánh sáng đỏ 1,50 ánh sáng tim 1,54 Khoảng cách tiêu điểm tia đỏ tiêu điểm tia tím A.1,56cm B.1,48cm C.1,36cm D.1,28cm Bài 15 Khi ánh sáng truyền nước có chiết suất tuyệt đối 1,33 có bước sóng 0,45µm Khi truyền khơng khí, ánh sáng bước sóng A.0,34µm B.0,48µm C.0,53µm D.0,60µm Trang Chương 5: Sóng ánh sáng - Biên soạn: Nguyễn Đình Vụ - email: nguyendinhvu@thuvienvatly.com - phone: 0948249333 Bài 16 Vận tốc truyền ánh sáng chân không c  3.108 m / s Nước có chiết suất n  Vận tốc truyền ánh sáng nước A.2,5.108m/s B.2,25.108m/s C.1,33.108m/s D.0,25.107m/s Bài 17 Ánh sáng đỏ có bước sóng thủy tinh crao chân khơng 0,4333µm 0,6563µm Vận tốc truyền ánh sáng đỏ thủy tinh crao A.1,98.108m/s B.5,11.108m/s C.3,12.108m/s D.2,34.108m/s Bài 18 Khi cho tia sáng đơn sắc từ nước vào môi trường suốt A, người ta đo vận tốc truyền ánh sáng bị giảm lượng v  108 m / s Biết chiết suất tuyệt đối nước với tia sáng có giá trị 1,33 Mơi trường suốt A có chiết suất tuyệt đối A.1,6 B.2,2 C.2,4 D.3,2 Bài 19 Biết ánh sáng đỏ có bước sóng dài 760nm ánh sáng tím có bước sóng ngắn 400nm Dải sáng nhìn thấy có tần số A.từ 3,5.1014Hz đến 6,5.1014Hz B.từ 2,35.1014Hz đến 5,55.1014Hz 14 14 C.từ 3,95.10 Hz đến 7,5.10 Hz D.từ 4,5.1014Hz đến 7,5.1014Hz Bài 25 GIAO THOA ÁNH SÁNG I.Hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng -Hiện tượng truyền sai lệch so với truyền thẳng ánh sáng gặp vật cản gọi tượng nhiễu xạ ánh sáng -Hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng giải thích thừa nhận ánh sáng có tính chất sóng: Mỗi chùm sáng đơn sắc coi sóng có bước sóng xác định II.Hiện tượng giao thoa ánh sáng 1.Thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng Dụng cụ bố trí: Tiến hành kết quả: -Trên ảnh M ta thu hệ vạch sáng đỏ tối xen kẽ, song song cách -Hiện tượng vùng hai chùm sáng gặp lại có vạch tối buộc ta phải thừa nhận ánh sáng có tính chất sóng Những vạch tối chỗ hai sóng ánh sáng triệt tiêu lẫn Những vạch sáng chỗ hai sóng ánh sáng tăng cường lẫn Những vạch sáng tối xen kẽ chí hệ vân giao thoa hai sóng ánh sáng Giải thích: Hai khe F1 , F2 chiếu sáng khe F trở thành hai nguồn kết hợp Hai sóng kết hợp phát từ F1 , F2 gặp M giao thoa với 2.Vị trí vân sáng -Đặt a  F1F2 ( F1I  F2 I ) khoảng cách hai khe hẹp; A điểm M; d1  F1 A d2  F2 A ; O giao điểm đường trung trực F1 F2 với M; x  OA; D  IO khoảng cách từ hai nguồn tới M;  bước sóng ánh sáng dùng thí nghiệm 2ax -Hiệu đường hai sóng: d2  d1  d1  d2 2ax ax D -Vì a, x D nên d1  d2  D nên d2  d1  Vậy x   d2  d1   2D D a a.Vị trí vân sáng -Để A có vân sáng d2  d1  k với k  0, 1, 2, 3, -Vị trí vân sáng bậc k (khoảng cách từ O đến vân sáng thứ k) là: k  : van sang trung tam k  1: van sang bac D  (k ) đó:  xs  k a k  2 : van sang bac  b.Vị trí vân tối Trang Chương 5: Sóng ánh sáng - Biên soạn: Nguyễn Đình Vụ - email: nguyendinhvu@thuvienvatly.com - phone: 0948249333 1  -Để A có vân tối d2  d1   k    với k  0, 1, 2, 3, 2  k  1;0 : van toi thu nhat k  2;1: van toi thu  D   -Vị trí vân tối thứ k là: xt( k )   k   đó:  2 a  k  3; : van toi thu  -Lưu ý: Tại O vân sáng, gọi vân sáng trung tâm 3.Khoảng vân a.Định nghĩa: khoảng vân i khoảng cách hai vân sáng, hai vân tối liên tiếp D b.Cơng thức tính khoảng vân: i  a (k )  xs  ki c.Hệ quả:  ( k )  1 xt   k   i  2  4.Ứng dụng: Đo bước sóng ánh sáng D ia Từ i  ta suy   a D III.Bước sóng màu sắc ánh sáng 1.Mỗi ánh sáng đơn sắc có tần số (hoặc bước sóng chân khơng) xác định Khi truyền cá mơi trường suất tốc độ ánh sáng giảm đi, chu kì, hay tần số sóng ánh sáng khơng đổi, nên bước sóng giảm 2.Ánh sáng nhìn thấy (khả kiến) có bước sóng khoảng từ 380nm (ứng với màu tím quang phổ) đến chừng 760nm (ứng với màu đỏ quang phổ) 3.Ánh sáng trắng Mặt Trời hỗn hợp vô số ánh sáng đơn sắc có bước sóng biến thiên liên tục từ đến  Nhưng xạ có bước sóng khoảng từ 380nm đến 760nm giúp cho mắt nhìn vật phân biệt màu sắc 4.Bảng màu bước sóng chân khơng: Màu sắc Bước sóng chân khơng (µm) Bước sóng chân khơng (nm) Đỏ 0,640  0,760 640  760 Cam 0,590  0,650 590  650 Vàng 0,570  0,600 570  600 Lục 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 5.Điều kiện nguồn kết hợp tượng giao thoa ánh sáng -Hai nguồn phải phát hai sóng ánh sáng có bước sóng (tần số) -Hiệu số pha dao động hai nguồn phải không đổi theo thời gian BÀI TỐN Dạng Tính tốn giao thoa với ánh sáng đơn sắc I.Phương pháp 1.Bài toán khoảng vân, vị trí vạch sáng, vạch tối a.Khoảng vân vị trí vân D   -Khoảng vân i  a D  D  ki với k  0; 1; 2; 3; -Vị trí vân sáng: xsk  k a  D  1  -Vị trí vân tối: xtk   k     k   i với k  (0, 1);(1, 2);(2, 3);(3, 4); 2 a  2  Trang Chương 5: Sóng ánh sáng - Biên soạn: Nguyễn Đình Vụ - email: nguyendinhvu@thuvienvatly.com - phone: 0948249333 xM i kết số ngun vân sáng, kết số bán nguyên vân tối b.Khoảng cách vân -Khoảng cách hai vân sáng hai vân tối liên tiếp i -Khoảng cách từ vân sáng đến vân tối liên tiếp i -Khoảng N vân sáng tối liên tiếp (N - 1) khoảng vân -Khoảng cách vân +Cùng phía: x = xlớn - xbé +Hai phía: x = xlớn + xbé c.Thay đổi tham số a D Khi thay đổi khoảng cách hai khe (thay đổi a) điểm M quan sát lúc đầu vân sáng (hoặc tối) chuyển thành vân sáng (hoặc tối) có bậc cao thấp tùy thuộc a tăng hay giảm D   xM  k a -Trường hợp vân sáng thứ k chuyển thành vân sáng thứ k’:     ? Nếu a tăng ta x  k ' D M a  a  lấy dấu “+”, khoảng vân giảm k '  k ; a giảm ta lấy dấu “-“, khoảng vân tăng k'k D  xM  k  a  -Trường hợp vân sáng thứ k chuyển thành vân tối thứ k’:     ? Nếu a tăng  D    xM   m     a  a   ta lấy dấu “+”, khoảng vân giảm k '  k ; a giảm ta lấy dấu “-“, khoảng vân tăng k'k Khi thay đổi khoảng cách từ hai khe đến quan sát (thay đổi D) điểm M quan sát lúc đầu vân sáng (hoặc tối) chuyển thành vân sáng (hoặc tối) có bậc cao thấp tùy thuộc D tăng hay giảm D  xM  k  a  -Trường hợp vân sáng thứ k chuyển thành vân sáng thứ k’:     ? Nếu D  x  k '   D  D  M  a  tăng ta lấy dấu “+”, khoảng vân tăng k '  k ; a giảm ta lấy dấu “-“, khoảng vân giảm k '  k D   xM  k a -Trường hợp vân sáng thứ k chuyển thành vân tối thứ k’:     ? Nếu  D   D     x  m    M  2 a D tăng ta lấy dấu “+”, khoảng vân tăng k '  k ; a giảm ta lấy dấu “-“, khoảng vân giảm k '  k 2.Bài toán số vạch sáng tối a.Xác định số vân giao thoa quan sát trường giao thoa: gọi PQ độ rộng trường giao thoa Cách 1: PQ  p  q với p phần nguyên q phần thập phân +Xét tỉ số 2i +Số vân sáng quan sát N s  p  vân -Xác định xem vị trí M cách vân trung tâm đoạn xM có vân sáng hay tối: Xét tỉ số Trang Chương 5: Sóng ánh sáng - Biên soạn: Nguyễn Đình Vụ - email: nguyendinhvu@thuvienvatly.com - phone: 0948249333  p q  0,5 +Số vân tối quan sát Nt    2( p  1) q  0,5 Cách 2: D PQ PQ PQ  D PQ a.PQ a.PQ   xs   k   k (k  Z ) +Số vân sáng: xs  k a 2 a 2 D 2 D +Số vân tối:  D PQ PQ PQ    D PQ a.PQ a.PQ  xt   k     xt    k      k  k  Z  2 a 2  2 a 2 D 2 D  b.Tìm số vân sáng số vân tối hai điểm M N trường giao thoa (giả sử xM  xN ) D -Để tìm số vân sáng ta giải hệ bất phương trình: xM  xs  ki  k  xN số giá trị nguyên k a số vân sáng quan sát đoạn MN 1   D  -Để tìm số vân tối ta giải hệ bất phương trình: xM  xt   k   i   k    xN số giá trị 2  2 a  nguyên k số vân tối quan sát đoạn MN c.Chú ý: Ngồi phép tính nêu trên, cịn số cách tính nhanh khác: Số vân sáng, vân tối đoạn MN, với hai điểm M,N trường giao thoa nằm hai bên so với vân sáng trung tâm:  OM   ON  +Số vân sáng: N s    1  i   i   OM   ON  +Số vân tối: Nt    0,5    0,5  i   i  Số vân sáng, tối hai điểm M,N (M N không rơi vào vân sáng) trường giao thoa, nằm bên so với vân sáng trung tâm: i i i i i  OM   ON  +Số vân sáng: N s     i   i  N M  OM   ON  i i i i +Số vân tối: Nt    0,5    0,5 i i i  i   i  M N MN MN Tại M N vân sáng: Nt  N s    Nt  i i MN MN i i i i Tại M N vân tối: N s  Nt    Ns  i i i i i/2 i i MN  0,5 Tại M vân sáng, N vân tối: N s  Nt  i N M i i i i  MN  Tại M vân sáng N chưa biết: N s    i i i i  i  M’  MN  0,5i  Nt     M i N  i i i i i i  MN  Tại M vân tối N chưa biết: Nt     i   MN  0,5i  M M’ N Ns   1  i i i   3.Bài toán thay đổi khoảng vân thay đổi khoảng cách mơi trường  i -Thí nghiệm Young thực mơi trường có chiết suất n ta có:  '   i '  n n Trang Chương 5: Sóng ánh sáng - Biên soạn: Nguyễn Đình Vụ - email: nguyendinhvu@thuvienvatly.com - phone: 0948249333 -Nếu hai khe Young bị chắn mặt song song có chiết suất n, bề dày e  n  1 eD phía có mỏng vân (kể vân trung tâm) dịch chuyển đoạn x  a -Nếu chắn hai khe lăng kính có góc chiết quang nhỏ α, chiết suất n vân dịch phía đáy lăng kính đoạn x   n  1 D. -Nguồn sáng S phát ánh sáng đơn sắc chiếu vào hai khe Young tịnh tiến đường vuông góc với D trục đối xứng đoạn y vân trung tâm dời đoạn x0  y  với D’ khoảng cách từ nguồn S D' tới mặt phẳng chứa hai khe Young 4.Bài toán hiệu quang trình Điều kiện để có vạch sáng, tối ax -Hiệu đường đi: d  d1  D -Vân sáng vị trí hai sóng kết hợp gặp tăng cường lẫn Điều kiện: d  d1  k với (k  Z ) -Vân tối vị trí hai sóng kết hợp gặp triệt tiêu lẫn 1  Điều kiện: d  d1   k    với (k   Z ) 2  II.Bài tập Bài Khoảng cách hai khe khoảng cách từ ảnh đến hai khe thí nghiệm giao thoa Young là: a = 2mm D = 2m Chiếu ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,64m vân tối thứ cách vân sáng trung tâm khoảng là: A 1,6mm B 1,2mm C 0,64mm D 6,4mm Bài Trong thí nghiệm Y-âng, khoảng cách hai khe 2mm, khoảng cách từ hai khe đến quan sát 1,2m Ánh sáng dùng thí nghiệm có   600nm Ở phía vân sáng trung tâm, vân sáng thứ cách vân tối thứ đoạn A.0,5mm B.0,54mm C.0,34mm D.0,18mm Bài Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, biết khoảng cahcs hai khe hẹp 3mm, khoảng cách từ hai khe tới quan sát 2m Người ta thấy khoảng cách vân sáng bậc hai vân sáng bậc nằm khác phía so với vân sáng trung tâm 3mm Bước sóng ánh sáng dùng thí nghiệm A.0,45µm B.0,58µm C.0,64µ D.0,75µm Bài Trong thí nghiệm Y-âng, khoảng cách hai khe 0,5mm, khoảng cách từ hai khe đến quan sát 2m Ánh sáng dùng thí nghiệm có   500nm Xét hai điểm M N đối xứng với vân trung tâm cách 12mm Kết luận sau ? A.Tại M vân sáng, N vân sáng B.Tại M vân sáng, N vân tối C.Tại M vân tối, N vân sáng D.Tại M vân tối, N vân tối Bài Một khe hẹp F phát ánh sáng đơn sắc có   600nm chiếu sáng hai khe hẹp F1, F2 song song với khe F cáh 1mm Vân giao thoa quan sát M song song với mặt phẳng chứa F1,F2 cách 3m Tại vị trí vân trung tâm 6,3mm có A.vân tối thứ B.vân sáng bậc C.vân tối thứ D.vân sáng bậc Bài Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, người ta sử dụng ánh sáng đỏ có bước sóng 0,76µm Nếu thay ánh sáng đỏ ánh sáng tím có bước sóng 0,38µm khoảng vân thay đổi nào? A.tăng lần B.giảm lần C.tăng lần D.giảm lần Bài Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng Y-âng, ánh sáng đơn sắc   0, 42.106 m Khi thay ánh sáng khác có bước sóng ’ khoảng vân tăng 1,5 lần Bước sóng ’ A.0,42µm B.0,63µm C.0,36µm D.0,24µm Bài Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, hai khe hẹp S1,S2 cách 2mm Màn M để hứng vân giao thoa cách mặt phẳng chứa hai khe khoảng 1m Người ta đo khoảng cách vân sáng liên tiếp 1,2mm Bước sóng ánh sáng dùng thí nghiệm A.400nm B.480nm C.600nm D.760nm Trang Chương 5: Sóng ánh sáng - Biên soạn: Nguyễn Đình Vụ - email: nguyendinhvu@thuvienvatly.com - phone: 0948249333 Bài Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng khe Y-âng, khoảng cách hai khe a, khoảng cách từ hai khe đến 2,4m Khi chiếu xạ 1  500nm khoảng cách 15 vân sáng liên tiếp 3cm, chiếu xạ 2 3cm có 11 vân sáng liên tiếp Bước sóng xạ 2 A.400nm B.600nm C.650nm D.700nm Bài 10 Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa với ánh sáng đơn sắc, khoảng cách hai khe 1mm, khoảng cách từ hai khe tới quan sát 2m khoảng vân 0,8mm Cho c  3.108 m / s Tần số ánh sáng đơn sắc dùng thí nghiệm A.5,5.1014Hz B.4,5.1014Hz C.7,5.1014Hz D.6,5.1014Hz Bài 11 Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, người ta chiếu sáng hai khe hẹp ánh sáng đơn sắc có bước sóng 500nm Khoảng cách hai khe hẹp 0,5mm, khoảng cách từ hai khe tới quan sát 2m Thấy khoảng cách hai vân sáng quan sát 19mm Số vân sáng quan sát A.9 B.8 C.7 D.6 Bài 12 Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, người ta chiếu sáng hai khe hẹp ánh sáng đơn sắc có bước sóng 500nm Khoảng cách hai khe hẹp 0,5mm, khoảng cách từ hai khe tới quan sát 2m Thấy khoảng cách hai vân sáng quan sát 19mm Số vân tối quan sát A.9 B.10 C.7 D.6 Bài 13 Thực giao thoa khe Y-âng với ánh sáng đơn sắc có   0, 7 m , khoảng cách hai khe 0,35mm; khoảng cách từ hai khe tới quan sát 1m; bề rộng vùng có giao thoa 13,5mm Số vân sáng vân tối quan sát A.7 vân sáng, vân tối B.6 vân sáng, vân tối C.6 vân sáng, vân tối D.8 vân sáng, vân tối Bài 14 Trong thí nghiệm Y-âng giao toa ánh sáng, khoảng cách hai khe 0,5mm; khoảng cáh từ mặt phẳng chứa hai khe đến quan sát 2m Bước sóng ánh sáng đơn sắc dùng thí nghiệm   0,5 m Vùng giao thoa tộng 26mm (vân trung tâm giữa) Số vân sáng A.15 B.17 C.13 D.11 Bài 15 Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng với khe Y-âng, hai khe cách 2mm, khoảng cách từ hai khe tới quan sát 2m Ánh sáng đơn sắc dùng thí nghiệm có   0,5 m Cho M N hai điểm nằm trường giao thoa, chúng nằm khác phía so với vân giữa, có OM = 12,3mm, ON = 5,2mm Số vân sáng vân tối quan sát đoạn MN A.35 vân sáng, 35 vân tối B.36 vân sáng, 36 vân tối C.35 vân sáng, 36 vân tối D.36 vân sáng, 35 vân tối Bài 16 Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng với khe Y-âng, hai khe cách 2mm, khoảng cách từ hai khe tới quan sát 2m Ánh sáng đơn sắc dùng thí nghiệm có   0,5 m Cho M N hai điểm nằm trường giao thoa, chúng nằm phía so với vân giữa, có OM = 12,3mm, ON = 5,2mm Số vân sáng vân tối quan sát đoạn MN A.15 vân sáng, 15 vân tối B.15 vân sáng, 14 vân tối C.14 vân sáng, 15 vân tối D.14 vân sáng, 14 vân tối Bài 17 Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, người ta đo khoảng vân 1,12mm Gọi M N hai điểm nằm phía với vân trung tâm O với OM = 5,6mm ON = 12,88mm Số vân ối có khoảng MN A.5 B.6 C.7 D.8 Bài 18 Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, hai khe chiếu sáng ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,6µm Khoảng cách hai khe 1mm, khoảng cách từ hai khe đến qua sát 2,5m, bề rộng miền giao thoa 1,25cm Tổng số vân sáng vân tối có mền giao thoa A.19 B.17 C.15 D.21 Bài 19 Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng với khe Y-âng, khoảng cách hai khe 1mm, khoảng cách từ hai khe đến quan sát 2m Chiếu vào hai khe xạ có bước sóng  Trong trường giao thoa rộng 2,4cm màn, đếm 17 vạch sáng, có vạch sáng nằm ngồi trường giao thoa, bước sóng  A.0,45µm B.0,55µm C.0,65µm D.0,75µm Trang 10 Chương 5: Sóng ánh sáng - Biên soạn: Nguyễn Đình Vụ - email: nguyendinhvu@thuvienvatly.com - phone: 0948249333 Bài 20 Trong thí nghiệm Y-âng, vân sáng bậc hai xuất mà hiệu đường ánh sáng từ hai nguồn đến vị trí 1,2µm Bước sóng ánh sáng thí nghiệm A.0,40µm B.0,50µm C.0,60µm D.0,70µm Bài 21 Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, hai khe chiếu ánh sáng đơn sắc có bước sóng  Nếu điểm M mà qua sát có vân tối thứ (tính từ vân sáng trung tâm) hiệu đường ánh sáng từ hai khe S1,S2 đến M có độ lớn A.2,5 B.3 C.1,5 D.2 Bài 22 Trong thí nghiệm Y-âng giao thao ánh sáng, nguồn sáng gồm xạ có bước sóng 1  750nm; 2  675nm; 3  600nm Tại điểm M vùng giao thoa mà hiệu khoảng cách đến hai khe 1,5µm có vân sáng xạ A.2 3 B.3 C.1 D.3 Bài 23 Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng đơn sắc Khi tiến hành không khí người ta đo khoảng vân 2mm Khi đưa toàn hệ thống vào chất lỏng có chiết suất n, khoảng vân đo 1,5mm Tính chiết suất n A B C.1,5 D.1,32 3 Bài 24 Khi thực giao thoa với ánh sáng đơn sắc khơng khí, điểm A ảnh ta vân sáng bậc ba Giả sử thực giao thoa với ánh sáng đơn sắc nước có chiết suất điểm A thu A.vẫn vân sáng bậc B.vân sáng bậc C.vân tối thứ D.vân tối thứ Bài 25 Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng với khe Y-âng Hai điểm M N nằm đối xứng với vân sáng trung tâm Ban đầu đặt hệ giao thoa khơng khí, M có vân sáng bậc 10 Về sau đặt hệ giao thoa vào mơi trường có chiết suất 1,4 số vân sáng tối quan sát đoạn MN A.28 vân sáng, 26 vân tối B.29 vân sáng, 28 vân tối C.27 vân sáng, 29 vân tối D.26 vân sáng, 27 vân tối Bài 26 Một khe hẹp F phát ánh sáng đơn sắc có   600nm chiếu sáng hai khe hẹp F1,F2 cách 1,2mm Lúc đầu, vân giao thoa quan sát M song song với mặt phẳng chứa hai khe F1,F2 cách 75cm Về sau, muốn quan sát vân giao thoa có khoảng vân 0,5mm thi cần phải dịch chuyển mà quan sát so với vị trí đầu nào? A.ra xa hai khe F1,F2 thêm đoạn 0,5m B.lại gần hai khe F1,F2 thêm đoạn 0,25m C.ra xa hai khe F1,F2 thêm đoạn 0,25m D.lại gần hai khe F1,F2 thêm đoạn 0,45m Bài 27 Giao thoa khe Y-âng với ánh sáng đơn sắc khoảng cách từ hai khe đến D điểm M có vân sáng bậc Nếu tịnh tiến mà xa hai khe thêm đoạn 80cm dọc theo trung trực hai khe điểm M trở thành vân tối thứ Khoảng cách D nói A.150cm B.176cm C.200cm D.220cm Bài 28 Giao thoa ánh sáng với khe Y-âng, cách hai khe đoạn D1 người ta nhận hệ vân Dời đến vị trí D2 người ta thấy hệ vân có vân tối thứ k – trùng với vân sáng thứ k D hệ vân lúc đầu Tỉ số D1 2k k 2k 2k  A B C D 2k  2k  2k  k Bài 29 Giao thoa ánh sáng đơn sắc với hai khe Y-âng cách 2mm, khoảng cách từ hai khe tới mà 2m Nếu tịnh tiến đoạn 80cm trục hai khe khoảng vân tăng thêm lượng 0,2mm Bước sóng sánh sáng dùng thí nghiệm A.0,45µm B.0,5µm C.0,6µm D.0,65µm Bài 30 Giao thoa khe Y-âng với ánh sáng đơn sắc Nếu tịnh tiến đoạn 40cm trục hai khe khoảng vân tăng thêm 200 lần bước sóng Biết bước sóng tính theo đơn vị mm, khoảng cách hai khe? A.1,5mm B.1,8mm C.2mm D.2,5mm Dạng Giao thoa với ánh sáng hỗn hợp, ánh sáng trắng I.Phương pháp Trang 11 Chương 5: Sóng ánh sáng - Biên soạn: Nguyễn Đình Vụ - email: nguyendinhvu@thuvienvatly.com - phone: 0948249333 1.Tìm vị trí vân sáng trùng hai xạ Khi hai vân sáng trùng : xs1  xs2  k1 1D a  k2 2 D a  k11  k22  k1 2 b   (phân số k1 1 c tối giản) k1  bn D D Có thể viết:  vị trí trùng xtrung  bn xtrung  bn a a k2  cn PQ PQ  xtrung  Cho xtrùng nằm vùng khảo sát:  xM  xtrung  xN ta số giá trị 2 nguyên n, từ biết số vạch trùng nhau, vị trí trùng 2.Tìm vị trí vân tối trùng hai xạ D D Khi hai vân tối trùng nhau: xt1  xt2   2k1  1   2k2  1   2k1  1 1   2k2  1 2 2a 2a  2k1  1  2  b (phân số tối giản)   2k2  1 1 c  D D 2k1   b  2n  1 Có thể viết:  vị trí trùng xtrung  b  2n  1  c  2n  1 2a 2a  2k2   c  2n  1 PQ PQ  xtrung  Cho xtrùng nằm vùng khảo sát:  xM  xtrung  xN ta số giá trị 2 nguyên n, từ biết số vạch trùng nhau, vị trí trùng 3.Tìm vị trí vân sáng xạ trùng với vân tối xạ -Khi vân sáng xạ trùng với vân tối xạ kia, ta có: xs1  xt D D k1  b  k1   2k  1    (phân số tối giản) a 2a 2k2  21 c  D D k1  b  2n  1 Có thể viết:  vị trí trùng xtrung  b  2n  1  c  2n  1 a 2a  2k2   c  2n  1 PQ PQ  xtrung  Cho xtrùng nằm vùng khảo sát:  xM  xtrung  xN ta số giá trị 2 nguyên n, từ biết số vạch trùng nhau, vị trí trùng Trường hợp ba xạ trùng -Khi giao thoa Y-âng với ba xạ đơn sắc xạ cho hệ vân riêng -Tại vị trí trung tâm nơi trùng ba vân sáng bậc ba hệ vân đay có màu định -Nếu điểm M có vạch sáng màu với vân trung tâm ba vân sáng hệ trùng : x  k1i1  k2i2  k3i3  k11  k22  k33 Về mặt phương pháp ta làm theo cách sau : Cách 1:  k1 i2 2 b1 b  xM  nitrung  xN k  i    c  c   1  itrung  bi1  ci2  di3  b1  c2  d 3  x  nitrung   0,5L   k i  b d N    1 2     trung   i  trung     k2 i3 3 c2 c Cách :  k1 i2 2 b1 b k1  bn k  i    c  c   1 x  k1i1  k2i2  k3i3    k2  cn  x  bni1  cni2  dni3  k3  i2  2  b2  d  k3  dn  k2 i3 3 c2 c Trang 12 Chương 5: Sóng ánh sáng - Biên soạn: Nguyễn Đình Vụ - email: nguyendinhvu@thuvienvatly.com - phone: 0948249333 kD  D  T  a 6.Biết tọa độ điểm M màn, hỏi có xạ cho vạch sáng vạch tối giao thoa với ánh sáng trắng a.x a.x D    s  T  s  D giải tìm k ( k  Z ), thay +Nếu M có vân sáng  xs  k a kD kD ngược trở lại tìm  a.xs  D     T   D giải tìm k ( k  Z ), + Nếu M có vân tối  xt   k   1 2 a   k  D 2  thay ngược trở lại tìm  II.Bài tập Bài Trong thí nghiệm Y-âng, người ta dùng hai xạ đơn sắc có bước sóng 1  0,7  m 2 Trên quan sát, kể từ vân trung tâm, người ta thấy vân sáng bậc 1 trùng với vân sáng bậc 2 Bước sóng 2 A.0,24µm B.0,4µm C.0,48µm D.0,6µm Bài Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, hai ke chiếu sáng đồng thời hai xạ có bước sóng 1 2 Trên quan sát có vân sáng bậc 12 1 trùng với vân sáng bậc 10  2 Tỉ số 2 A B C D Bài Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, hai khe hẹp chiếu đồng thời hai xạ có bước sóng 1  0,35 m; 2  0,7  m Tại vân sáng bậc xạ thứ có vân sáng bậc xạ thứ hai A.5 B.6 C.4 D.khơng có vân sáng xạ thứ Bài Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng với khe Y-âng, khoảng cách hai khe 1mm, khoảng cách từ hai khe đến quan sát Chiếu vào hai khe đồng thời hai xạ với bước sóng 1  0,5 m; 2  0,75 m Xét bề rộng trường giao thoa 3,27cm, số vân sáng trùng hai xạ A.10 B.11 C.12 D.13 Bài Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, khoảng cách hai khe o,5mm, khoảng cách từ hai khe đến 2m Nguồn sáng dùng thí nghiệm gồm hai xạ 1  450nm; 2  600m Trên quan sát, gọi M, N hai điểm nằm phía so với vân trung tâm cách vân trung tâm khoảng 5,5mm 22mm Trên đoạn MN, số vị trí vân sáng trùng hai xạ A.4 B.2 C.5 D.3 Bài Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa sáng, khoảng cahcs hai khe 2mm, khoảng cách từ hai khe đến quan sát 2m Nguồn sáng gồm hai xạ có bước sóng 1  0,5 m; 2  0, 4 m Trên bề rộng trường giao thoa 13mm, số vân sáng quan sát A.53 B.60 C.67 D.30 Bài Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, thực đồng thời với hai ánh sáng đơn sắc khoảng vân giao thoa 1,2mm 1,8mm Trên quan sát, gọi M, N hai điểm phía so với vân trung tâm cách vân trung tâm 6mm 20mm Trên đoạn MN số vân sáng quan sát A.19 B.16 C.20 D.18 Bài Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng với khe Y-âng đồng thời với hai xạ đơn sắc màu đỏ màu lục khoảng vân giao thoa 1,5mm 1,1mm Hai điểm M n nằm hai bên vân sáng trung tâm cách vân trung tâm 6,4mm 26,5mm Trên đoạn MN, số vân sáng màu đỏ quan sát A.20 B.2 C.28 D.22 5.Bề rộng vùng quang phổ giao thoa với ánh sáng trắng: x  xD  xT  Trang 13 Chương 5: Sóng ánh sáng - Biên soạn: Nguyễn Đình Vụ - email: nguyendinhvu@thuvienvatly.com - phone: 0948249333 Bài Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng vớ khe Y-âng, khoảng cách hai khe 1mm, khoảng cách từ hai khe tới quan sát 2m Chiếu vào hai khe đồng thời hai xạ có bước sóng 1  0,6 m bước sóng 2 chưa biết Trong khoảng rộng 2,4cm màn, đếm 33 vạch sáng, có vạch kết trùng hai hệ vân, biết hai vạch trùng nằm cùa trường giao thoa, bước sóng 2 A.0,45µm B.0,55µm C.0,65µm D.0,75µm Bài 10 Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng với khe Y-âng Khoảng cách hai khe 1mm, khoảng cách từ hai khe tới quan sát 1,5m Chiếu vào hai khe đồng thời hai xạ với bước sóng 1  0,55 m; 2  0,66 m Khoảng cách nhỏ hai vân sáng trùng A.5,95mm B.6,45mm C.4,74mm D.4,95mm Bài 11 Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng với khe Y-âng, khoảng cách hai khe 2mm, khoảng cách từ hai khe tới quan sát 1,2m Chiếu sáng đồng thời hai khe ánh sáng hỗn hợp gồm hai ánh sáng đơn sắc có bước sóng 500nm 660nm thu hệ vân giao thoa Biết vân sáng ứng với hai xạ trùng Khoảng cách từ vân đến vân gần màu với vân A.4,9mm B.19,8mm C.9,9mm D.29,7mm Bài 12 Trong thí nghiệm giao thoa Y-âng thực chiếu đồng thời hai xạ đơn sắc với khoảng vân ảnh thu i1  0, 48mm; i2  0,64mm Xét hai điểm A, B cách khoảng 6,72mm Tại A hai hệ vân cho vân sáng, B hệ i1 cho vân sáng, hệ i2 cho vân tối Trên đoạn AB quan sát 22 vạch sáng Hỏi AB có vạch sáng kết trùng hai hệ vân? A.3 B.4 C.5 D.6 Bài 13 Một nguồn sáng điểm phát đồng thời xạ đơn sắc màu đỏ có bước sóng 640nm xạ màu lục chiếu sáng hai khe Y-âng Trên quan sát thấy hai vân sáng màu với vân trung tâm có vân màu lục Giữa hai vân sáng có số vân màu đỏ A.6 B.3 C.5 D.8 Bài 14 Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, nguồn sáng phát đồng thời hai xạ đơn sắc, xạ màu đỏ có bước sóng 720nm xạ màu lục có bước sóng  (có giá trị khoảng 500nm đến 575nm) Trên quan sát, hai vân sáng gần màu với vân sáng trung tâm có vân sáng màu lục Giá trị  A.500nm B.520nm C.540nm D.560nm Bài 15 Trong thí nghiệm giao thoa Y-âng thực đồng thời hai xạ đơn sắc với khoảng vân mà ảnh thu i1  0,5mm; i2  0,3mm Biết bề rộng trường giao thoa 5mm Số vị trí trường giao thoa có hai vân tối hai hệ vân trùng A.6 B.5 C.3 D.4 Bài 16 Trong thí nghiệm Y-âng thực đồng thời với hai xạ đơn sắc với khoảng vân thu ảnh lượt i1  0,5mm; i2  0, 4mm Trên quan sát, gọi M, N hai điểm phía so với vân trung tâm cách vân trung tâm 2,25mm 6,75mm Trên đoạn MN, số vị trí vân tối hai xạ trùng A.2 B.3 C.4 D.5 Bài 17 Trong thí nghiệm giao thoa Y-âng, thực đồng thời với hai ánh sáng đơn sắc, khoảng vân giao thoa i1  0,8mm; i2  0,6mm Biết bề rộng trường giao thoa 9,6mm Trên trường giao thoa, số vị trí mà vân sáng hệ hai trùng với vân tối củ a hệ A.6 B.5 C.3 D.4 Bài 18 Trong thí nghiệm giao thoa Y-âng, thực đồng thời với hai ánh sáng đơn sắc, khoảng vân giao thoa i1  0,3mm; i2  0, 4mm Trên quan sát, gọi M, N hai điểm phía so với vân trung tâm cách vân trung tâm 2,25mm 6,75mm Trên đoạn MN, số vị trí mà vân sáng hệ trùng với vân tối hệ A.4 B.5 C.3 D.2 Bài 19 Một khe hẹp F phát ánh sáng trắng chiếu sáng hai khe F1,F2 song song cách 1,2mm Mà quan sát M đặt song song với mặt phẳng chứa hai khe F1,F2 cách 2m Cho biết giới hạn phổ khả kiến Trang 14 Chương 5: Sóng ánh sáng - Biên soạn: Nguyễn Đình Vụ - email: nguyendinhvu@thuvienvatly.com - phone: 0948249333 từ 380nm đến 760nm Tại điểm A M cách vân sáng trắng trung tâm 4mm có xạ cho vân sáng? A.600nm; 480nm B.600nm; 480nm; 400nm C.380nm; 600nm; 760nm D.380nm; 570nm; 760nm Bài 20 Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, hai khe chiếu sáng ánh sáng trắng có bước sóng từ 380nm đến 760nm Khoảng cách hai khe 0,8mm, khoảng cách từ hai khe đến 2m Trên vị trí cách vân trung tâm 3mm có vân sáng xạ nào? A.480nm; 560nm B.400nm; 600nm C.450nm; 600nm D.400nm; 640nm Bài 21 Trong thí nghiệm Y-âng, người ta chiếu sáng hai khe ánh sáng trắng có bước sóng từ 380nm đến 760nm Tại vị trí vân sáng bậc ánh sáng đơn sắc có bước sóng 760nm cịn có vân sáng cac ánh sáng đơn sắc khác A.3 B.8 C.7 D.4 Bài 22 Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, hai khe chiếu sáng ánh sáng trắng có bước sóng từ 380nm đến 760nm Khoảng cách hai khe 1,5mm, khoảng cách từ hai khe đến 3m Trên vị trí cách vân trung tâm 6mm có vân tối xạ nào? A.677nm; 595nm; 472nm; 464nm B.687nm; 575nm; 482nm; 430nm C.677nm; 555nm; 472nm; 410nm D.667nm; 545nm; 462nm; 400nm Bài 23 Chiếu ánh sáng có bước sóng 380nm đến 760nm vào hai khe hẹp thí nghiệm Y-âng Biết khoảng cách hai khe 0,5mm Khoảng cách từ hai khe đến 2m Bề rộng quang phổ bậc quan sát A.1,52mm B.2,32mm C.2,56mm D.3,55mm Bài 24 Chiếu ánh sáng có bước sóng 400nm đến 750nm vào hai khe hẹp thí nghiệm Y-âng Bề rộng quang phổ bậc quan sát 0,7mm Khi dịch xa hai khe thêm 40cm bề rộng quang phổ bậc 0,84mm Khoảng cách hai khe A.1mm B.1,2mm C.1,5mm D.2mm Bài 26 CÁC LOẠI QUANG PHỔ I.Máy quang phổ lăng kính Máy quang phổ dụng cụ dùng để phân tích chùm sáng phức tạp thành thành phần đơn sắc Máy quang phổ lăng kính gồm có ba phận chính: Ống chuẩn trực: Là phận tạo chùm sáng song song Hệ tán sắc: lăng kính (hoặc hệ lăng kính) có tác dụng phân tích chùm sáng song song chiếu tới từ ống chuẩn trực thành chùm sáng đơn sắc song song khác Buồng tối: phận chụp ảnh chùm sáng đơn sắc từ hệ tán sắc chiếu đến II.Các loại quang phổ Quang phổ phát xạ Quang phổ hấp thụ Quang phổ liên tục Quang phổ vạch Là dải có màu từ đỏ đến Là hệ thống vạch Là hệ thống gồm Định tím nối liền cách sáng riêng lẻ, ngăn cách vạch hay đám vạch tối khoảng tối quang phổ liên nghĩa liên tục tục Do chất rắn, chất lỏng Do chất khí hay áp -các chất rắn, chất lỏng hay chất khí coa áp suất lớn suất thấp phát bị kích chất khí cho quang bị nung nóng phát thích nhiệt, hay điện phổ hấp thụ -Điều kiện để có quang phổ Nguồn hấp thụ: Nhiệt độ đám phát khí hay phải thấp nhiệt độ nguồn phát quang phổ liên tục -Không phụ thuộc vào thành -Mỗi nguyên tố hóa học có -Quang phổ hấp thụ chất phần cấu tạo nguồn sáng quang phổ vạch đặc trưng khí chứa vạch hấp -Các chất khác ngun tố thụ Đặc điểm nhiệt độ hồn tồn -Các ngun tố khác -Cịn quang phổ chủa chất giống quang phổ phát quang phổ vạch khác lỏng chất rắn lại chứa liên tục về: số lượng vạch, màu “đám”, đám gồm nhiều Trang 15 Chương 5: Sóng ánh sáng - Biên soạn: Nguyễn Đình Vụ - email: nguyendinhvu@thuvienvatly.com - phone: 0948249333 Ứng dụng -Chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ nguồn sáng -Ở nhiệt độ, vật xạ -Khi nhiệt độ tăng dần, cường độ xạ mạnh miền quang phổ lan dần từ xạ có bước sóng dài sang xạ có bước sóng ngắn Dùng để xác định nhiệt độ cá vật (đặc biệt vật xa có nhiệt độ cao) dây tóc bóng đèn, lò luyện kim loại, nhiệt độ xa sắc, bước sóng (tức vị trí vạch hấp thụ nối tiếp vạch) độ sáng tỉ đối cách liên tục vạch Biết thành phần cấu tạo Nhận biết có mặt nguồn sáng nguyên tố hỗn Nhận biết có mặt hợp hay hợp chất nguyên tố hỗn hợp hay hợp chất Bài 27 TIA HỒNG NGOẠI VÀ TIA TỬ NGOẠI I.Phát tia hồng ngoại tia tử ngoại -Ở quang phổ ánh sáng nhìn thấy được, hai đầu đỏ tím, cịn có xạ mà mắt khơng nhìn thấy, nhờ mối hàn cặp nhiệt điện bột huỳnh quang mà ta phát -Bức xạ khơng nhìn thấy ngồi vùng màu đỏ quang phổ gọi tia hồng ngoại, vùng màu tím gọi tia tử ngoại II.Bản chất tính chất chung tia hồng ngoại tia tử ngoại 1.Bản chất -Tia hồng ngoại tia tử ngoại có chất với ánh sáng sóng điện từ -Tia hồng ngoại có bước sóng từ 760nm đến vài milimét -Tia tử ngoại có bước sóng từ 380nm đến vài nanơmét 2.Tính chất Tia hồng ngoại tia tử ngoại tuân theo định luật: truyền thẳng, phản xạ, khúc xạ, gây tượng nhiễu xạ, giao thoa ánh sáng thông thường III.Tia hồng ngoại 1.Cách tạo -Vật có nhiệt độ cao mơi trường xung quanh phát xạ hồng ngoại môi trường -Nguồn hồng ngoại thông dụng bóng đèn dây tóc, bếp ga, bếp than, điơt hồng ngoại 2.Tính chất cơng dụng -Tính chất nỗi bật có tác dụng nhiệt mạnh, dùng để sấy khơ, sưởi ấm -Tia hồng ngoại gây số phản ứng hóa học Được ứng dụng để chụp ảnh hồng ngoại -Tia hồng ngoại biến điệu sóng điện từ cao tần Được điều khiển từ xa -Tia hồng ngoại ứng dụng nhiều quân sự: Ống nhòm hồng ngoại, camera hồng ngoại, tên lửa điều khiển tia hồng ngoại, … IV.Tia tử ngoại 1.Nguồn tia tử ngoại -Những vật có nhiệt độ cao từ 20000C trở lên phát tia tử ngoại Nhiệt độ vật cao phổ tử ngoại vật kéo dài phía sóng ngắn -Hồ quang điện, bề mặt Mặt Trời nguồn tử ngoại mạnh -Nguồn tử ngoại phịng thí nghiệm, nhà máy thực phẩm, bệnh viện, … đèn thủy ngân 2.Tính chất -Tác dụng lên phim ảnh, thường dùng phim ảnh để nghiên cứu tia tử ngoại -Kích thích phát quang nhiều chất Được áp dụng đèn huỳnh quang -Kích thích nhiều phản ứng hóa học Được dùng làm tác nhân cho phản ứng hóa học -Làm ion hóa khơng khí nhiều chất khí khác Gây tác dụng quang điện -Có tác dụng sinh học: hủy hoại tế bào da, tế bào võng mạc, diệt khuẩn, diệt nấm mốc -Bị nước, thủy tinh … hấp thụ mạnh lại truyền qua thạch anh Trang 16 Chương 5: Sóng ánh sáng - Biên soạn: Nguyễn Đình Vụ - email: nguyendinhvu@thuvienvatly.com - phone: 0948249333 3.Sự hấp thụ tia tử ngoại -Thủy tinh thông thường hấp thụ mạnh tia tử ngoại Thạch anh, nước khơng khí hấp thụ mạnh tia có bước sóng ngắn 200 nm -Tầng ơzơn hấp thụ hầu hết tia có bước sóng 300nm “tấm áo giáp” bảo vệ cho người sinh vật mặt đất khỏi tác dụng hủy diệt tia tử ngoại Mặt Trời 4.Công dụng -Trong y học tia tử ngoại dùng để tiệt trùng dụng cụ phẩu thuật, để chữa số bệnh bệnh cịi xương -Trong cơng nghiệp thực phẩm, tia tử ngoại dùng để tiệt trùng cho thực phẩm trước đóng gói đóng hộp -Trong cơng nghiệp khí, tia tử ngoại dùng để tìm vết nứt bề mặt vật kim loại Bài 28 TIA X I.Phát tia X Mỗi chùm tia catôt - tức chùm electron có lượng lớn - đập vào vật rắn vật phát tia X II.Cách tạo tia X Dùng ống Cu-lít-giơ để tạo tia X: Chùm electron phát từ catôt tăng tốc điện trường mạnh, có lượng lớn đến đập vào anơt làm kim loại có khối lượng ngun tử lớn, điểm nóng chảy cao làm cho anơt phát tia X III.Bản chất tính chất tia X 1.Bản chất Tia X sóng điện từ có bước sóng nằm khoảng từ 10-11 m đến 10-8 m 2.Tính chất -Tính chất nỗi bật quan trọng tia X khả đâm xuyên Vật cản kim loại chì (Pb) làm giảm khả đâm xuyên tia X -Tia X có bước sóng ngắn, khả đâm xuyên lớn; ta nói cứng -Tia X làm đen kính ảnh nên y tế, người ta thường chụp điện thay cho quan sát trực tiếp mắt -Tia X làm phát quang số chất Các chất bị tia X làm phát quang mạnh dùng làm quan sát chiếu điện -Tia X làm ion hóa khơng khí Đo mức độ ion hóa khơng khí suy liều lượng tia X Tia X làm bật electron khỏi kim loại -Tia X có tác dụng sinh lí: hủy hoại tế bào Vì người ta dùng tia X để chữa ung thư nông 3.Công dụng Sử dụng y học để chẩn đoán chữa trị số bệnh Sử dụng cơng nghiệp để tìm khuyết tật vật đúc kim loại tinh thể Sử dụng giao thông để kiểm tra hành lí hành khách máy bay Sử dụng phịng thí nghiệm để nghiên cứu thành phần cấu trúc vật rắn IV.Thang sóng điện từ Sóng vơ tuyến, tia hồng ngoại, ánh sáng nhìn thấy, tia tử ngoại, tia X tia gamma, có chất, sóng điện từ, khác tần số (hay bước sóng) Các sóng tạo thành phổ liên tục gọi thang sóng điện từ Sự khác tần số (hay bước sóng) loại sóng điện từ dẫn đến khác tính chất tác dụng chúng Thang sóng điện từ: Trang 17