bài tập tán sắc ánh sáng

Chương Sóng ánh sáng Tán sắc ánh sáng Áp dụng cơng thức lăng kính : + Cơng thức tổng quát: - sini1 = n sinr1 - sini2 = n sinr2 - A = r1 + r2 - D = i1 + i2 – A +Trường hợp i A nhỏ - i1 = nr1 i2 = nr2 D = (n – 1)A +Góc lệch cực tiểu: A � r1  r2  � � Dmin  2i1  A Dmin � � � i1  i2 � +Cơng thức tính góc lệch cực tiểu: D A A sin  n sin 2 Phản xạ tồn phần Khi tia sáng chiếu từ mơi trường có chiết suất n1 sang mơi trường có chiết suất n2 có phản xạ tồn phần khi: n n1  n2 i �igh sin igh  n1 Cơng thức thấu kính  1   Độ tụ thấu kính: D   n  1  f  R1 R2  n2 ( n1 n chiết suất môi trường thấu kính) n1 R1 R2 bán kính cong; mặt lồi ( R1 , R2 >0); mặt lõm ( R1 , R2  vị trí vân sáng bậc xạ  có vân sáng xạ  / Bức xạ  / có giá trị đây? A 0,48 m B.0,52 m C 0,58 m D 0,60 m 9: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng khe Young, dùng ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ = 0,5μm Khoảng cách hai khe a = 2mm Thay λ λ' = 0,6μm giữ nguyên khoảng cách từ hai khe đến Để khoảng vân không đổi khoảng cách hai khe lúc : A 2,2mm B 1,5mm C 2,4mm D 1,8mm 10: Trong thí nghiệm Iâng giao thoa ánh sáng, người ta dùng ánh sáng đơn sắc có bước sóng =0,6m Hiệu khoảng cách từ hai khe đến vị trí quan sát vân sáng bậc bao nhiêu? A 3,6m B 2,4m C 1,2m D 4,8m 11: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng, hai khe S 1và S2 chiếu sáng ánh sáng đơn sắc có bước sóng  0,6 m Biết S1S2= 0,3mm, khoảng cách hai khe đến quan sát 2m Vân tối gần vân trung tâm cách vân trung tâm khoảng A mm B 4mm C 8mm D 2mm 12: Thực giao thoa ánh sáng khe Iâng với ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ Người ta đo khoảng cách vân sáng vân tối nằm cạnh 1mm Trong khoảng hai điểm M N hai bên so với vân trung tâm, cách vân 6mm; 7mm có vân sáng ? A vân B vân C vân D vân 13: Trong giao thoa vớí khe Young có a = 1,5mm, D = 3m, người ta đếm có tất vân sáng mà khoảng cách hai vân sáng ngồi 9mm Tìm λ A 0,6μm B 0,4μm C 0,75μm D 0,55μm 14: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng với khe Y-âng, biết bề rộng hai khe a = 0,6 mm, khoảng cách D = m Bước sóng ánh sáng dùng thí nghiệm có trị sớ  = 0,60 m Khoảng cách vân sáng thứ bên trái vân sáng thứ bên phải vân trung tâm A 1,2 cm B 1,4 cm C 0,6 cm D 4,8 cm 15: Trong thí nghiệm Young: Hai khe song song cách a = 2mm cách E khoảng D = 3m Quan sát vân giao thoa người ta thấy khoảng cách từ vân sáng thứ năm đến vân sáng trung tâm 4,5mm Bước sóng nguồn sáng là: A 0,6m B 0,65m C 0,7m D 0,75m Chương Sóng ánh sáng \ GIAO THOA ÁNH SÁNG TRẮNG (có 0,38  0,76  m  ) D   đ  t  a xa - Cách xác số định xạ vi trí x:   D xa 0,38  0,76  m   khoảng k ( k  Z ) D - Bề rộng quang phổ bậc k: Lk k BÀI TẬP TỰ LUẬN Bài Trong thí nghiệm giao thoa khe I-âng, a=2mm; D=2m Nguồn sáng điểm nguồn sáng trắng có bước sóng từ 380nm đến 760nm Trên quan sát thu dãy phổ a) Xác định bề rộng quang phổ bậc b Xác định vùng phủ quang phổ bậc c) Ở vị trí cách vân trung tâm 3mm thu vân sáng xạ nào? d) Ở vị trí vân sáng bậc xạ có bước sóng 500nm thu vân sáng xạ khác Bài Một khe hẹp F phát ánh sáng trắng chiếu vào hại khe F1 F2 cách 1,5mm; D=1,2m a) Tính khoảng vân hai xạ giới hạn 750nm 400nm phổ ánh sáng nhìn thấy b) Điểm M nằm cách vân 2mm có vân sáng xạ nào? c) Điểm N nằm vị trí vân sáng bậc xạ có bước sóng 600nm Xác định xạ cho vân tối N BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM 1: Trong thí nghiệm Iâng, hai khe chiếu ánh sáng trắng có bước sóng 0,4μm ≤ λ ≤ 0,75μm Khoảng cách hai khe 0,3mm, khoảng cách từ hai khe đến 2m Tính khoảng cách vân sáng bậc màu đỏ vân sáng bậc màu tím bên so với vân trung tâm A 11mm B 7mm C 9mm D 13mm 2: Ta chiếu sáng hai khe I-âng ánh sáng trắng với bước sóng ánh sáng đỏ đ = 0,75m ánh sáng tím t=0,4m Biết a = 0,5 mm, D = m Ở vị trí vân sáng bậc màu đỏ, có xạ cho vân sáng nằm trùng đó? A B C D 3: Trong thí nghiệm giao thoa Iâng Chiếu ánh sáng trắng (0,4μm-0,75μm) vào khe S, khoảng cách từ hai nguồn đến 2m, khoảng cách hai nguồn 2mm Tại điểm M cách vân trung tâm 4mm số xạ cho vân sáng nằm trùng là: A B C D 4: Hai khe Young cách 1mm chiếu ánh sáng trắng (0,4m ≤  ≤ 0,76m), khoảng cách từ hai khe đến 1m Tại điểm M cách vân trung tâm 2mm có xạ cho vân tới có bước sóng: A 0,44m 0,57m B 0,57m 0,60m C 0,40m 0,44m D 0,60m 0,76m 5: Thực giao thoa khe Iâng Khoảng cách hai khe 1mm, quan sát đặt song song với mặt phẳng chứa hai khe cách hai khe 2m Chiếu sáng hai khe ánh sáng trắng có bước sóng 0,4μm ≤ λ ≤ 0,75μm Có xạ cho vân tối điểm N cách vân trung tâm 12mm ? Chương Sóng ánh sáng A.7 xạ B xạ C xạ D xạ GIAO THOA CỦA HAI HAY NHIỀU BỨC XA - Vị trí trùng: k1i1 k i   k11 k   k 0; m; 2m; k  m      k 1 n  k 0; n; 2n; - Khoảng vân trùng (khoảng cách nhỏ hai vân màu với vân trung tâm): i12 mi1 ni  i12  BCNN  i1 ,i  hoặc: i12  BCNN  i1 , i , i3  Ba xạ: BÀI TẬP TỰ LUẬN Bài Trong thí nghiệm giao thoa khe I-âng, a=2mm; D=1,6m Chiếu đồng thời hai xạ có bước sóng 500nm 750nm vào khe a) Xác định khoảng vân hai xạ b) Xác đinh khoảng cách ngắn từ vân sáng trung tâm đến vân màu với vân trung tâm c) Xác định vị trí gần vân trung tâm mà vân sáng xạ 500 nm trùng với vân tối xạ 750nm Bài Trong thí nghiệm giao thoa khe I-âng, a=1,2mm; D=1,5m Chiếu đồng thời hai xạ màu lam có bước sóng 450nm màu vàng 600nm vào khe a) Tính khoảng vân vân màu lục b) Trên bề rộng vùng giao thoa 2cm quan sát vân sáng? vân màu vàng? vân màu lam? vân màu lục? Bài Trong thí nghiệm giao thoa khe I-âng, a=1mm; D=2m Chiếu đồng thời ba xạ có bước sóng 450nm; 600nm 750nm vào khe a) Tính khoảng cách ngắn hai vân màu với vân trung tâm b) Trên bề rộng vùng giao thoa 3cm có vân sáng Bài Trong thí nghiệm giao thoa khe I-âng, a=1mm; D=2m Chiếu vào hai khe đồng thời hai xạ 1  600nm 2 Trong bề rộng vùng giao thoa L=2,4cm đếm 33 vân sáng, có vân kết trùng hai hệ vân, biết hai vân trùng nằm vùng giao thoa Xác định 2 ? Bài Trong thí nghiệm giao thoa khe I-âng chiếu đồng thời hai xạ 1 2 với khoảng vân thu hai xạ 0,48mm 0,64mm Xét hai điểm A, B cách 6,72mm Tại A hai xạ cho vân sáng, B 1 cho vân sáng, 2 cho vân tối Trên đoạn AB quan sát 22 vân sáng a) Xác định số vân kết trùng hai xạ đoạn AB b) Xác định số vân xạ AB Bài : Trong thí nghiệm I- âng giao thoa ánh sáng , hai khe chiếu đồng thời xạ đơn sắc có bứơc song : λ1 = 0,4μm , λ2 = 0,5μm , λ3 = 0,6μm Trên quan sát ta hứng hệ vân giao thoa , khoảng hai vân sáng gần màu với vân sáng trung tâm , ta quan sát số vân sáng bao nhiêu? BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM 1: Trong thí nghiệm Young giao thoa ánh sáng, cho khoảng cách hai khe 1mm, từ khe đến 1m, ta chiếu vào khe đồng thời xạ 1 = 0,4m 2, giao thoa người ta đếm bề rộng L = 2,4mm có tất cực đại 1 2 có cực đại trùng nhau, biết số cực đại trùng đầu Giá trị 2 là: A 0,6m B 0,65m C 0,545m D 0,5m Chương Sóng ánh sáng 2: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng khe Iâng, hai khe cách 1mm cách quan sát 2m Chiếu đồng thời hai xạ đơn sắc λ1 = 0,6μm λ2 vào khe thấy vân sáng bậc xạ λ2 trùng với vân sáng bậc xạ λ1 Giá trị λ2 : A.0,52μm B 0,44μm C 0,75μm D 0,4μm 3: Chiếu đồng thời hai xạ đơn sắc có bước sóng λ1=0,75μm λ2=0,5μm vào hai khe Iâng cách a=0,8 mm Khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến D=1,2m Trên hứng vân giao thoa rộng 10mm (hai mép đới xứng qua vân sáng trung tâm) có vân sáng có màu giớng màu vân sáng trung tâm? A B C D 4: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng với khe Iâng, khoảng cách hai khe mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến quan sát 1,2 m Chiếu sáng hai khe ánh sáng hỗn hợp gồm hai ánh sáng đơn sắc có bước sóng 500 nm 660 nm thu hệ vân giao thoa Biết vân sáng (trung tâm) ứng với hai xạ trùng Khoảng cách từ vân đến vân gần màu với vân A 9,9 mm B 19,8 mm C 29,7 mm D 4,9 mm 5: Trong thí nghiệm Young, khoảng cách hai khe 0,5mm, ảnh cách hai khe 2m Nguồn sáng phát đồng thời hai xạ có bước sóng λ = 0,6μm λ2 = 0,4μm Khoảng cách ngắn hai vân sáng có màu giớng màu nguồn : A.7,2mm B 3,6mm C 2,4mm D 4,8mm 6: Trong thí nghiệm Iâng, khoảng cách hai khe 1,5 mm, khoảng cách hai khe đến M m Nguồn S chiếu đồng thời hai xạ đơn sắc có bước sóng λ λ2 = 4/3 λ1 Người ta thấy khoảng cách hai vân sáng liên tiếp có màu giớng màu vân 2,56mm Tìm λ1 A λ1 = 0,52μm B λ1 = 0,48μm C λ1 = 0,75μm D λ1 = 0,64μm 7: Trong thí nghiệm Iâng cho a = 2mm, D = 1m Nếu dùng xạ đơn sắc có bước sóng λ khoảng vân giao thoa i1 = 0,2mm Thay λ1 λ2 > λ1 vị trí vân sáng bậc xạ λ ta quan sát thấy vân sáng xạ λ2 Xác định λ2 bậc vân sáng A λ2 = 0,6μm ; k2 = B λ2 = 0,4μm ; k2 = C λ2 = 0,4μm ; k2 = D λ2 = 0,6μm; k2 = 8: Trong thí nghiện Iâng, hai khe cách 0,8mm cách 1,2m Chiếu đồng thời hai xạ đơn sắc λ1 = 0,75μm λ2 = 0,5μm vào hai khe Iâng Nếu bề rộng vùng giao thoa 10mm có vân sáng có màu giớng màu vân sáng trung tâm A có vân sáng B có vân sáng C có vân sáng D có vân sáng 9: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng khe young khoảng cách khe kết hợp a = 1,5 mm, khoảng cách từ hai khe đến D = 1,5m ánh sáng sử dụng gồm xạ có bứơc sóng λ = 0,4μm , λ2 = 0,56μm , λ3 = 0,6μm Bề rộng miền giao thoa cm , Ở vân sáng trung tâm, số vân sáng màu với vân sáng trung tâm quan sát : A B C D 10 : Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng khe young Ánh sáng sử dụng gồm xạ đỏ, lục , lam có bứơc sóng là: λ = 0,64μm , λ2 = 0,54μm , λ3 = 0,48μm Vân sáng kể từ vân sáng trung tâm có màu với vân sáng trung tâm ứng với vân sáng bậc vân sáng màu lục ? A.24 B 27 C 32 D 18 11 ( Đề thi thử đai học lần ĐHSP 2011 ) Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng khe young Nguồn S phát ánh sáng đơn sắc có bước sóng : : λ (tím) = 0,42μm , λ2 (lục) = 0,56μm , λ3 (đỏ) = 0,7μm Giữa hai vân sáng lien tiếp có màu giớng màu vân sáng trung tâm có 14 vân màu lục Sớ vân tím màu đỏ nằm hai vân sáng liên tiếp kể ? A.19 vân tím , 11 vân đỏ B 20 vân tím , 12 vân đỏ C.17 vân tím , 10 vân đỏ D 20 vân tím , 11 vân đỏ Chương Sóng ánh sáng SỰ DỊCH CHUYỂN CỦA HỆ VÂN * Khi đưa thí nghiệm giao thoa vào chất lỏng có chiết suất n khoảng vân giảm n lần:   D i     i   n a n * Khi nguồn sáng S di chuyển theo phương vng góc đường trung trực S 1S2 hệ vân di chuyển ngược chiều khoảng vân i không đổi d Độ dời hệ vân: x   y ( Dấu “-“ thể hệ vân dịch chuyển ngược chiều nguồn S) D với: d, D khoảng cách từ S đến hai khe S1S2 từ hai khe đến y độ dời nguồn S * Khi đường truyền ánh sáng từ khe S (hoặc S2) đặt mỏng dày e, chiết suất n hệ vân dịch chuyển phía S1 (hoặc S2) đoạn:  n  1eD x  a Bài Một chùm sáng đơn sắc có bước sóng 600nm phát từ nguồn S chiếu vào hai khe có a=1mm Ta thu hệ vân giao thoa D=1m a) Tính khoảng vân b) Đặt sau hai khe mỏng có bề dày e=0,012mm chiết suất n=1,5? Xác định độ dịch chuyển hệ vân Bài Một nguồn sáng S phát ánh sáng đơn sắc chiếu vào hai khe S S2 song song cách S cách a=0,6mm Khoảng cách từ S đến hai khe d=0,5m đến quan sát L=1,3m a) Khoảng cách từ vân sáng đến vân sáng thứ 4,3mm Tính bước sóng ánh sáng chiếu vào b) Cho S dịch chuyển khoảng 2mm theo phương song song với vng góc với hai khe Hỏi hệ vân dịch chuyển nào? Bài Trong thí nghiệm giao thoa khe I-âng, khoảng cách hai khe đến D dời cho cách hai khe khoảng D2 vân tới thứ n-1 trùng với vân sáng thứ n hệ ban đầu Xác định tỉ sớ D1/D2? Bài Trong thí nghiệm giao thoa khe I-âng Nếu tịnh tiến đoạn 80cm khoảng vân tăng thêm 1,6 lần Xác định khoảng cách hai khe ban đầu? BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM Chương Sóng ánh sáng 1: Khoảng cách hai khe S1 S2 thí nghiệm giao thoa Iâng 1mm Khoảng cách từ tới khe 3m Khoảng cách hai vân sáng liên tiếp 1,5mm Đặt sau khe S mặt song song phẳng có chiết suất n' = 1,5 độ dày 10μm Xác định độ dịch chuyển hệ vân A 1,5cm B 1,8cm C 2cm D 2,5cm 2: Ánh sáng dùng thí nghiệm giao thoa Iâng có bước sóng 0,45 m, khoảng vân i = 1,35 mm Khi đặt sau khe S1 thuỷ tinh mỏng, chiết suất n = 1,5 vân trung tâm dịch chuyển đoạn 1,5 cm Bề dày thủy tinh: A 0,5 m B 10m C 15 m D 7,5 m 3: Khoảng cách hai khe S1 S2 thí nghiệm giao thoa Iâng 1mm Khoảng cách từ tới khe 3m Ánh sáng dơn sắc khe S có bước sóng 0,5m Đặt sau khe S1 mặt song song phẳng có chiết suất n' = 1,5 độ dày 10μm Người ta đổ thêm vào khe chất lỏng chiết suất n" = 1,4 Tính bề rộng vân A 1,13mm B 1,10mm C 1,07mm D 1,00mm 4: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng khe I-âng Khi khồng khí ta đo khoảng cách vân sáng liên tiếp 4mm Nếu đưa hệ thớng vào nước có chiết suất 4/3 khoảng cách vân sáng liên tiếp A 4mm B 16/3mm C 3mm D 1/3mm 5: Trong thí nghiệm Young, khoảng cách hai khe S 1S2 đến 2m Nguồn S phát ánh sáng đơn sắc đặt cách hai khe khoảng 0,5m Nếu dời S theo phương song song với S 1S2 đoạn 1mm vân sáng trung tâm dịch chuyển đoạn ? A.5mm B.4mm C.2mm D.3mm 6:Trong thí nghiệm Iâng giao thoa ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ= 0,5μm Cho khoảng cách từ khe hẹp S cách mặt phẳng hai khe hẹp S1, S2 L = 0,5m, S1S2 = 0,5 mm, khoảng cách từ hai khe đến quan sát D = 1m Trên có hệ vân giao thoa Tính bề rộng khe nguồn S để khơng nhìn thấy hệ vân A 1mm B 0,25mm C 0,5mm D 0,75mm ... lăng kính ánh sáng đơn sắc khác giống C ánh sáng đơn sắc ánh sáng không bị tán sắc qua lăng kính D Khi ánh sáng đơn sắc qua môi trờng suốt chiết suất môi trờng ánh sáng đỏ nhỏ nhất, ánh sáng tím... phổ ánh sáng trắng có vô số ánh sáng đơn sắc khác D Tất ý 21 Phát biểu sau sai nói ánh sáng trắng ánh sáng đơn sắc? A ánh sáng trắng tập hợp vô số ánh sáng đơn sắc khác có màu biến thiên liên... sắc ánh sáng tợng qua lăng kính, chùm sáng trắng bị lệch phía đáy mà bị tán thành nhiều chùm sáng có màu sắc khác B Mỗi ánh sáng đơn sắc có màu định C Trong quang phổ ánh sáng trắng có vô số ánh