SKKN giúp học sinh giải nhanh bài tập về giao thoa sóng ánh sáng nhiều bức xạ

1 MỞ ĐẦU 1.1 Lí chọn đề tài : Trước yêu cầu cấp bách toàn ngành giáo dục, xây dựng phương pháp dạy học đại, đáp ứng yêu cầu phát triển ngày cao giáo dục đại Toàn ngành sức phấn đấu xây dựng phương pháp, chương trình SGK đại phù hợp với giáo dục phát triển giới Một yêu cầu chung xây dựng chương trình SGK, phương pháp dạy học theo định hướng hình thành phát triển lực người học thay cho hệ thống chương trình SGK, phương pháp dạy học trước Có thể nói phân dạng tập chương sách vật lý 12 nhiều tác giả biên soạn thiết thực giúp nhiều cho học sinh để tham khảo dùng làm tài liệu ôn thi THPT Quốc gia Tuy nhiên bám sát Sách giáo khoa dẫn tới việc có nhiều dạng tốn đề thi mà Sách giáo khoa khơng có, việc phân dạng tập phần đòi hỏi người giáo viên phải có kiến thức tổng hợp xuyên suốt chương học điều làm cụ thể hóa lượng kiến thức giúp học sinh tiếp cận nhanh nhớ lâu lượng kiến thức Để giúp học sinh nắm bắt dạng tập ôn thi THPT Quốc gia chọn đề tài “Giúp học sinh giải nhanh tập Giao thoa sóng ánh sáng nhiều xạ” để làm đề tài nghiên cứu với mong muốn em nắm vững dạng tập chương Giao thoa sóng ánh sáng 1.2 Mục đích nghiên cứu: Đề tài có mục đích giúp học sinh củng cố kiến thức hiểu sâu sắc chất vật lý tập Giao thoa sóng ánh sáng nhiều xạ Giúp học sinh nhìn thấy suy luận nhanh gặp tốn Giao thoa sóng ánh sáng Iâng chiếu nhiều xạ 1.3 Đối tượng nghiên cứu: - Bài tập Vật lí 12 chương Sóng ánh sáng - Phạm vi nghiên cứu: Học sinh lớp 12 ôn thi THPT Quốc gia 1.4 Phương pháp nghiên cứu: Trong q trình nghiên cứu tơi sử dụng số phương pháp sau: - Nghiên cứu tài liệu - Phương pháp quan sát thực tế: Quan sát thắc mắc học sinh làm tập - Phương pháp hỏi đáp: Trao đổi trực tiếp với giáo viên học sinh vấn đề liên quan đến nội dung đề tài - Phương pháp thống kê, phân tích số liệu NỘI DUNG 2.1 Cơ sở lí luận Bài tập giao thoa sóng ánh sáng kỳ thi THPT Quốc gia Việc phân loại dạng tốn tìm phương pháp giải cho dạng tốn cần thiết q trình giảng dạy Thơng qua việc giải dạng tốn, khơng trang bị củng cố kiến thức cho em học sinh, mà rèn luyện kỹ để giúp em giải nhanh tốn thuộc chủ đề thi trắc nghiệm cách nhanh chóng Với thời gian hạn chế, để đề tài mang tính thực tiễn áp dụng giảng dạy cho đối tượng học sinh ôn thi Đại học - Cao đẳng, tơi khơng đưa vào nội dung q khó không thiết thực học sinh nhiều thời gian : giao thoa với lưỡng lăng kính Fresnen, thấu kính Biê, gương Fresnen; giao thoa sóng tới sóng phản xạ gương Xuất phát từ lý nói tơi chọn đề tài “Giúp học sinh giải nhanh tập Giao thoa sóng ánh sáng nhiều xạ” 2.2 Thực trạng vấn đề trước áp dụng sáng kiến kinh nghiệm 2.2.1 Đặc điểm tình hình nhà trường : - Trường THPT Đặng Thai Mai có sở vật chất phục vụ cho việc giảng dạy đảm bảo, phòng học khang trang, đẹp nhiên chưa có phòng thí nghiệm nên hạn chế để học sinh nắm bắt tượng Vật lí - Trường THPT Đặng Thai Mai trường đóng địa bàn xã Quảng Bình, Huyện Quảng Xương có trình độ dân trí thấp, tuyển học sinh đầu vào có chất lượng thấp, đa phần học sinh có học lực tương đối yếu, dẫn tới học môn Khoa học thực nghiệm mơn Vật lí em thường chán nản học đối phó, tập mang tính suy luận em gặp nhiều khó khăn - Đội ngũ giảng dạy mơn Vật lí trường trẻ giáo viên, thâm niên nghề chưa cao, nên việc học hỏi từ đồng nghiệp hạn chế, phải dạy kiêm nhiệm thêm Cơng nghệ nên thời gian đầu tư chuyên môn chưa nhiều Tuy nhiên với sức trẻ tồn giáo viên mơn Vật lí trường khơng ngừng học hỏi, trau dồi chun mơn thuận lợi lớn cho mơn Vật lí 2.2.2 Thực trạng việc học tập Học sinh Phần Giao thoa ánh sáng Giao thoa ánh sáng phần nhỏ tổng thể chương trình vật lí ln nội dung kỳ thi tốt nghiệp THPT Đại học Đây nội dung khơng đòi hỏi kiến thức khó học sinh, nhiên chủ quan nên học sinh thường ý đến với tâm lí phần nhỏ chương trình học thi nên gặp tập em thường bị điểm, nội dung “ghi điểm” Đặc biệt học sinh thuộc nhóm khơng chun Về kỹ học sinh: Do có học lực yếu việc nắm vững khái niệm, cơng thức tính khoảng vân, bước sóng……đã khó em nên việc suy luận mở rộng để làm tập đề Tốt nghiệp, Cao đẳng, Đại học lại khó Trước thực trạng tơi nhận thấy phải hướng dẫn em trước hết phải nắm vững tượng sau kiến thức sách giáo khoa cung cấp, sau từ từ đưa dạng tốn ví dụ thực tế đề thi cho em làm quen 2.3 Giải pháp sử dụng để giải vấn đề 2.3.1 Giao thoa với nguồn sáng có chứa nhiều thành phần đơn sắc 2.3.1.1 Cơ sở lí thuyết: Trong thí nghiệm Iâng, chiếu vào khe S số ánh sáng đơn sắc khác thì: + Mỗi ánh sáng đơn sác tạo hệ vân giao thoa tương ứng với màu đơn sắc + Những vị trí có vân sáng trùng đơn sắc (gọi vân sáng trùng) tổng hợp màu đơn sắc nói + Vân sáng trung tâm tập hợp tất vân sáng ánh sáng đơn sắc phát từ nguồn ⇒ Kết giao thoa ta có hệ vân gồm màu đơn sắc màu vân sáng trùng Bài tốn bản: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng khe Iâng, khoảng cách hai khe a, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe tới quan sát D, hai khe chiếu nguồn sáng gồm số bước sóng đơn sắc λ1 , λ , λ3 … Hãy tìm phương pháp giải vấn đề sau: a) Trường hợp nguồn kết hợp phát xạ đơn sắc λ1 λ2 : λ1 D = k1i1 a λ D + Vị trí vân sáng ứng với ánh sáng có bước sóng λ2 : x S = k 2 = k i2 a + Ở vị trí vân trung tâm hai vân sáng trùng do: x S1 = x S = + Vị trí vân sáng ứng với ánh sáng có bước sóng λ1 : x S1 = k1 + Tại vị trí M, N,… vân sáng hai xạ trùng ( màu với vân sáng x S1 = x S ⇒ k1λ1 = k λ trung tâm ) : ( k1 , k ∈ Z ) + Khoảng cách gần hai vị trí trùng hai vân sáng bội số chung nhỏ hai khoảng vân i1 i2 ứng với hai xạ λ1 λ2 , gọi khoảng vân trùng: i = BSCNN (i1 , i2 ) + Số vân sáng quan sát trường giao thoa rộng L: L - Số vân sáng ứng với λ1 : N1 = 2  +  2i1   L  - Số vân sáng ứng với λ2 : N = 2  +  2i2    - Số vị trí có vân sáng trùng nhau: N ≡ = 2  + , với i khoảng vân trùng  2i  tính Mỗi vị trí trùng vân sáng hai xạ thấy vân sáng ⇒ Tổng số vân sáng quan sát là: N = N + N − N ≡ - Số vân sáng hai vị trí có vân sáng trùng gần nhất: N = ( k1 − 1) + ( k − 1) , với k1 , k số nguyên dương nhỏ thỏa mãn : k1λ1 = k λ + Tìm số vân tối miền giao thoa MN: Gọi AB khoảng cách gần hai vị trí có vân sáng trùng (khoảng vân trùng i ) thì: AB = m i1 = n i2 =i.( i1 , i2 khoảng vân ứng với λ1 , λ2 ) - Nếu m, n lẻ trung điểm AB có vân tối hai xạ trùng tạo thành vân tối trùng - Nếu hai số m n, số chẵn, số lẻ trung điểm AB, vân tối xạ trùng với vân sáng xạ - Nếu m n chẵn trung điểm AB vân sáng Trường hợp khơng xảy Vì thế: Trên miền giao thoa MN: Số vân tối λ1 N1 , Số vân tối λ2 N , Số vân tối trùng N ≡ Số vân tối MN là: N = N1 + N − N ≡ b) Nếu hai khe chiếu đồng thời xạ có ba bước sóng λ1 , λ2 L λ3 - Khoảng cách nhỏ hai vị trí trùng ba vân sáng ứng với λ1 , λ2 , λ3 ( khoảng vân trùng ) là: i = BSCNN (i1 , i2 , i3 ) - Số vân sáng quan sát hai vị trí trùng ba vân sáng tổng số vân sáng ba xạ trừ số vị trí trùng hai vân sáng ứng với cặp ( λ1 , λ2 ) ; ( λ2 , λ3 ) ; ( λ3 , λ1 ) - Số vân sáng màu với vân sáng trung tâm miền giao thoa L: L N =   + , với i khoảng vân trùng tính  2i  2.3.1.2 Các tốn ví dụ: Ví dụ 1: [1] Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng khe Y-âng: hai khe sáng đồng thời phát hai xạ λ1 = 0,48µm , λ1 = 0,64 µm Khoảng cách hai khe a = 0,5mm; khoảng cách từ hai khe đến quan sát D = 2m a) Tính khoảng cách nhỏ hai vân sáng màu với vân trung tâm? b) Tính số vân sáng quan sát miền giao thoa có bề rộng 2,5cm? Hướng dẫn: λ1 D = 1,92( mm ) a λ D i = = 2,56( mm ) a a) Khoảng vân ứng với λ1 λ2 : i1 = ⇒ Khoảng cách nhỏ hai vị trí có vân sáng trùng nhau: i = BSCNN (i1 , i2 ) = BSCNN (1,92;2,56 ) = 7,68( mm ) L b) Số vân sáng λ1 λ2 miền giao thoa: N1 = 2  + = 13  2i1  Số vị trí trùng hai vân sáng: ⇒ Tổng số vân sáng quan sát được:  L  N = 2  + =  2i  L N ≡ = 2  + =  2i  N = N + N − N ≡ = 13 + − = 19 Ví dụ 2: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng khe Iâng: hai khe sáng đồng thời phát hai xạ, ánh sáng màu lục có bước sóng λ1 = 560nm ánh sáng đỏ có bước sóng λ2 nằm khoảng từ 650nm đến 760nm Trên quan sát thấy vân sáng vân sáng màu kề có vân sáng đỏ a) Xác định giá trị λ2 ánh sáng đỏ? b) Biết khoảng cách hai vân sáng màu với vân sáng 3,15mm Tính khoảng vân ứng với hai xạ trên? c) Tính khoảng cách vân tối thứ màu lục vân sáng bậc ánh sáng đỏ nằm phía so với vân sáng trung tâm? [1] Hướng dẫn: a) Tính λ2 : D D x = k λ2 , a a Vân sáng hai xạ trùng khi: x1 = x ⇔ k1λ1 = k λ2 Vị trí vân sáng hai xạ: x1 = k1λ1 Giữa hai vị trí trùng hai vân sáng có vân sáng đỏ, nên vị trí màu gần với vân sáng ứng với vân sáng bậc ánh sáng đỏ ⇒ k 2= Vì thế: λ2 = k1λ1 k1 560 = (nm) k2 k 560 ≤ 760 ⇔ Mà 650(nm) ≤ λ2 ≤ 760(nm) ⇔ 650 ≤ 8,12 ≤ k1 ≤ 9,5 ( k1 ∈ Z ) ⇒ k1 = , ứng với vân sáng bậc ánh sáng màu lục k 560 ⇒ λ2 = = 720(nm) b) Tính i1 , i2 : Ta có : 9i1 = 3,15(mm) ⇒ i1 = 0,35(mm) 7i = 3,15(mm) ⇒ i = 0,45(mm) c) Tính khoảng cách vân tối thứ màu lục vân sáng bậc ánh sáng đỏ: x1 = (3 + )i1 = 1,225( mm) Vị trí vân sáng bậc màu đỏ: x = 4i2 = 1,80(mm) ⇒ ∆x = x1 − x = 0,575( mm) Vị trí vân tối thứ màu lục: Ví dụ 3: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng khe Y-âng, hai khe chiếu đồng thời hai xạ đơn sắc λ1 = 660nm , λ = 550nm Tính số vân sáng hai vân tối thứ sáu λ1 nằm khác phía vân trung tâm? Hướng dẫn: Vị trí trùng vân sáng hai xạ thỏa mãn: k1λ1 = k λ2 ⇔ 660k1 = 550k ⇔ k1 = k = ứng với vân sáng trung tâm, ( k1 ; k ) = ( 5;6 ) ứng với vân sáng bậc λ1 vân sáng bậc λ2 , ( k1 ; k ) = (10;12) ,… Giữa hai vân tối thứ λ1 ( khác phía so với vân sáng trung tâm ) có 11 vân sáng λ1 13 vân sáng λ2 ; có vị trí trùng hai vân sáng hai xạ ⇒ Số vân sáng quan sát : N = 11 + 13 − = 21 Ví dụ 4: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng khe Y-âng, hai khe chiếu đồng thời hai xạ đơn sắc λ1 = 0,4µm , λ2 = 0,5µm , λ3 = 0,6µm Trên quan sát thu hệ vân giao thoa, khoảng hai vân sáng gần màu với vân sáng trung tâm có vân sáng? Hướng dẫn: Điều kiện để vân sáng xạ trùng là: k1i1 = k i2 = k 3i3 ⇔ k1λ1 = k λ = k λ3 ⇔ 0,4k1 = 0,5k = 0,6k ⇔ ( k1 ; k ; k ) = ( 0;0;0) ; (15;12;10 ) ;… Trong khoảng hai vân sáng trùng ba xạ có: + 14 giá trị k1 , 11 giá trị k , giá trị λ3 + Số vân trùng cặp xạ: ( λ1 , λ2 ) = 2, ( λ2 , λ3 ) = 1, ( λ1 , λ3 ) = ⇒ Số vân sáng quan sát được: N = 14 + 11 + – – – = 27 ( vân ) 2.3.1.3 Bài tập vận dụng[2] Câu Trong thí nghiệm I-âng, chiếu đồng thời hai xạ có bước sóng λ1 = 0,45 μm λ2 = 0,6 μm Trên quan sát, gọi M, N hai điểm nằm phía so với vân trung tâm Biết điểm M trùng với vị trí vân sáng bậc xạ λ1; N trùng với vị trí vân sáng bậc 11 xạ λ2 Tính số vân sáng quan sát đoạn MN ? A 18 B 19 C 17 D 24 Hướng dẫn giải Dλ +Tọa độ vân sáng thứ xạ thứ : xM = a ; Dλ XM 3λ1 3.0, 45 a có tỉ số so khoảng vân xạ thứ 2: i = Dλ = λ = 0, = 2, 25 2 a Điểm M nằm vân sáng thứ xạ thứ  từ M đến N đếm vân sáng xạ thứ Dλ +Tọa độ vân sáng thứ 11 xạ thứ hai: xN = 11 a ; có tỉ số so khoảng vân Dλ 11 XN 11λ2 11.0, a xạ thứ 1: i = Dλ = λ = 0, 45 = 14, 1 a Điểm N nằm vân sáng thứ 14 15 xạ thứ  từ M đến N có 12 vân sáng xạ thứ Tuy nhiên , hai giao thoa xạ có trùng vân: Dλ Tọa độ vân sáng xạ thứ nhất: x1 = k1i1 = k1 a ; Dλ Tọa độ vân sáng xạ thứ x2 = k2i2 = k2 a k λ Có k = λ = 0, 45 = Có vân trùng nhau: k1 12 k2 Nên tổng số vân quan sát 9+12-3=18 Câu Trong thí nghiệm giao thoa Young khe chiếu ánh sáng trắng Khoảng cách hai khe 0,3mm, khoảng cách từ hai khe đến 2m Cho λ = 0,76 µ m; λ tim = 0,40 µ m Khoảng cách từ vân sáng đỏ bậc đến vân sáng tím bậc nằm bên vân sáng trung tâm A 24mm B 2,4nm C 4,8mm D 2,4mm Hướng dẫn giải Tọa độ vân sáng đỏ bậc xD2 = 2.0, 76.10−6 = 10,13.10−3 m = 10,13mm −3 0,3.10 2.0, 4.10−6 −3 Tọa độ vân sáng tím bậc 2: xT2 = 0,3.10−3 = 5,33.10 m = 5,33mm Khoảng cách từ vân sáng đỏ bậc đến vân sáng tím bậc : ∆x =10,13 −5, 33 = 4, 8mm Câu Trong Thí nghiệm I-âng giao thoa ánh sáng,chiếu vào khe chùm sáng đa sắc gồm thành phần đơn sắc có bước sóng λ1 = 0,4 μm, λ2 = 0,6 μm, λ3 = 0,75 μm Trên khoảng vân sáng liên tiếp có màu giống màu vân trung tâm,số vạch sáng mà có trùng từ vân sáng hệ vân trở lên A B 10 C 11 D 15 Hướng dẫn giải Khi vân sáng trùng nhau: k1λ1 = k2λ2 = k3λ3 k10,4 = k20,6 = k30,75 40k1 = 60k2 = 75k3 BSCNN(40,60,75) = 600 k1 = 15 ; k2 = 10 ; k3 = Ta tính khoảng vân sáng màu vân trung tâm Theo lý thuyết có 14+ + = 30 vạch đơn sắc Vân sáng hai xạ trùng + Với hai xạ λ1 = 0,4μm , λ2 = 0,6μm; k λ 12 15 k 15 Ta lập tỉ số k = λ = = k = 10 2 k λ Có k = λ = = = = = 10 Như vậy: có tất vị trí trùng xạ - Với cặp λ2 = 0,6μm , λ3 = 0,75μm: k λ k2 λ3 75 = = = k3 λ2 60 10 Tỉ số k = λ = = có tất vị trí trùng xạ 3 - Với cặp : λ1 = 0,4μm , λ3 = 0,75μm: k1 λ3 15 = = k3 λ1 Như vậy: có khơng có vị trí vị trí trùng riêng rẽ xạ Tổng số vạch sáng mà có trùng khoảng hai hai vạch sáng có màu giống màu vân trung tâm : 4+ 1=5 Trong khoảng vạch sáng màu vân trung tâm có thêm vạch trùng xạ, nên N = 2.5 + = 11 Câu Trong thí nghiệm I-âng giao thoa ánh sáng, nguồn sáng phát ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ1 = 0,640 μm quan sát ta thấy M N vân sáng, khoảng MN có vân sáng khác Khi nguồn sáng phát đồng thời hai ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ1 λ2 đoạn MN ta thấy có 19 vạch sáng, có vạch sáng có màu giống màu vạch sáng trung tâm vạch sáng nằm M N Bước sóng λ2 có giá trị A 0,478 μm B 0,427 μm C 0,464 μm D.0,450 μm Hướng dẫn giải Hệ vân thứ có số vạch sáng khơng trùng với vạch sáng vân thứ khoảng MN 7-1 = Số vân sáng hệ vân thứ đoạn MN 19-6 = 13 Từ khoảng vân MN MN Dλ1  i1 = + − = = a 8λ ⇒ λ2 = Thay số  12 i = MN = MN = Dλ2 λ2 = 0, 4266 = 0, 427 µ m 13 − 12 a  Câu Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng I-âng, nguồn S phát đồng thời ba xạ có bước sóng λ1 = 400nm; λ2 = 500nm; λ3 = 750nm Giữa hai vân sáng gần màu với vân trung tâm quan sát thấy có loại vân sáng? A B C D Hướng dẫn giải Số loại vân sáng khác Số loại vân sáng gồm loại xạ loại vân sáng trùng cặp hai xạ khác (1 vân trùng) Tổng cộng có loại vân sáng Câu Trong thí nghiệm giao thoa với ánh sáng trắng 0,38 µ m ≤ λ ≤ 0,76 µ m Tại vị trí vân sáng đỏ bậc ánh sáng đỏ λ = 0,75 µ m có số vạch sáng ánh sáng đơn sắc nằm trùng vị trí A B C D Hướng dẫn giải Tọa độ vân sáng đỏ bậc 4: xD4 = D.0, 75.10−6 a Vạch sáng ánh sáng đơn sắc trùng vị trí có tọa độ thỏa mãn: D.λ D.0, 75.10−6 3.10−6 k =4 ⇒λ = a a k Từ 0,38 µ m ≤ λ ≤ 0,76 µ m ⇒ 0,38 ≤ k ≤ 0, 76 ⇒ 3,9 ≤ k ≤ 7,8 Có giá trị k tương ứng tìm bước sóng, Như số vạch sáng ánh sáng đơn sắc nằm trùng vị trí Câu Trong thí nghiệm I-âng, cho xạ λ1 = 400 nm, λ2 = 500 nm, λ1 = 600 nm Trên quan sát ta hứng hệ vân giao thoa khoảng vân sáng gần màu với vân sáng trung tâm, ta quan sát số vân sáng : A 34 B 35 C 54 D 55 Hướng dẫn giải Khi vân sáng trùng nhau: k1λ1 = k2λ2 = k3λ3 k10,4 = k20,5 = k30,6 4k1 = 5k2 = 6k3 BSCNN(4,5,6) = 60 => k1 = 15 ; k2 = 12 ; k3 = 10 Bậc 15 λ1 trùng bậc 12 λ2 trùng với bậc 10 λ3 Trong khoảng hai vân sáng trùng màu vân trung tâm gần phải có: Tổng số vân sáng tính tốn = 14 + 11 + = 34 Thực có nhiều vân sáng hai xạ trùng + Với hai xạ λ1 = 0,4μm , λ2 = 0,5μm; λ k k 15 Ta lập tỉ số k = λ = k = 12 2 k λ 10 15 Có k = λ = = = 12 Như vậy: Trên đoạn từ vân VSTT đến k1 = 15 ; k2 = 12 có tất vị trí trùng xạ Vị trí 1: VSTT Vị trí 2: k1 = ; k2 = Vị trí 3: k1 = 10 ; k2 = Vị trí 4: k1 = 15 ; k2 = 12 => Trong khoảng có vị trí trùng - Với cặp λ2 = 0,5μm , λ3 = 0,6μm: k2 λ3 12 = = = k3 λ2 10 Như vậy: Trên đoạn từ vân VSTT đến k2 = 12 ; k3 = 10 có tất vị trí trùng Vị trí 1: VSTT; Vị trí 2: k2 = ; k3 = 5; Vị trí 3: k2 = 12 ; k3 = 10 => Trong khoảng có vị trí trùng - Với cặp : λ1 = 0,4μm , λ3 = 0,6μm: k1 λ3 12 15 = = = = = = k3 λ1 10 Như vậy: Trên đoạn từ vân VSTT đến k1 = 15 ; k3 = 10 có tất vị trí trùng Vị trí 1: VSTT Vị trí 2: k1 = ; k3 = Vị trí 3: k1 = ; k3 = 10 Vị trí 4: k1 = ; k3 = Vị trí 5: k1 = 12 ; k3 = Vị trí 6: k1 = 15 ; k3 = 10 => Trong khoảng có vị trí trùng Vậy tất có + +4 =7 vị trí trùng xạ Số VS quan sát = Tổng số VS tính tốn – Số vị trí trùng = 34 – = 27 vân sáng Giữa vân sáng gần màu vân trung tâm có hai khoảng cộng với vách trùng vân lần 1, nên Số vạch sáng khoảng vân là: N = 2.27 +1 = 55 Câu Trong thí nghiệm giao thao ánh sáng Iâng, khoảng cách khe a =2mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa khe đến D=1m Bước sóng ánh sáng chiếu vào khe λ , khoảng vân đo 0,2mm.Thay xạ xạ có bước sóng λ , > λ vị trí vân sáng bậc xạ λ có vân sáng xạ λ / Bức xạ λ / có giá trị A λ / =0,58 µ m B λ / =0,60 µ m C λ / =0,48 µ m D λ / =0,52 µ m Hướng dẫn giải Bước sóng λ : Từ i = D.λ ia 0, 2.10−3.2.10−3 ⇒λ = = = 0, µ m a D Vạch sáng ánh sáng đơn sắc trùng vị trí có tọa độ thỏa mãn: 1, k 1, 1, / Từ λ > λ ⇒ k > 0, ⇔ k < 0, =  k = 1,2 k λ / = 3λ = 3.0, = 1, 2µ m ⇒ λ / = / Nếu k = 1 λ = 1, 2µ m khơng phù hợp khơng nằm xạ trơng thấy / k =2 λ = 0, 6µ m chấp nhận Câu Trong thí nghiệm Iâng giao thoa ánh sáng, người ta chiếu ánh sáng trắng(0,38 µ m ≤ λ ≤ 0,75 µ m) vào hai khe Hỏi vị trí ứng với vân sáng bậc ba ánh sáng vàng, với bước sóng λ V = 0,60 µ m, có vân sáng ánh sáng đơn sắc ? A 0,68 µ m B 0,45 µ m C 0,75 µ m D 0,50 µ m Hướng dẫn giải 11 3.0, Có k1λ1 = k2λ2  λV = k λ  λ = k 1,8 Với điều kiện 0,38 µ m ≤ λ ≤ 0,75 µ m  0,38 ≤ k ≤ 0, 75 ⇒ 2, ≤ k ≤ 4, k = 3,4 Nếu k= xạ màu vàng k =  λ = 0, 45µ m Nhận λ = 0, 45µ m Câu 10 Trong thí nghiệm giao thoa khe I-âng chiếu đồng thời hai xạ λ1 λ2 với khoảng vân thu hai xạ 0,5 mm 0,4 mm Xét hai điểm A, B cách 8,3 mm Tại A hai xạ cho vân sáng, B hai hệ khơng có vân sáng hay vân tối Trên đoạn AB quan sát 33 vân sáng Hỏi số vân sáng kết trùng hai hệ vân đoạn AB bao nhiêu? A B 10 C D Hướng dẫn giải Số vân sáng hệ AB: n1 = AB 8,3 +1 = + = 17, i1 0,5 n2 = có 17 vân sáng hệ AB 8,3 +1 = + = 21, 75 có 21 vân sáng hệ i2 0, k λ Do có trùng vân hệ giao thoa Từ k1λ1 = k2λ2  k = λ = k k 12 16 16 1  k = = 10 = 15 = 20 , tính vị trí có k1 = k2 = Lập tỷ số k 20 2 có vị trí vân trùng Thử lại: 17+21-5 =33 12 Bài tập trắc nghiệm[3] Câu 1(Đề CĐ 2008): Trong thí nghiệm Iâng (Y-âng) giao thoa ánh sáng với ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ1 = 540 nm thu hệ vân giao thoa quan sát có khoảng vân i1 = 0,36 mm Khi thay ánh sáng ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ2 = 600 nm thu hệ vân giao thoa quan sát có khoảng vân A i2 = 0,60 mm B i2 = 0,40 mm C i2 = 0,50 mm D i2 = 0,45 mm Câu 2(Ðề ĐH – 2008): Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng với khe Iâng (Yâng), khoảng cách hai khe 2mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến quan sát 1,2m 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 4,9 mm B 19,8 mm C 9,9 mm D 29,7 mm Câu 3(Đề CĐ 2009): Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, nguồn sáng gồm xạ có bước sóng λ1 = 750 nm, λ2 = 675 nm λ3 = 600 nm Tại điểm M vùng giao thỏa mà hiệu khoảng cách đến hai khe 1,5 µm có vân sáng xạ A λ2 λ3 B λ3 C λ1 D λ2 Câu 4(Ðề ĐH– 2009): Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, khoảng cách hai khe 0,5 mm, khoảng cách từ hai khe đến quan sát 2m Nguồn sáng dùng thí nghiệm gồm hai xạ có bước sóng λ1 = 450 nm λ2 = 600 nm Trên quan sát, gọi M, N hai điểm phía so với vân trung tâm cách vân trung tâm 5,5 mm 22 mm Trên đoạn MN, số vị trí vân sáng trùng hai xạ A B C D Câu 5(Đề ĐH – CĐ 2010)Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, nguồn sáng phát đồng thời hai xạ đơn sắc, xạ màu đỏ có bước sóng λd = 720 nm xạ màu lục có bước sóng λl (có giá trị khoảng từ 500 nm đến 575 nm) Trên quan sát, hai vân sáng gần màu với vân sáng trung tâm có vân sáng màu lục Giá trị λl A 500 nm B 520 nm C 540 nm D 560 nm Câu (Đề ĐH – CĐ 2010)Trong thí nghiệm I-âng giao thoa ánh sáng, hai khe chiếu sáng đồng thời hai xạ đơn sắc có bước sóng λ1 λ Trên quan sát có vân sáng bậc 12 λ1 trùng với vân sáng bậc 10 λ λ1 Tỉ số λ 13 A B C D Câu 7(Đề ĐH 2011): Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, khe hẹp S phát đồng thời ba xạ đơn sắc có bước sóng λ1 = 0,42µm, λ2 = 0,56µm λ3 = 0,63µm Trên màn, khoảng hai vân sáng liên tiếp có màu giống màu vân trung tâm, hai vân sáng hai xạ trùng ta tính vân sáng số vân sáng quan sát A 21 B 23 C 26 D 27 Câu 8(Đề ĐH 2011): Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, chiếu vào hai khe đồng thời hai ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ1 = 0,66 µm λ = 0,55µm Trên quan sát, vân sáng bậc ánh sáng có bước sóng λ trùng với vân sáng bậc ánh sáng có bước sóng λ2? A Bậc B Bậc C Bậc D Bậc Câu (QG 2017): Trong thí nghiêm Y-âng giao thoa ánh sáng, hai khe chiếu ánh sáng gồm hai thành phần đơn sắc có bước sóng λ = 0,6 µm λ’ = 0,4 µm Trên quan sát, khoảng hai vân sáng bậc xạ có bước sóng λ, số vị trí có vân sáng trùng hai xạ A B C D Câu 10 (QG 2017): Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, hai khe chiếu ánh sáng trắng có bước sóng từ 380 nm đến 760 nm Trên quan sát, tồn vị trí mà có ba xạ cho vân sáng ứng với bước sóng 440 nm, 660 nm λ Giá trị cùa λ gần với giá trị sau đây? A 570 nm D 550 nm B 560 nm C 540 nm 14 2.4 Hiệu sáng kiến kinh nghiệm Sau áp dụng sáng kiến cho tiết tập ôn thi THPT Quốc gia, kết cho thấy tất học sinh áp dụng đề tài hứng thú, say sưa việc xây dựng phương pháp giải Tôi nhận thấy em học sinh hứng thú việc phát giải vấn đề, qua rèn luyện cho em phương pháp nghiên cứu khoa học Trong trình giảng dạy tơi thực nghiệm với đối tượng học sinh lớp 12 năm học 2018-2019 lớp năm học 2017-2018, với hai phương pháp khác nhau: Phương pháp theo đề tài nghiên cứu (lớp 12A1 12A4 ) phương pháp truyền thống (lớp 12A3 12A5 ), với nội dung “ Bài tập giao thoa ánh sáng” Đối chứng lớp 12A1 với lớp 12A3(học lực gần tương đương), lớp 12A4 với lớp 12A5(học lực tương đương) Kết thu từ kiểm tra cho phần giao thoa ánh sáng sau: Chất lượng Lớp 12 A1 12A3 12 A4 12 A5 Tổng số học sinh 35 37 36 39 Điểm loại khá, giỏi Điểm loại trunh bình Điểm loại yếu 93 % 7% 0% 72% 21% 7% 52% 40% 8% 37% 48% 15% Đối chứng kết thu từ việc áp dụng đề tài cho thấy hiệu việc sử dụng đề tài nghiên cứu khả quan áp dụng vào luyện thi THPT quốc gia 15 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 3.1 Kết luận: Để đổi phương pháp nhằm nâng cao chất lượng hiệu dạy học, việc giảng dạy tập theo chủ đề hướng tích cực, phương pháp làm cho học sinh hăng say, chủ động hoạt động chiếm lĩnh tri thức Việc phân loại có định hướng dạng tập kích thích em học sinh hoạt động cách tích cực để tự trang bị cho phương pháp giải tốn cách khoa học Qua thực tế giảng dạy trường phổ thông nhận thấy, học sinh giảng dạy theo chủ đề tập theo chương trình SGK mà khơng phân dạng phân tích kỹ khì kết học tập thể qua kỳ thi không cao Mặc dù với lượng tập thời gian nhau, định hướng cho em phân dạng tìm phương pháp giải học sinh vừa nhớ lâu áp dụng nhanh chóng thi trắc nghiệm đạt kết khả quan 3.2 Kiến nghị, đề xuất: Đối với Sở Giáo dục đào tạo, sau chấm SKKN có đề tài hay nên đưa vào Trang Web Sở Giáo dục để trường theo dõi học hỏi áp dụng Tôi xin chân thành cảm ơn! XÁC NHẬN CỦA THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ Thanh Hóa, ngày 15 tháng 05 năm 2019 Tơi xin cam đoan SKKN viết, không chép nội dung người khác Người viết Đàm Văn Dũng 16 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Website : http://thuvienvatly.com [2] http://www.violet.com [3] Đề thi Tuyển sinh Đại học cao đăng năm 2007 đến 2018 17 DANH MỤC SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM ĐÃ ĐƯỢC HỘI ĐỒNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM NGÀNH GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HUYỆN, TỈNH VÀ CÁC CẤP CAO HƠN XẾP LOẠI TỪ C TRỞ LÊN Họ tên tác giả: Đàm Văn Dũng Chức vụ đơn vị công tác: TTCM, TKHĐ Trường THPT Đặng Thai Mai TT Tên đề tài SKKN Cấp đánh giá xếp loại Kết đánh giá xếp loại (A, B, C) Phương pháp giải tập Sở Giáo dục Đào tạoThanh Hóa Phản ứng hạt nhân Sử dụng đường tròn lượng Sở Giáo dục Đào giác tìm thời gian dao tạoThanh Hóa động điều hòa Phương pháp giải nhanh -Sở Giáo dục Đào tốn Phóng xạ tạoThanh Hóa vật lí hạt nhân -Hội đồng khoa học Tỉnh Thanh Hóa Năm học đánh giá xếp loại C 2004-2005 C 2007-2008 B 2013-2014 B 2014-2015 18 SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HÓA TRƯỜNG THPT ĐẶNG THAI MAI SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM ĐỘT PHÁ KHI GIẢI BÀI TẬP VỀ GIAO THOA ÁNH SÁNG NHIỀU BỨC XẠ Người thực hiện: Đàm Văn Dũng Chức vụ: Tổ trưởng chun mơn SKKN thuộc mơn: Vật lí THANH HĨA, NĂM 2019 19 MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1.1 Lí chọn đề tài 1.2 Mục đích nghiên cứu 1.3 Đối tượng nghiên cứu 1.4 Phương pháp nghiên cứu NỘI DUNG 2.1 Cơ sở lí luận 2.2 Thực trạng vấn đề trước áp dụng sáng kiến kinh nghiệm 2.3 Giải pháp sử dụng để giải vấn đề 2.4 Hiệu sáng kiến kinh nghiệm 15 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 16 3.1 Kết luận 16 3.2 Kiến nghị 16 TÀI LIỆU THAM KHẢO 17 DANH MỤC CÁC SKKN ĐÃ ĐƯỢC XẾP LOẠI 18 20 ... việc học tập Học sinh Phần Giao thoa ánh sáng Giao thoa ánh sáng phần nhỏ tổng thể chương trình vật lí nội dung kỳ thi tốt nghiệp THPT Đại học Đây nội dung khơng đòi hỏi kiến thức khó học sinh, ... xạ gương Xuất phát từ lý nói tơi chọn đề tài Giúp học sinh giải nhanh tập Giao thoa sóng ánh sáng nhiều xạ 2.2 Thực trạng vấn đề trước áp dụng sáng kiến kinh nghiệm 2.2.1 Đặc điểm tình hình... Y-âng giao thoa ánh sáng, chiếu vào hai khe đồng thời hai ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ1 = 0,66 µm λ = 0,55µm Trên quan sát, vân sáng bậc ánh sáng có bước sóng λ trùng với vân sáng bậc ánh sáng