CHỦ đề 23 GIAO THOA ÁNH SÁNG 32 trang

CHỦ ĐỀ 23: GIAO THOA ÁNH SÁNG I TÓM TẮT LÝ THUYẾT Hiện tượng giao thoa ánh sáng Khái niệm: Hiện tượng giao thoa ánh sáng tượng chồng chất hai (hay nhiều) sóng kết hợp, kết trường giao thoa xuất xen kẽ miền sáng, miền tối Điều kiện: Cũng sóng có sóng ánh sáng kết hợp tạo tượng giao thoa Nguồn sáng kết hợp nguồn phát ánh sáng có tần số có độ lệch pha khơng đổi theo thời gian - Đối với ánh sáng đơn sắc: Vân giao thoa vạch sáng tối xen kẽ cách - Đối với ánh sáng trắng: Vân sáng trung tâm có màu trắng, quang phổ bậc có màu cầu vồng, tím trong, đỏ Từ quang phổ bậc trở lên khơng rõ nét có phần màu chồng chất lên Giao thoa khe Young với ánh sáng đơn sắc Trong đó: a  S1S2 khoảng cách hai khe sáng D = OI khoảng cách từ hai khe sáng S1 , S2 đến quan sát Điều kiện: D  A S1M  d1 ; S2 M  d x  OM (toạ độ) khoảng cách từ vân trung tâm đến điểm M ta xét - Hiệu đường đi: d  d  d1  - Tại M vị trí vân sáng: d  k � x S  k ax D D ; k �Z a k  : Vân sáng trung tâm k  �1 : Vân sáng bậc k  �2 : Vân sáng bậc - Tại M vị trí vân tối: d  (k  0,5) � x  (k  0,5) D ; k �Z a Trang k  0, k  1 : Vân tối thứ k  1, k  2 : Vân tối thứ hai k  2, k  3 : Vân tối thứ ba - Khoảng vân: khoảng cách hai vân sáng (hoặc tối) liên tiếp �x s  k.i D � i �� i a s t  (k  0,5)i  (2k  1) � �  Vân sáng vân tối liên tiếp cách đoạn là:  Giữa n vân sáng liên tiếp có (n - 1) khoảng vân i Ứng dụng ia D - Đo bước sóng ánh sáng   - Giao thoa mong vết dầu loang, màng xà phòng II PHÂN DẠNG VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP Dạng 1: GIAO THOA VỚI MỘT BỨC XẠ  Xác định vị trí vân sáng (tối), khoảng vân: Xem lại cơng thức phần lí thuyết  Khoảng cách vị trí vân m, n bất kì: x  x m  x n Lưu ý: - m n phía với vân trung tâm x m x n dấu; - m n khác phía với vân trung tâm x m x n khác dấu  Tính chất vân sáng (tối) điểm M cách vân trung tâm đoạn x: - Tại M có tọa độ x m vân sáng khi: - Tại M có tọa độ x m vân tối khi:  Thí nghiệm tiến hành mơi trường suốt có chiết suất n thì: x m OM   k , điểm M vân sáng bậc k i i xm  k  0,5 , điểm M vân tối thứ (k + 1) i Bước sóng  khoảng vân i giảm n lần:  '    i ; i'  n n Xác định số vân sáng – tối miền giao thoa có bề rộng L: Cách 1: (nhanh nhất) Lập tỉ số N  L , lấy phần nguyên ta có: i Trang - Nếu N lẻ thì: số vân sáng N, số vân tối N + 1, vân vân tối - Nếu N chắn thì: số vân tối N, số vân sáng N + 1, vân vân sáng Cách 2: Lập tỉ số N  L 2i - Số vân sáng là: N s  2N  , với N �Z - Số vân tối là: N t  2N phần thập phân N  0,5 ; - N t  2N  phần thập phân N �0,5 Cách 3: (tổng quát nhất) Số giá trị k �Z số vân sáng (vân tối) cần tìm L L �ki � 2 - Vân sáng:  - Vân tối:   Xác định số vân sáng, vân tối hai điểm M, N có tọa độ x m , x n (giả sử x m  x n ): - Vân sáng: x m �ki �x n - Vân tối: x m �(k  0,5)i �x n L L �(k  0,5)i � 2 Số giá trị k �Z số vân sáng (vân tối) cần tìm Lưu ý: M N phía với vân trung tâm x1 x dấu; M N khác phía với vân trung tâm x1 x khác dấu  Đặt mỏng trước khe Young Nếu ta đặt trước khe S1 thủy tinh có chiều dày e, chiết suất n Hệ vân bị lệch đoạn x0   (n  1)e.D phía S1 a Tịnh tiến khe sáng S đoạn y Tịnh tiến nguồn sáng S theo phương S1S2 phía S1 đoạn y hệ thông vân giao thoa di chuyển theo chiều ngược lại đoạn x  y.D d Với d khoảng cách từ nguồn S đến mặt phẳng chưa hai khe S1 ; S2 Dạng 2: GIAO THOA VỚI ÁNH SÁNG Trang  Bề rộng quang phổ liên tục bậc k: hay khoảng cách vân tím bậc k đến vân đỏ bậc k x kđ  k(i i )  k t ( đ   t )D a  Tìm xạ cho vân sáng (tối) M có tọa độ x M : - Tại M xạ cho vân sáng khi: x M  k D a.x M �  (1) a k.D Kết hợp với  tđ � � ta tìm giá trị k (với k �Z ) Thay k vào (1) để xác định xạ  cho vân sáng M - Tại M xạ cho vân tối x M  (k  0,5) D a.x M �  (2) a (k  0,5).D Kết hợp với  tđ � � ta tìm giá trị k (với k �Z ) Thay k vào (2) để xác định xạ  cho vân tối M Cách khác: Dùng máy tính bấm MODE ; nhập hàm f (x)  (1) (2) heo ẩn x = k; cho chạy nghiệm từ START đến END 20 chọn STEP (vì k nguyên), nhận nghiệm f (x) khoảng  tđ � � Dạng 3: GIAO THOA VỚI NHIỀU ÁNH SÁNG ĐƠN SẮC Chú ý: Hiện tượng giao thoa ánh sáng khe thứ cấp S1 , S2 xảy ánh sáng có bước sóng xuất phát từ nguồn sáng sơ cấp điều có nghĩa là:  Hai đèn dù giống hệt giao thoa ánh sáng từ đèn pha  Khi toán cho giao thoa với nhiều xạ ta phải hiểu tượng giao thoa xạ riêng biệt, giao thoa xạ với bực xạ có bước sóng khác khơng thể giao thoa  Khi nguồn S phát hai ánh sáng đơn sắc có bước sóng 1  : + Trên có hai hệ vân giao thoa ứng với ánh sáng có bước sóng 1 bước sóng  + Ở vị trí trung tâm hai vân sáng trùng x S1  x S1  + Tại vị trí M, N hai vân lại trùng x S1  x S1 � k11  k  : Màu vân sáng M, N giống màu vân sáng O a) Khoảng vân trùng (khoảng cách nhỏ hai vân màu với vân trung tâm)  xạ: i12  BCNN(i1 ,i ) Cách tìm: lấy i1 phân số tối giản, suy i12  b.i1  a.i i2 Trang  xạ: i123  BCNN(i1 ,i , i3 ) Thực thao tác tương tự i12 i � i123 b) Số vân sáng trùng số vân sáng quan sát xạ toàn trường giao thoa L đoạn MN ( x M  x N ) Vị trí vân sáng trùng nhau: x1  x � k1 ( 1D D k  p p.n  k 2 � k11  k      a a k 1 q q.n p phân số tối giản số giá trị nguyên n số lần trùng nhau, tốn ln có nghiệm) q Vị trí vân trùng: x �  k1  1D D  p.n a a Cho x � nằm vùng khảo sát (  �x � �hoặc x M �x � �x N ) tìm n; ta biết số vân sáng trùng ( N �) vị trí trùng Do trùng N �vạch nên số vân sáng quan sát N  (N1  N )  N � Với (N1  N ) tổng số vân sáng hai xạ c) Số vân tối trùng số vân tối quan sát xạ toàn trường giao thoa L đoạn MN ( x M  x N ) Tương tự câu a) ta có: k1  0,5  p p.(n  0,5) D D    � x �  (k1  0,5)  p.(n  0,5) k  0,5 1 q q.(n  0,5) a a (Bài tốn có nghiệm p; q đồng thời hai số nguyên lẻ hai vân sáng trùng vân tối trùng hệ vaan ngược lại)  Cho x � nằm vùng khảo sát (  �x � �hoặc x M �x � �x N ) tìm n; ta biết số vân tối trùng ( N �) vị trí trùng  Số vân tối quan sát N  (N1  N )  N � Với (N1  N ) tổng số vân tối hai xạ d) Số vị trí trùng vân sáng vân tối xạ toàn trường giao thoa L đoạn MN ( x M  x N ) + x  k1 Vị trí vân sáng xạ trùng với vân tối xạ 2: 1D D  (k  0,5) � qk1  p(k  0,5) Bài tốn có nghiệm p số ngun chẵn a a + x  (k1  0,5) Vị trí vân sáng xạ trùng với vân tối xạ 1: 1D  D  k 2 � q(k1  0,5)  pk Bài tốn có nghiệm q số nguyên chẵn a a Trang CÁC VÍ DỤ ĐIỂN HÌNH Ví dụ 1: Thực thí nghiệm Y-âng với ánh sáng có bước sóng   0, 6m Biết khoảng cách từ mặt phẳng chứa S1 , S2 tới D = 2m, khoảng cách hai khe hẹp S1 , S2 3mm Hãy xác định khoảng vân giao thoa thu màn? A 0,6mm B 0,9mm C 1mm D 1,2mm Giải Ta có i  D Thay số � i  0,9mm a => Chọn đáp án B Ví dụ 2: Thực thí nghiệm Y-âng với ánh sáng có bước sóng   0, 6m Biết khoảng cách từ mặt phẳng chứa S1 , S2 tới D = 2m, khoảng cách hai khe hẹp S1 , S2 3mm Tìm vị trí vân sáng thứ kể từ vân sáng trung tâm? A �2, 7mm B �0,9mm C 1,8mm D �3, 6mm Giải Sử dụng kết Vân sáng thứ k  �3 � x  �2, 7mm => Chọn đáp án A Ví dụ 3: Thực giao thoa Y-âng với ánh sáng có bước sóng  thu khoảng vân có độ lớn i Hãy xác định khoảng cách từ vân sáng thứ đến vân sáng thứ phía? A 4i B 3i C 2i D 3,5i Giải Cách 1: Vị trí vân sáng thứ 2: x  2i Vị trí vân sáng thứ 5: x  5i � Khoảng cách từ vân sáng tới vân sáng x  x  x  5i  2i  3i Cách 2: Quan sát hình ta thấy, từ vân sáng đến vân sáng phía 3i � Chọn đáp án B Ví dụ 4: Thực giao thoa Y-âng với ánh ánh sáng có bước sóng  thu khoảng vân có độ lớn i Hãy xác định khoảng cách từ vân sáng thứ đến vân sáng thứ khác phía? A 4i B 3i C 5i D 7i Giải Giả sử vân sáng thứ vân sáng bên dương: x  2i Trang Như vân sáng vân sáng bên âm: x  5i � Khoảng cách chúng là: x  2i  (5i)  7i � Chọn đáp án D Ví dụ 5: Thực giao thoa Y-âng với ánh sáng đơn sắc 1  0, 4m ,   0,5m ,   0, 6m Tại vị trí M có hiệu khoảng cách d1  d  1, 2m có xạ cho vân sáng? A B C D Giải Vị trí cho vân sáng d  k. - Với ánh sáng 1: d  3. � Cho vân sáng - Với ánh sáng 2: d  2, 4. � Không cho vân sáng - Với sáng 3: d  2. � Cho vân sáng Như M có xạ cho vân sáng � Chọn đáp án B Ví dụ 6: Thực giao thoa Y-âng với ánh sáng đơn sắc có   0,5m Khoảng cách hai khe sáng a  2mm , D  2m Tại vị trí M có x M  1, 25mm A Vân sáng thứ B Vân tối thứ C Vân sáng thứ D Vân tối thứ Giải Ta có i  D 0,5.2   0,5mm � x M  2,5i � Vị trí vân tối thứ a � Chọn đáp án C Ví dụ 7: Thực giao thoa Y-âng với ánh sáng trắng có bước sóng từ 0,38m đến 0, 76m Với hai khe có khoảng cách 2mm D  2m Hãy xác định bề rộng quang phổ bậc 3? A 1,14mm B 2,28mm C 0,38mm D Đáp án khác Giải Vị trí vân sáng bậc tia tím x t  Vị trí vân sáng bậc tia đỏ x đ  t D 0,38.2   1,14mm a đ D 0, 76.2   2, 28mm a � Bề rộng quang phổ bậc 3: x  x đ  x t  2, 28  1,14  1,14mm Trang � Chọn đáp án A Ví dụ 8: Thực giao thoa Y-âng với hai xạ 1  0, 4m   0,5m Biết khoảng cách hai khe sáng 2mm Khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe tới M D  2m Hãy xác định vị trí vân sáng trùng xạ? A B C D Giải Vị trí vân sáng xạ thứ nhất: x s1  k1 Vị trí vân sáng xạ thứ hai: x s2  k 1D a 2D a Vì hai vân sáng trùng � x s1  x s2 � k1    k 1 Vị trí trùng � k1  5; k  1D a � x trùng  1D 0, 4.2  2 a � Chọn đáp án B Ví dụ 9: Thực giao thoa Y-âng với ba xạ đơn sắc 1  0, 4m ,   0,5m ,   0, 6m Biết khoảng cách hai khe sáng 2mm Khoảng cách từ hai khe tới M D  2m Vị trí trùng ba xạ ứng với vân sáng thứ xạ ứng với vân sáng thứ xạ 1, 3? A k1  10; k  12; k  15 B k1  12; k  10; k  15 C k1  12; k  15; k  10 D k1  15; k  12; k  10 Giải + Nếu trùng nhau: k1    k 1 Như xạ cho vân sáng trùng cặp;; (với xạ vị trí trùng bội 5) Trang + Nếu trùng nhau: k1  3   k 1 Như xạ cho vân sáng trùng cặp;; Như ba xạ trùng k1  5.3  15; k  4.3  12; k  2.5  10 � Chọn đáp án D Ví dụ 10: Thực giao thoa Y-âng với ánh sáng trắng có bước sóng từ 0,38m đến 0, 76m Khoảng cách hai khe hẹp S1S2 2mm, mặt phẳng chứa hai khe S1S2 cách M đoạn 3m Hỏi vị trí x  4mm có xạ cho vân sáng đây? Giải Vị trí vân sáng x  k D a.x � a k.D a.x Theo để bài: � tđ � t ��� đ� k.D x.a  đ D k x.a Thay số vào tìm k, với k �Z  t D Ví dụ 11: Thực giao thoa Y-âng với ánh sáng đơn sắc  , ta thấy khoảng cách liên tiếp vân sáng 2mm Hỏi miền giao thoa trường có L  1cm có vân sáng, vân tối? A 20 vân sáng, 20 vân tối B 20 vân sáng, 21 vân tối C 21 vân sáng, 21 vân tối D 21 vân sáng, 20 vân tối Giải �L � Áp dụng công thức xác định số vân sáng giao thoa trường ta có: n S  � �  21 2i � � �L � Công thức xác định số vân tối: n t  �  � 20 2i � � � Chọn đáp án D Ví dụ 12: Thực thí nghiệm Y-âng với ánh sáng đơn sắc có bước sóng  , thu khoảng vân i  0, 6mm Hỏi đoạn M N có x M  2,5mm x N  6mm có vân sáng? A vân B vân C vân D vân Giải Vì: x M �xN xM i k xN i Thay số vào ta 4,17 �k �10 k �Z � Chọn K  5, 6, 7,8,9,10 � có giá trị k � Chọn đáp án B Trang II BÀI TẬP A KHỞI ĐỘNG: NHẬN BIẾT Bài 1: Trong thí nghiệm Y-âng, ánh sáng dùng ánh sáng đơn sắc có   0,52m Khi thay ánh sáng ánh sáng đơn sắc có bước sóng  ' khoảng vân tăng 1,2 lần Bước sóng  ' A 0, 624m B 4m C 6, 2m D 0, 4m Bài 2: Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng với ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,55m , khoảng cách hai khe 1mm, khoảng cách từ hai khe tới 2m Bề rộng vùng giao thoa 1,7cm Số vân snags vân tối vùng giao thoa là: A 15 vân sáng 14 vân tối B 17 vân sáng 18 vân tối C 15 vân sáng 16 vân tối D 16 vân sáng 15 vân tối Bài 3: Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, khe S1S2 chiếu ánh sáng đơn sắc Khoảng cách mặt phẳng chứa hai khe đến quan sát D  2m Dùng xạ đơn sắc có bước sóng   0, 6m Tại M cách vân trung tâm 1,8mm thu vân có tính chất gì? A Vân tối thứ B Vân sáng thứ C Vân sáng thứ D Vân tối thứ Bài 4: Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh snags, hai khe Y-âng cách 2mm, hình ảnh giao thoa hứng ảnh cách hai khe 1m Sử dung ánh sáng đơn sắc có bước sóng  m khoảng vân đo 0,2mm Thay xạ xạ có bước sóng  '   vị trí vân sáng thứ xạ  có vân sáng xạ  ' Bức xạ  ' có giá trị A   0,52m B   0,58m C   0, 48m D   0, 6m Bài 5: Thực thí nghiệm giao thoa ánh sáng khe Y-âng với ánh sáng đơn sắc có bước sóng  Người ta đo khoảng cách vân tối đến vân sáng nằm cạnh 1mm Trong khoảng hai điểm M, N hai bên so với vân trung tâm, cách vân trung tâm 5,9mm 7,1mm có số vân sáng là: A vân B vân C vân D vân Bài 6: Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, bước sóng ánh sáng đơn sắc 0,5m , khoảng cách hai khe 1,2mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe tới 3m Hai điểm MN nằm phía với vân trung tâm, cách vân trung tâm 0,4cm 1,8cm Số vân sáng M, N là: A 11 B 15 C 10 D Bài 7: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng với khe Young Khoảng cách hai khe 1mm, khoảng cách từ hai khe đến 2,5m Trên màn, người ta đo khoảng cách từ vân sáng bậc bên trái đến vân sáng bậc bên phải so với vân trung tâm 9mm Bước sóng dùng thí nghiệm là: A 0, 6m B 0, 7m C 0,8m D 0,9m Trang 10 A 0, 4m ; 0, 48m B 0, 4m ; 0,54m C 0, 48m ; 0, 64m D 0, 42m ; 0, 64m Bài 9: Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, khoảng cách hai khe hẹp 1mm khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến 2m Chiếu sáng hai khe ánh sáng trắng có bước sóng từ 0,38m đến 0, 76m , điểm M quan sát cách vân sáng trung tâm 7,2mm có tia sáng đơn sắc cho vân tối? A B C D Bài 10: Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, khoảng cách hai khe 2mm, khoảng cách từ khe đến 2m Nguồn S phát ánh sáng trắng có bước sóng từ 0, 38m đến 0, 76m Vùng phủ quang phổ bậc bậc có bề rộng là: A 0,76 mm B 0,38 mm C 1,14 mm D 1,52 mm Bài 11: Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, khoảng cách hai khe 2mm , khoảng cách từ mặt phẳng chứa khe đến 1,2m Nguồn S phát ánh sáng trắng có bước sóng từ 0, 4m đến 0, 76m Tần số lớn xạ cho vân sáng điểm M cách vân trung tâm khoảng 2,5 mm là: A 7, 6.1015 Hz B 6, 7.1014 Hz C 7,8.1014 Hz D 7, 2.1014 Hz Bài 12: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng, với ánh sáng trắng ( 0,38m �  �0, 76m ), hai khe cách 0,8 mm Khoảng cách từ mặt phẳng chứa khe đến 2m Tại vị trí cách vân sáng trung tâm 3mm có vân sáng xạ: A 1  0, 48m;   0,56m B 1  0, 40m;   0, 60m C 1  0, 45m;   0, 62m D 1  0, 47m;   0, 64m Bài 13: Trong thí nghiệm giao thoa với khe Y-âng, khe S chiếu sáng chúm sáng trắng ( 0, 40m �  �0, 76m ) Bề rộng quang phổ bậc lúc đầu đo 0,72 mm Khi dịch chuyển xa hai khe thêm 60 cm bề rộng quang phổ bậc 0,90 mm Khoảng cách hai khe S1 ,S2 A mm B 1,2 mm C 1,5 mm D mm Trang 18 Bài 14: Trong giao thoa ánh sáng với ánh sáng trắng có bước sóng từ 0, 4m đến 0, 76m Tìm bước sóng xạ khác cho vân sáng trùng với vân sáng bậc ánh sáng màu đỏ có A, d  0, 75m ? A 0, 60m , 0,50m 0, 43m B 0, 62m , 0,50m 0, 45m C 0, 60m , 0,55m 0, 45m D 0, 65m , 0,55m 0, 42m Bài 15: Trong thí nghiệm Y-âng ánh sáng trắng có bước sóng từ 0,38m đến 0, 76m , khoảng cách từ hai nguồn đến 2m, khoảng cách hai nguồn 2mm Số xạ cho vân sáng M cách vân trung tâm 3,5mm là: A B C D Bài 16: Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng: khoảng cách khe 2mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa khe đến 1,5 m Nguồn S phát ánh sáng trắng có bước sóng từ 380nm đến 760nm Vùng chồng lên quang phổ ánh sáng trắng bậc hai bậc ba có bề rộng là: A 0,760 mm B 0,285 mm C 0,380 mm D 0,250 mm Bài 17: Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, khoảng cách hai khe mm; khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến quan sát 1,2 m Nguồn S phát ánh sáng trắng có bước sóng từ 0, 4m đến 0, 76m Bước sóng lớn xạ cho vân sáng điểm M cách vân trung tâm khoảng 1,95 mm là: A 0,56m B 0, 65m C 0, 48m D 0, 72m D VỀ ĐÍCH: VẬN DỤNG CAO Bài 1: Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, nguồn S phát ba ánh sáng đơn sắc : 1  tím   0, 42m ;   luc   0,56m ;  (đỏ)  0, 70m Giữa hai vân sáng liên tiếp có màu giống màu vân trung tâm có 14 vân màu lục Số vân tím vân màu đỏ nằm hai vân sáng liên tiếp kế là: A 19 vân tím, 11 vân đỏ B 20 vân tím, 12 vân đỏ C 20 vân tím, 11 vân đỏ D 17 vân tím, 10 vân đỏ Bài 2: Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, khe hẹp S phát đồng thời ba xạ đơn sắc có bước sóng : 1  0, 42m ;   0,56m ;   0, 63m Trên màn, khoảng hai vân sáng liên Trang 19 tiếp có màu giống màu vân trung tâm, hai vân sáng hai xạ trùng ta tính vân sáng số vân sáng quan sát là: A 21 B 23 C 26 D 27 Bài 3: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng khe Y-âng Khoảng cách khe kết hợp a  1mm , khoảng cách từ mặt phẳng chứa khe đến D  50 cm Ánh sáng sử dụng gồm ba xạ có bước sóng : 1  0, 64m ;   0, 6m ;   0, 48m Trong khoảng hai vân trùng màu với vân trung tâm liên tiếp có vạch đơn sắc? A 41 B 48 C 34 D 51 Bài 4: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng khe Yuong, ánh sáng sử dụng gồm xạ đỏ, lục, lam có bước sóng là: 1  0, 64m ;   0,54m ;   0, 48m 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 Bài 5: Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng: a  2mm ; D  4m Thực giao thoa đồng thời đơn sắc 1  0, 45m ;   0, 6m ;   0, 75m Khi đó, vị trí mà vân sáng trùng cách vân sáng trung tâm khoảng bao nhiêu? A 1,2 mm B 1,5 mm C 1,8 cm D 1,8 mm Bài 6: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng Y-âng, hai khe cách a  0,5mm , khoảng cách từ mặt phẳng chứa khe đến D  2m Nguồn S phát đồng thời ba ánh sáng đơn sắc có bước sóng 1  0, 4m ;   0,5m ;   0, 6m chiếu vào hai khe S1 ,S2 Trên màn, ta thu giao thoa trường có bề rộng 20 cm (vân sáng trung tâm giao thoa trường) Hỏi quan sát có tổng cộng vân sáng màu với vân sáng trường giao thoa (kể vân sáng giữa)? A B C 11 D 13 Bài 7: Chiếu đồng thời ba xạ đơn sắc 1  0, 4m ;   0,52m ;   0, 6m vào hai khe thí nghiệm Y-âng Biết khoảng cách hai khe 1mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe tới 2m Khoảng cách gần hai vị trí có màu màu với vân sáng trung tâm là: A 31,2 mm B 15,6 mm C 7,8 mm D Đáp án khác Trang 20 Bài 8: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng với khe Y-âng, khoảng cách hai khe: a  1mm , khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến quan sát D  2m Chiếu vào khe đồng thời hai xạ có bước sóng 1  0, 6m  Trong khoảng rộng L  2, 4cm đếm 33 vân sáng, có vân sáng kết trùng hai hệ vân Tính  ? Biết hai năm vân sáng trùng nằm trường giao thoa A 0, 65m B 0,55m C 0, 45m D 0, 75m Bài 9: Trong thí nghiệm giao thoa khe Yuong, khe s phát đồng thời ánh sáng đơn sắc, có bước sóng tương ứng là: 1  0, 4m ;   0, 48m ;   0, 64m Trên màn, khoảng hai vân sáng liên tiếp có màu trùng với vân trung tâm, quan sát thấy số vân sáng đơn sắc là: A 11 B 10 C D Bài 10: Trong thí nghiệm giao với khe Y-âng Nguồn S phát ba ánh sáng đơn sắc: màu tím 1  0, 42m ; màu lục   0,56m ; màu đỏ   0, 70m Giữa hai vân sáng liên tiếp giống màu vân sáng trung tâm có 11 cực đại giao thoa ánh sáng đỏ Số cực đại giao thoa ánh sáng màu lục màu tím hai vân sáng liên tiếp nói là: A 15 vân lục, 20 vân tím B 14 vân lục, 19 vân tím C 14 vân lục, 20 vân tím D 13 vân lục, 18 vân tím Bài 11: Chiếu đồng thời ba xạ đơn sắc 1  0, 4m ;   0, 6m ;   0, 64m vào hai khe thí nghiệm Y-âng Khoảng cách hai khe a  0,5mm , khoảng cách từ hai khe tới quan sát D  1m Khoảng cách ngắn hai vị trí có màu màu với vân sáng trung tâm là: A 9,6 mm B 19,2 mm C 38,4 mm D 6,4 mm Bài 12: : Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng khe Young, khoảng cách khe kết hợp a  1,5mm , khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe tới D  1,5m , ánh sáng sử dụng gồm xạ có bước sóng 1  0, 4m ;   0,56m ;   0, 6m Bề rộng miền giao thoa cm, vân sáng trung tâm, số vân sáng màu với vân sáng trung tâm quan sát (không kể vân trung tâm): A B C D III HƯỚNG DẪN GIẢI A KHỞI ĐỘNG: NHẬN BIẾT Trang 21 Bài 1: Chọn đáp án A Bài 2: Chọn đáp án C Bài 3: Chọn đáp án D Bài 4: Chọn đáp án D Bài 5: Chọn đáp án D Bài 6: Chọn đáp án A Bài 7: Chọn đáp án A Bài 8: Chọn đáp án A Bài 9: Chọn đáp án C Bài 10: Chọn đáp án A Bài 11: Chọn đáp án B Bài 12: Chọn đáp án C Bài 13: Chọn đáp án B Bài 14: Chọn đáp án A Bài 15: Chọn đáp án B Bài 16: Chọn đáp án A Bài 17: Chọn đáp án C Trang 22 Bài 18: Chọn đáp án B Bài 19: Chọn đáp án D Bài 20: Chọn đáp án A Bài 21: Chọn đáp án A Bài 22: Chọn đáp án B B TĂNG TỐC: THÔNG HIỂU Bài 1: Chọn đáp án C Bài 2: Chọn đáp án B Bài 3: Chọn đáp án B Bài 4: Chọn đáp án C Bài 5: Chọn đáp án A Bài 6: Chọn đáp án A Bài 7: Chọn đáp án C Bài 8: Chọn đáp án C Bài 9: Chọn đáp án C Bài 10: Chọn đáp án D Bài 11: Chọn đáp án B Bài 12: Chọn đáp án C Trang 23 Bài 13: Chọn đáp án B Bài 14: Chọn đáp án A Bài 15: Chọn đáp án B Bài 16: Chọn đáp án A Bài 17: Chọn đáp án C Bài 18: Chọn đáp án B Bài 19: Chọn đáp án D Bài 20: Chọn đáp án A Bài 21: Chọn đáp án A Bài 22: Chọn đáp án B Bài 23: Chọn đáp án C Bài 24: Chọn đáp án D Bài 25: Chọn đáp án C Bài 26: Chọn đáp án C Bài 27: Chọn đáp án D Bài 28: Chọn đáp án A Bài 29: Chọn đáp án D Trang 24 Bài 30: Chọn đáp án D Bài 31: Chọn đáp án A Bài 32: Chọn đáp án B Bài 33: Chọn đáp án A Bài 34: Chọn đáp án C C BỨT PHÁ: VẬN DỤNG Bài 1: Chọn đáp án C .D 10.1 �  Ta có: x S  10mm  k.  a k.3 0,38  Mà sáng trắng có bước sóng từ 0,38m đến 0, 76m �� 10 3.k 0, 76 4,3 k 8, Vậy k nhận giá trị 5; 6; 7; � có xạ Bài 2: Chọn đáp án C Ta có: x S  4mm  k .D �  a k Mà sáng trắng có bước sóng từ 0,38m đến 0, 76m �� 0,38  k 0, 76 5, k 10,5 Vậy k nhận giá trị 6; 7; 8; 9; 10 � có xạ Bài 3: Chọn đáp án A .D 4.1, 2, �   Ta có: x S  4mm  k.  a 2.k k Mà sáng trắng có bước sóng từ 0,38m đến 0, 76m �� 0,38  2, k 0,76 3,1 k 6,3 Vậy k nhận giá trị 4; 5; � 1  0, 6m ;   0, 48m ;   0, 4m Bài 4: Chọn đáp án D Bề rộng quang phổ bậc là: x1  D ( d   t )  0,35mm a Trang 25 Bài 5: Chọn đáp án D D 2, Ta có: x S  5mm  k.  �   a k Mà sáng trắng có bước sóng từ 0,38m đến 0, 76m �� 0,38  2,5 k 0, 76 3, k 6,5 Vậy k nhận giá trị 4; 5; � có xạ Bài 6: Chọn đáp án B Bề rộng quang phổ bậc là: x1  D ( d   t )  3, 04mm a Bài 7: Chọn đáp án D Vùng che phủ quang phổ bậc quang phổ bậc x 23  x d  x t3  0, 76.2 0,38.2   0,38mm 2 Bài 8: Chọn đáp án A D D 2, Ta có vị trí vân vàng bậc : x vàng  4.0, 6.   k. �   a a k Mà sáng trắng có bước sóng từ 0,38m đến 0, 76m �� 0,38  2, k 0,76 3,1 k 6,3 Vậy k nhận giá trị 4; 5; k  ứng với xạ vàng � có xạ  1  0, 48m    0, 4m Bài 9: Chọn đáp án D Ta có vị trí vân tối thứ k: x tk  k  0,5 D 7, 2.1 3, �   a k  0,5.2 k  0,5 Mà sáng trắng có bước sóng từ 0,38m đến 0, 76m �� 0,38  3, k  0,5 0, 76 4, k 8,9 Vậy k nhận giá trị 5; 6; Bài 10: Chọn đáp án A Độ che phủ quang phổ bậc bậc 3: x 34  x d3  x t  D (3. d  4 t )  0, 76mm a Bài 11: Chọn đáp án D Trang 26 D 2, 5.2 25  Ta có: x S  2,5mm  k.  �   a 1, 2.k 6.k Mà sáng trắng có bước sóng từ 0, 4m đến 0, 76m �� 0, 4 25 6.k 0, 76 5, k 10, Vậy k nhận giá trị 6; 7; 8; 9; 10 � bước sóng nhỏ   25  0, 416m 6.10 c 14 Tần số lớn cho vân sáng M là: f     7, 2.10  Hz   Bài 12: Chọn đáp án B D 3.0,8 1,  Ta có: x S  3mm  k.  �   a 2.k k Mà sáng trắng có bước sóng từ 0,38m đến 0, 76m �� 0, 4 1, k 0, 76 1,5 k 3,15 Vậy k nhận giá trị 2; � bước sóng 1  0, 6m   0, 4m Bài 13: Chọn đáp án B Ta có bề rộng quang phổ bậc k  � x  0, 72mm  D(0, 76  0, 4) : a (1) Lúc sau:  D '  D  0, � x '  0,9 mm   D  0,   0, 76  0,  a (2) Từ (1) (2) � D  2, 4m � a  1, 2mm Bài 14: Chọn đáp án A Ta có vị trí vân đỏ bậc : x đ  4.0, 75 D D  k. �   a a k Mà sáng trắng có bước sóng từ 0, 4m đến 0, 76m �� 0, 4 2, k 0, 76 3,9 k 7,5 Vậy k nhận giá trị 4; 5; 6; k  ứng với xạ đỏ � có xạ 1   0, 6m    0,5m   0, 43m Bài 15: Chọn đáp án D D 2.3,5 3,5  Ta có: x S  3,5mm  k.  �   a 2.k k Mà sáng trắng có bước sóng từ 0,38m đến 0, 76m �� 0,38  3,5 k 0, 76 4, k 9, Trang 27 Vậy k nhận giá trị 5; 6; 7; 8; � có xạ Bài 16: Chọn đáp án B Vùng chồng hệ vân bậc bậc là: D x 23  x d2  x t3    (2.0, 76  3.0,38)  0, 285mm a Bài 17: Chọn đáp án B D 2.1, 95 13  Ta có: x S  1,95mm  k.  �   a 1, 2.k 4.k Mà sáng trắng có bước sóng từ 0, 4m đến 0, 76m �� 0,  13 4.k 0, 76 4,3 k 8,1 Vậy k nhận giá trị 5; 6; 7; � với k   max  0, 65m D VỀ ĐÍCH: NÂNG CAO Bài 1: Chọn đáp án A Vị trí màu vân trung tâm: x s1  x s2  x s3 � k1.i1  k i  k i3 � k11  k   k 3 Ta có: k1  k  k    ;   ;   k 1 k 1 k  Bội chung nhỏ k1 : BCNN  k1  k1  45  20 k1  k1  k    5;   4;   k 1 k 1 k  � k  3.5  15 k  3.4  12 � Số vân màu tím N tím  K1   19 vân tím; Số vân màu đỏ là: N đ  k   11 vân đỏ Bài 2: Chọn đáp án A Vị trí màu vân trung tâm: x s1  x s2  x s3 � k1.i1  k i  k i3 � k11  k   k 3 Ta có: k1  k  3 k    ;   ;   k 1 k 1 k  Bội chung nhỏ k1 : BCNN  k1  k1  43  12 k1  k1  3 k    3;   4;   k 1 k 1 k  � k  3.3  k  2.4  Đặt t1  ; t  ; t  Trang 28 � Số vân sáng quan sát được: N  k1   k   k    t1   t –1  t –1  21 vân sáng Bài 3: Chọn đáp án C Vị trí màu vân trung tâm: x s1  x s2  x s3 � k1.i1  k i  k i3 � k11  k   k 3 Ta có: k1  15 k1  3 k    ;   ;   k 1 16 k 1 k3  Bội chung nhỏ k1 : BCNN  k1  k1  151  15 k1  15 k1  3 k    1;   5;   k 1 16 k 1 k  � k  16.1  16 k  5.4  20 Đặt t1  ; t  ; t  � Số vân sáng quan sát N  k1   k   k    t1   t –1  t –1  34 vân sáng Bài 4: Chọn đáp án C Vị trí màu vân trung tâm: x s1  x s2  x s3 � k1.i1  k i  k i3 � k11  k   k 3 Ta có: k1  27 k1  3 k    ;   ;   k 1 32 k 1 k  Bội chung nhỏ k1 : BCNN  k1  k1  27 k1  27 k1  3 k 3   1;   9;   k 1 32 k 1 k  � k  32.1  32 k  9.4  36 Bài 5: Chọn đáp án C Vị trí màu vân trung tâm: x s1  x s2  x s3 � k1.i1  k i  k i3 � k11  k   k 3 Ta có: k1  k  k    ;   ;   k 1 k 1 k  Bội chung nhỏ k1 : BCNN  k1  k1  20 k1  k1  k    5;   4;   k 1 k 1 k  � Vị trí mà vân sáng trùng vân sáng cách vân trung tâm: x trùng  i trùng  20 0, 45.4  18(mm)  1,8(cm) Trang 29 Bài 6: Chọn đáp án B Vị trí màu vân trung tâm: x s1  x s2  x s3 � k1.i1  k i  k i3 � k11  k   k 3 Ta có: k1  k  3 k    ;   ;   k 1 k 1 k  Bội chung nhỏ k1 : BCNN  k1  k1  15 k1  k1  3 k    3;   5;   k 1 k 1 k  � Vị trí mà vân sáng trùng vân sáng cách vân trung tâm: x trùng  i trùng  15 Ta có L i trùng  0, 4.2  24(mm) 200  8, � Số vân sáng trùng vân trùng 24 Bài 7: Chọn đáp án A Vị trí màu vân trung tâm: x s1  x s2  x s3 � k1.i1  k i  k i3 � k11  k   k 3 Ta có: k1  13 k1  3 k  15   ;   ;   k 1 10 k 1 k  13 Bội chung nhỏ k1 : BCNN  k1  k1  39 k1  k1  3 k    3;   5;   k 1 k 1 k  � Vị trí mà vân sáng trùng vân sáng cách vân trung tâm: x trùng  i trùng  39 0, 4.2  31, 2(mm) Bài 8: Chọn đáp án D  D Khoảng vân xạ 1 : i1     1, 2(mm) a Số xạ 1 khoảng rộng L  2, cm  24 mm Ta có: L  20 � N1  21 vân sáng 1 i1 Số xạ  khoảng rộng L N  33  21   17 vân sáng Ta có: L  16.i � i  1,5  mm    D �   0, 75m a Bài 9: Chọn đáp án C Trang 30 Vị trí màu vân trung tâm: x s1  x s2  x s3 � k1.i1  k i  k i3 � k11  k   k 3 Ta có: k1  k  k    ;   ;   k 1 k 1 k  Bội chung nhỏ k1 : BCNN  k1  k1  24 k1  k1  k    4;   3;   k 1 k 1 k  � k  4.5  20 k  5.3  15 Đặt t1  ; t  ; t  � Số vân sáng đơn sắc là: N kh�ng đon s�c   t1  1   t2  1   t3  1  vân không đơn sắc Bài 10: Chọn đáp án B Vị trí màu vân trung tâm: x s1  x s2  x s3 � k1.i1  k i  k i3 � k11  k   k 3 Ta có: k1  k  k    ;   ;   k 1 k 1 k  Bội chung nhỏ k1 : BCNN  k1  k1  4.5  20 k1  k1  k    5;   4;   k 1 k 1 k  � k  3.5  15 k  4.3  12 Số cực đại giao thoa màu lục là: N  k   14 vân Số cực đại giao thoa màu tím là: N1  k1   19 vân Bài 11: Chọn đáp án B Vị trí màu vân trung tâm: x s1  x s2  x s3 � k1.i1  k i  k i3 � k11  k   k 3 Ta có: k1  k1  k  16   ;   ;   k 1 k 1 k  15 Bội chung nhỏ k1 : BCNN  k1  k1  3.8  24 k1  k1  k  16   8;   2;   k 1 k 1 k  15 Khoảng cách ngắn hai vị trí có màu màu với vân sáng trung tâm là: Trang 31 x trùng  i trùng  24 0, 4.1  19, 2(mm) 0,5 Bài 12: Chọn đáp án A Vị trí màu vân trung tâm: x s1  x s2  x s3 � k1.i1  k i  k i3 � k11  k   k 3 Ta có: k1  k1  3 k  15   ;   ;   k 1 k 1 k  14 Bội chung nhỏ k1 : BCNN  k1  k1  3.7  21 k1  k1  3 k  15   3;   7;   k 1 k 1 k  14 Khoảng cách ngắn hai vị trí có màu màu với vân sáng trung tâm là: x trùng  i trùng  21 Ta có L i trùng  0, 4.1,5  8, 4(mm) 1,5 40  4, � có vân sáng trùng kể vân trung tâm 8, Trang 32 ... dù giống hệt giao thoa ánh sáng từ đèn pha  Khi toán cho giao thoa với nhiều xạ ta phải hiểu tượng giao thoa xạ riêng biệt, giao thoa xạ với bực xạ có bước sóng khác khơng thể giao thoa  Khi... khoảng  tđ � � Dạng 3: GIAO THOA VỚI NHIỀU ÁNH SÁNG ĐƠN SẮC Chú ý: Hiện tượng giao thoa ánh sáng khe thứ cấp S1 , S2 xảy ánh sáng có bước sóng xuất phát từ nguồn sáng sơ cấp điều có nghĩa... mm C 1,5 mm D mm Trang 18 Bài 14: Trong giao thoa ánh sáng với ánh sáng trắng có bước sóng từ 0, 4m đến 0, 76m Tìm bước sóng xạ khác cho vân sáng trùng với vân sáng bậc ánh sáng màu đỏ có A,