SKKN phân dạng bài tập chương v sóng ánh sáng lớp 12 và cách giải

LY: THPT- LE BA HIEU – THPT LE HONG PHONG PHẦN I : LÍ DO CHỌN TỀ TÀI Ánh sáng mặt trời sưởi ấm cho bề mặt Trái Đất, ánh sáng dạng vật chất khơng có khối lượng có tính chất hai mặt " Sóng - Hạt" chuyển động với tốc độ lớn ( c = 3.10 m/s), giúp người nhìn thấy khám phá mn vàn điều bí ẩn lịng Trái Đất Vũ Trụ, nhờ ánh sáng Mặt Trời tạo điều kỳ diệu giới tự nhiên Trong q trình giảng dạy mơn vật lý lớp 12, tơi thấy dạy xong chương " Sóng ánh sáng" , đa số học sinh làm tập cảm thấy dường đơn giản, khai thác dạng tập định tính tính tốn phần chương V " Sóng ánh sáng " học sinh thấy dạng tập vừa hay vừa khó Đáp ứng kịp thời phần kiến thức kỳ thi trung học phổ thông quốc gia( THPTQG) Giúp học sinh có khả tiếp thu từ dạng tập đến dạng tập nâng cao, để tự tin làm thi môn Vật Lý thuộc ban " Khoa học tự nhiên" Vì tơi chọn đề tài : Phân dạng tập chương V " Sóng ánh sáng" lớp 12và cách giải PHẦN II : GẢI PHÁP VÀ TỔ CHỨC THỰC HIỆN I.CƠ SỞ LÝ LUẬN: 1.Căn vào chuẩn kiến thức kỹ môn vật lý THPT 2.Căn vào thực tế kỳ thi THPTQG khối 12 Bộ giáo dục tổ chức Căn vào đổi phương pháp dạy học theo hướng dạy học tích cực phát triển lực học sinh II.CƠ SỞ THỰC TIỄN: Môn vật lý mơn học khó, u cầu học sinh phải nắm vững tượng xảy chất tượng Từ học sinh biết vận dụng kiến thức môn để giải vấn đề toán đặt 2.Qua số năm dạy bồi dưỡng học sinh lớp đăng ký học ban khoa học tự nhiên, rút phương pháp 3.Thực tế làm thi giáo viên phải tìm dạng tập , cách nhớ cách tính để làm dạng tốn nhanh nhất, giúp học sinh làm thi tốt III NHỮNG BIỆN PHÁP THỰC HIỆN: 1.Trước tiên tơi tóm tắt lý thuyết phần quang học( khúc xạ ánh sáng) lớp 11 lý thuyết chương V "Sóng ánh sáng" Tiếp theo tơi tóm tắt cơng thức tán sắc ánh sáng , giao thoa ánh sáng ống tia X Tôi phân chia tập thành dạng từ dạng rễ đến dạng khó Dạng I Các tập định tính Dạng II Bài tập tán sắc ánh sáng Dạng III Bài tập giao thoa ánh sáng LY: THPT- LE BA HIEU – THPT LE HONG PHONG Dạng IV Một số dạng toán nâng cao Dạng V Bài tập ống tia X Cụ thể dạng tập chương V " Sóng ánh sáng" Dạng I Bài tập định tính Cơ sở ký thuyết kiến thức định luật truyền thẳng ánh sáng, tượng nhiễu xạ ánh sáng , định luật phản xạ , định luật khúc xạ , tượng phản xạ toàn phần , tượng giao thoa ánh sáng , tượng quang - phát quang , hấp thụ phản xạ lọc lựa Tôi chọn số tập nhằm phát huy tư duy, hưng phấn học tập cho học sinh Ví dụ Những ngày trời nắng khơng có mưa , ta ngồi ô tô ( xe máy) tham gia giao thơng đường quốc lộ thấy mặt đường phía trước có nước mặt đường , đám nước lại xuất đám nước khác ln phía trước xe ta Nguyên nhân tượng sau ? A Phản xạ toàn phần ánh sáng B Khúc xạ ánh sáng C Giao thoa ánh sáng D Nhiễu xạ ánh sáng ( Đáp án : A ) Ví dụ Ban ngày trời có nắng , ta giặt quần áo xà phịng, ta nhìn thấy nhiều màu sắc sặc sỡ màng bong bóng xà phịng Ngun nhân tượng sau ? A Phản xạ toàn phần ánh sáng B Khúc xạ ánh sáng C Giao thoa ánh sáng phản xạ toàn phần D Nhiễu xạ ánh sáng ( Đáp án : C ) Ví dụ Về mùa hè nước Việt nam , trước sau mưa, quan sát thấy cầu vồng bầu trời Nguyên nhân tượng sau ? A Phản xạ ánh sáng B Tán sắc ánh sáng khúc xạ ánh sáng C Giao thoa ánh sáng D Nhiễu xạ ánh sáng ( Đáp án : B ) Ví dụ Khi quan sát thấy cầu vồng bầu trời Tại cầu vồng ln thấy đường cong trịn ? A Hiện tượng tán sắc ánh sáng khơng khí Trái Đất hình cầu, lăng kính nước khơng khí có dạng cong B Tán sắc ánh sáng bề mặt Trái Đất phản xạ lên bầu Trời C Giao thoa ánh sáng khơng khí D Nhiễu xạ ánh sáng khơng khí ( Đáp án : A ) Ví dụ Về ban đêm tham gia giao thơng , nhìn thấy biển báo giao thông tượng ? A.Khúc xạ ánh sáng B Nhiễu xạ ánh sáng C Giao thoa ánh sáng D Phản quang ( Đáp án : D) LY: THPT- LE BA HIEU – THPT LE HONG PHONG Ví dụ Chúng ta nhìn thấy đồ vật có màu sắc khác tượng A phản xạ lọc lựa B hấp thụ chọn lọc C sơn màu nhìn thấy đồ vật D tán sắc ánh sáng ( Đáp án : A) Ví dụ Ban đêm mùa hè , thìn thấy " Đom đóm" phát ánh sáng nhấp nháy tượng sau ? A Hiện tượng " Đom đóm "phát sáng bình thường B Hiện tượng quang - phát quang C Hiện tượng phản xạ ánh sáng " Đom đóm" D Hiện tượng giao thoa ánh sáng " Đom đóm" (Đáp án : B) Ví dụ Hiện tượng sau đây? Thừa nhận ánh sáng có tính chất sóng A Khúc xạ ánh sáng B Nhiễu xạ ánh sáng C Giao thoa ánh sáng D Tán sắc ánh sáng (Đáp án : B) Ví dụ Bằng chứng thực nghiệm sau đây? Khẳng định ánh sáng có tính chất sóng A Khúc xạ ánh sáng B Nhiễu xạ ánh sáng C Giao thoa ánh sáng D Tán sắc ánh sáng (Đáp án : C) Ví dụ 10 Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng với hai khe Y-âng, quan sát , vị trí vân sáng ứng với hai sóng ánh sáng từ hai nguồn sáng kết hợp truyền đến A ngược pha B vuông pha C pha D màu (Đáp án : C) Ví dụ 11 Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng với hai khe Y-âng, quan sát , vị trí vân tối ứng với hai sóng ánh sáng từ hai nguồn sáng kết hợp truyền đến A ngược pha B vuông pha C pha D khác màu (Đáp án : A) Ví dụ 12 Phát biểu sau sai hai nguồn ánh sáng kết hợp ? A Hai nguồn phát sáng tần số độ lệch pha không đổi theo thời gian B Hai nguồn phát sáng bước sóng pha C Hai nguồn phát sáng chu kỳ độ lệch pha không đổi theo thời gian D Hai nguồn phát sáng tần số độ lệch pha thay đổi theo thời gian (Đáp án : D) Ví dụ 13 Ánh sáng đơn sắc: tím,vàng, đỏ truyền nước với tốc độ vt, vv, vđ Hệ thức là: A vđ = vt = vv B vđ < vt < vv C vđ > vv > vt D vđ < vtv < vt (Đáp án : C) Ví dụ 14 Hãy chọn câu Khi chùm sáng đơn sắc truyền từ khơng khí vào thuỷ tinh LY: THPT- LE BA HIEU – THPT LE HONG PHONG A tần số tăng, bước sóng giảm B tần số giảm, bước sóng tăng C tần số khơng đổi, bước sóng giảm D tần số khơng đổi, bước sóng tăng (Đáp án : C) Ví dụ 15 Gọi nc, n l, nL, nv chiết suất thuỷ tinh tia chàm, lam, lục, vàng Sắp xếp thứ tự ? A nc > nl > nL > nv B nc < nl < nL < nv C nc > nL > nl > nv.D nc < nL < nl < nv (Đáp án : C) Dạng II Bài tập tán sắc ánh sáng + Cơ sở lý thuyết tượng khúc xạ ánh sáng chiết suất môi trường ánh sáng đơn sắc khác có giá trị khác nhau, tăng dần từ màu đỏ đến màu tím + Tóm tắt lý thuyết tập tán sắc ánh sáng A M 1.Tán sắc qua lăng kính đặt khơng khí I 1.a) Xét trường hợp góc chiết quang A nhỏ ( A < 100) O + Góc lệch : D = A( n-1) + Bề rộng quang phổ liên tục thu Đ quan sát ĐT = d.tan( D) Trong d = IO khoảng cách từ lăng kính đến quan sát ; T D góc lệch tia màu đỏ với màu tím + Các ví dụ áp dụng: Ví dụ Một lăng kính thủy tinh có góc chiết quang A = đặt khơng khí, chiếu tia sáng trắng tới lăng kính theo hướng vng góc với đường phân giác góc chiết quang , chiết suất lăng kính ánh sáng đỏ nđ = 1,51 , ánh sáng tím nt = 1,56 Góc lệch tạo tia màu tím với tia màu đỏ A 0,40 B 0,260 C 0,30 D 0,80 ( Đáp án : A) Ví dụ Một lăng kính thủy tinh có góc chiết quang A = đặt khơng khí, chiếu tia sáng trắng tới lăng kính theo hướng vng góc với đường phân giác góc chiết quang , chiết suất lăng kính ánh sáng đỏ nđ = 1,51 , ánh sáng vàng nv = 1,53 Góc lệch tạo tia màu vàng với tia màu đỏ A 0,240 B 0,160 C 0,30 D 0,20 ( Đáp án : B) LY: THPT- LE BA HIEU – THPT LE HONG PHONG Ví dụ Một lăng kính thủy tinh có góc chiết quang A = đặt khơng khí, chiếu tia sáng trắng tới lăng kính theo hướng vng góc với đường phân giác góc chiết quang , chiết suất lăng kính ánh sáng đỏ nđ = 1,51 , ánh sáng tím nt = 1,56 Màn quan sát đặt vng góc với tia sáng trắng cách lăng kính đoạn 40 cm Bề rộng quang phổ liên tục thu A 4,2 mm B 3,8 mm C 2,8 mm D 28 mm ( Đáp án : C) Ví dụ Một lăng kính thủy tinh có góc chiết quang A = đặt khơng khí, chiếu tia sáng trắng tới lăng kính theo hướng vng góc với đường phân giác góc chiết quang , chiết suất lăng kính ánh sáng đỏ nđ = 1,51 , ánh sáng màu lục nL = 1,55 Màn quan sát đặt vuông góc với tia sáng trắng cách lăng kính đoạn 40 cm Khoảng cách vạch sáng màu lục đến vạch sáng màu đỏ A 2,2 mm B 3,8 mm C 2,8 mm D 22 mm ( Đáp án : A) 1.b) Trường hợp góc chiết quang A lớn ( A > 10 ) Để tính góc lệch D ta phải áp dụng nhóm cơng thức lăng kính học lớp 11( dạng khó áp dụng cho học sinh giỏi) + sini1 = n.sinr1 sini2 = n.sinr2 + A = r1 + r2 D = i1 + i2 - A + Góc giới hạn phản xạ tồn phần igh : sinigh = n Góc igh tỷ lệ nghịch với chiết suất n , nên thường áp dụng để trả lời câu hỏi định tính mà học sinh phải tính tốn Ví dụ áp dụng : Một lăng kính thủy tinh có góc chiết quang A = 70 đặt khơng khí, chiếu tia sáng trắng tới lăng kính theo hướng từ phía đáy tới mặt bên lăng kính góc tới i = 41 , chiết suất lăng kính n = 1,53 chiết suất lăng kính ánh sáng vàng Trên quan sát đặt song song đường phân giác góc chiết quang ta thu số màu đơn sắc A màu B màu C màu D (Đáp án : D) Lý giải: - Góc giới hạn phản xạ tồn phần lăng kính ( màu vàng) : igh = 40,80 LY: THPT- LE BA HIEU – THPT LE HONG PHONG - Xét tia sáng màu vàng : Góc khúc xạ r1 = 25,40 => góc tới mặt bên thứ hai r2 = 44,60 > igh Tia màu vàng bị phản xạ toàn phần - Các màu : Lục , lam , chàm , tím có chiết suất lớn chiết suất màu vàng , nên gióc r1< 25,40 => góc r2 > 44,60 > igh Các màu bị phản xạ tồn phần Vậy có màu thu màn.i Tán sắc qua nước : sin i a) CT : s inr I n n + Góc khúc xạ : rđ = góc OIĐ ; rt = góc OIT b) góc lệch tia đỏ với tia tím : D = r đ - rt O T Đ c) Bề rộng quang phổ thu : Đáy chậu nước ảnh ĐT = h.tan ( D) ( h = OI độ sâu bể nước) + Các ví dụ : Ví dụ Chiếu tia sáng trắng tới mặt nước chứa bể nước góc tới 450, chiết suất nước ánh sáng đỏ ánh sáng tím 1,33 1,34, đáy bể ảnh Góc lệch tạo tia sáng màu đỏ với tia sáng màu tím : A 2,90 B 1,290 C 0,290 D 0,390 ( Đáp án : C) Ví dụ Chiếu tia sáng trắng tới mặt nước chứa bể nước góc tới 600, chiều cao nước bể 1m, chiết suất nước ánh sáng đỏ ánh sáng tím 1,33 1,34, đáy bể ảnh Tính bề rộng dãy quang phổ đáy bể: A 4,18cm B 6,98 mm C 1,8cm D 2,2mm (Đáp án : B) Ví dụ Chiếu tia sáng trắng tới mặt nước chứa bể nước góc tới i có tan i = , chiều cao nước bể 1,2 m, chiết suất nước ánh sáng đỏ ánh sáng tím 1,328 1,343, đáy bể ảnh Tính bề rộng dãy quang phổ đáy bể: A 1,57cm B 24,8 mm C 2,12cm D 22mm (Đáp án : A) Tán sắc qua thấu kính : + Tiêu cự tia sáng màu đỏ : fđ = OĐ +Tiêu cự tia sáng màu tím : ft = OT Đ + Đoạn ĐT = fđ - ft O T LY: THPT- LE BA HIEU – THPT LE HONG PHONG a) CT : f (n 1) R b) Các ví dụ: Ví dụ Chiếu tia sáng trắng theo hướng song song trục tới thấu kính thủy tinh dạng hình trịn có bán kính rìa R = 10 cm , chiết suất thấu kính ánh sáng đỏ nđ = 1,51 Tiêu cự tia sáng màu đỏ A 9,8 cm B 10 cm C 15,1 cm D 7,7 cm ( Đáp án : A) Ví dụ Chiếu tia sáng trắng theo hướng song song trục tới thấu kính thủy tinh dạng hình trịn có bán kính rìa R = 10 cm , chiết suất thấu kính ánh sáng đỏ nđ = 1,51 , ánh sáng màu tím n t = 1,65 Chiều dài vệt sáng liên tục từ đỏ đến tím trục A 7,7 cm B 9,8 cm C 2,1 cm D 2,4 cm ( Đáp án : C) Ví dụ Chiếu tia sáng trắng theo hướng song song trục tới thấu kính thủy tinh , chiết suất thấu kính ánh sáng đỏ nđ = 1,51 , ánh sáng màu tím nt = 1,65 Biết tiêu cự thấu kính ánh sáng đỏ fđ = 12,5 cm, tiêu cự thấu kính ánh sáng tím A 7,78 cm B 9,81 cm C 11,2 cm D 10,2 cm ( Đáp án : B) Dạng III Bài tập giao thoa ánh sáng Tóm tắt lý thuyết giao thoa ánh sáng với hai khe Yâng F2 F1 + ĐK : Hai chùm sáng giao thoa phải hai chùm sáng kết hợp + Hiện tượng giao thoa chứng thực nghiệm khẳng định ánh sáng có tính chất sóng + Vị trí vân sáng : ứng với hai sóng ánh sáng tới pha : d2- d1 = k Vị trí vân tối : ứng với hai sóng ánh sáng tới ngược pha : d2- d1 = (2k+ 1) + Đặt F1F2 = a ; IO = D ; OC = x M 1) Các công thức : Làm TN với ánh sáng đơn sắc a) Hiệu hai đường : d2- d1 = a.x C D F1 b) Xác định vị trí ( tọa độ) vân sáng : xk = k .D = k.i I O + a ( k = 0, , … bậc giao thoa ) + k = : vân sáng bậc ( vân trung tâm) F D + k = : vân sáng bậc1 c) vị trí vân tối : x = ( 2.k +1) D 2.a Với k = 0,1,2,3… vân tối khơng có khái niệm bậc giao thoa LY: THPT- LE BA HIEU – THPT LE HONG PHONG + Vân tối thứ n thay k = n-1 ( khơng có vân tối thứ ) d) Khoảng vân : + Khoảng vân khoảng cách hai vân sáng ( hai vân tối ) liên tiếp : i= D a 2) Các ý : a) b) c) Khoảng cách từ vân sáng bậc n đến vân sáng trung tâm n.i Khoảng cách n vân sáng liên tiếp (n-1).i i Khoảng cách vân sáng vân tối liền d) Làm TN đồng thời với hai xạ : khoảng cách hai vân sáng bậc hai xạ i i i e) Làm TN đồng thời với xạ , : Vị trí vấn sáng xạ k k trùng : x1 = x2 = x3 => k1 2 3 ( Bài toán tìm nghiệm nguyên k1 , k2 ,k3, ) 3) Cách tính số vân sáng ( số vân tối ) quan sát : a) Bề rộng hệ vân gioa thoa b : ( b = CD) + số vân sáng : N b ( Số vân tối thường vân) i + Cách khác : Xét tỷ số b 2i x, y ( số thập phân) Trong : x phần nguyên , y phần phân - Số vân sáng : Ns = 2.x +1 - Số vân tối : Nếu y < 0,5 Nt = 2.x ; Nếu y 0,5 Nt = 2.x +1 4) Làm TN với ánh sáng trắng : bước sóng khoảng 0,38 m0,76 m a) Tại vị trí vân trung tâm O : ln vạch sáng trắng ; Hai bên quang phổ liên tục , hết bậc , đến bậc b) Bề rộng quang phổ bậc : x = x1đ - x1t => bề rộng bậc 2,3… c) Tại điểm trêm biết tọa độ x : + Tính Số vân sáng đơn sắc khác trùng điểm x giải bất phương trình : 0,38 m k.i 0,76 m => giá trị k = số vân sáng cần tính + Tính Số vân tối trùng điểm x giải bất phương trình : 0,38 m (k 0,5).i 0,76 m => giá trị k = số vân tối cần tính Các ví dụ áp dụng 5.1 Bài tập thí nghiệm giao thoa dùng ánh sáng đơn sắc Ví dụ Làm thí nghiệm giao thoa ánh sáng với hai khe Y- âng, khoảng cách hai khe a = mm , khoảng cách từ mặt phẳng hai khe đến quan sát D = m, ánh sáng làm thí nghiệm có bước sóng = 500 nm Khoảng vân giao thoa A 0,5 mm B 0,5 cm C mm D 0,25 mm ( Đáp án : A) LY: THPT- LE BA HIEU – THPT LE HONG PHONG Ví dụ Làm thí nghiệm giao thoa ánh sáng với hai khe Y- âng, khoảng cách hai khe a = mm , khoảng cách từ mặt phẳng hai khe đến quan sát D = m, ánh sáng làm thí nghiệm có bước sóng = 500 nm Vị trí vân sáng bậc A mm B cm C mm D mm ( Đáp án : C) Ví dụ Làm thí nghiệm giao thoa ánh sáng với hai khe Y- âng, khoảng cách hai khe a = mm , khoảng cách từ mặt phẳng hai khe đến quan sát D = m, ánh sáng làm thí nghiệm có bước sóng = 500 nm Vị trí vân tối thứ A 2,25 mm B 2,25 mm C 2,75 mm D 2,75 mm ( Đáp án : A) Ví dụ Làm thí nghiệm giao thoa ánh sáng với hai khe Y- âng, khoảng cách hai khe a = mm , khoảng cách từ mặt phẳng hai khe đến quan sát D = 50 cm, ánh sáng làm thí nghiệm có bước sóng đo khoảng vân i = mm Giá trị A 500 nm B 450m C 400 nm D 600m ( Đáp án : C) Ví dụ Làm thí nghiệm giao thoa ánh sáng với hai khe Y- âng, khoảng cách hai khe a = mm , khoảng cách từ mặt phẳng hai khe đến quan sát D = m, ánh sáng làm thí nghiệm có bước sóng = 500 nm Vị trí vân sáng bậc đến vân trung tâm O A mm B cm C mm D mm ( Đáp án : A) Ví dụ Làm thí nghiệm giao thoa ánh sáng với hai khe Y- âng, khoảng cách hai khe a = mm , khoảng cách từ mặt phẳng hai khe đến quan sát D = m, ánh sáng làm thí nghiệm có bước sóng Ta đo khoảng cách vân sáng liên tiếp mm Giá trị A 500 nm B 450m C 400 nm D 600m ( Đáp án : A) Ví dụ Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, hai khe F F chiếu ánh sáng đơn sắc có bước sóng Người ta đo khoảng cách vân sáng liên tiếp mm Tính khoảng cách từ vân sáng bậc đến vân sáng bậc phía với so với vân sáng A 4,2mm B 7mm C 8,4mm D 6mm ( Đáp án : D) Ví dụ Trong thí nghiệm Y- âng giao thoa ánh sáng, khoảng cách hai khe a, khoảng cách từ hai khe đến D Dùng ánh sáng đơn sắc có bước sóng chiếu vào hai khe người ta đo khoảng cách từ vân sáng trung tâm tới vân sáng bậc mm Xác định khoảng cách vân sáng bậc đến quan sát A 3mm B 6mm C 9mm D 12mm ( Đáp án : C) LY: THPT- LE BA HIEU – THPT LE HONG PHONG Ví dụ Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, hai khe F F2 chiếu ánh sáng đơn sắc có bước sóng = 0,4 m Khoảng cách hai khe 0,4 mm, khoảng cách từ hai khe đến m Xác định khoảng cách từ vân sáng bậc đến vân sáng bậc khác phía so với vân sáng A 8mm B 16mm C 4mm D 24mm ( Đáp án : A) Ví dụ 10 Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, hai khe F F2 chiếu ánh sáng đơn sắc có bước sóng = 0,6 m Khoảng cách hai khe mm Vân sáng bậc cách vân sáng trung tâm 0,9 mm Khoảng cách từ hai khe đến A 200 cm B m C 1m D 1,5m ( Đáp án : B) Ví dụ 11 Trong TN giao thoa ánh sáng với hai khe Y âng Khoảng cách F 1F2= a , khoảng cách từ hai khe đến quan sát D = m Nguồn sáng đơn sắc có = 0,42 m khoảng vân i = 0,7 mm Giá trị a A 1,2 mm B mm C 1,5 mm D mm ( Đáp án : A) Ví dụ 12 Trong TN giao thoa ánh sáng với hai khe Y âng Khoảng cách F1F2= a= 1,2 mm , khoảng cách từ hai khe đến quan sát D = m Nguồn sáng đơn sắc có = 0,42 m Tại điểm M quan sát cách vân sáng trung tâm 4,2 mm vị trí A vân sáng bậc B vân tối thứ C vân tối thứ D vân sáng bậc ( Đáp án : D) Ví dụ 13 Trong TN giao thoa ánh sáng với hai khe Y âng Khoảng cách F1 F2= a= 1,2 mm , khoảng cách từ hai khe đến quan sát D = m Nguồn sáng đơn sắc có = 0,42 m Tại điểm N quan sát cách vân sáng trung tâm 3,15 mm vị trí A vân sáng bậc B vân tối thứ C vân tối thứ D vân sáng bậc ( Đáp án : C) Ví dụ 14 Trong thí nghiệm giao thoa với hai khe Y âng, khe sáng F chiếu sáng ánh sáng đơn sắc Khoảng cách hai khe a= mm, khoảng cách từ hai khe đến quan sát D = 1,2 m Làm TN với ánh sáng đơn sắc có bước sóng , quan sát đo khoảng cách 11 vân sáng mm Khoảng vân i , bước sóng ánh sáng thí nghiệm A i = 0,5 mm = 0,5 m B i = 0,3 mm = 0,5 m C i = 0,27 mm = 0,45 m D i = 0,55 mm = 0,75 m ( Đáp án : B) Ví dụ 15 Trong thí nghiệm giao thoa với hai khe Y âng, khe sáng F chiếu sáng ánh sáng đơn sắc Khoảng cách hai khe a, khoảng cách từ hai khe 10 LY: THPT- LE BA HIEU – THPT LE HONG PHONG đến quan sát D Làm TN với ánh sáng đơn sắc có bước sóng , quan sát đo khoảng cách 11 vân sáng mm Khoảng cách vân tối thứ bên tới vân tối thứ bên vân trung tâm A 1,65 mm B 1,25 mm C 1,6 mm D 2,5 mm ( Đáp án : D) 5.2 Bài tập thí nghiệm giao thoa dùng ánh sáng trắng Ví dụ : Trong TN giao thoa với hai khe Y- âng Khoảng cách hai khe a = mm Hai khe đặt cách quan sát D = m Làm thí nghiệm với ánh sáng trắng có bước sóng khoảng 0,4 m 0,75 m Bề rộng quang phổ liên tục bậc A 0,35 mm B 0,7 mm C 3,8 mm D 2,9 mm ( Đáp án : A) Ví dụ : Trong TN giao thoa với hai khe Y- âng Khoảng cách hai khe a = mm Hai khe đặt cách quan sát D = m Làm thí nghiệm với ánh sáng trắng có bước sóng khoảng 0,4 m 0,75 m Bề rộng quang phổ liên tục bậc A 0,35 mm B 0,7 mm C 3,8 mm D 2,9 mm ( Đáp án : B) Ví dụ Trong TN giao thoa với hai khe Y- âng Khoảng cách hai khe a = 0,8 mm Hai khe đặt cách quan sát D = m Làm thí nghiệm với ánh sáng trắng có bước sóng khoảng 0,38 m 0,76 m Tại điểm M cách vân sáng trung tâm mm , cịn có vân sáng xạ sau ? A màu lam bậc màu tím bậc B màu cam bậc màu tím bậc C màu vàng bậc màu tím bậc D màu vàng bậc màu chàm bậc ( Đáp án : C) Ví dụ Trong TN giao thoa với hai khe Y- âng Khoảng cách hai khe a, hai khe đặt cách quan sát D Khe F nguồn sáng phát đồng thời hai xạ có mà < < đ ( đ = 0,76 m.) , ta thấy vân sáng màu với vân sáng trung tâm cách vân sáng trung tâm 3,48 mm Bước sóng A = 0,464 m 2= 0, 696 m B = 0,48 m 2= 0, 72 m C = 0,544 m 2= 0, 679 m D = 0,582 m 2= 0, 726 m ( Đáp án : A) Ví dụ Trong TN giao thoa với hai khe Y âng Khoảng cách hai khe S1S2 a = mm, hai khe đặt cách quan sát D = m Khe S nguồn sáng trắng có bước sóng : 0,8 m 0,76 m Tại điểm M quan sát cách vân trung tâm đoạn 1,2 mm có vân sáng xạ trùng : A 0,6 m; 0,38 m , 0,54 m B 0,6 m; 0,48 m , 0,4 m C 0,56 m; 0,54 m , 0,44 m D 0,62 m; 0,58 m , 0,52 m ( Đáp án : B) 11 LY: THPT- LE BA HIEU – THPT LE HONG PHONG Ví dụ Trong thí nghiệm Iâng giao thoa ánh sáng trắng Biết khoảng cách khe a; khoảng cách từ khe đến D Tính xem có vân sáng ánh sáng đơn sắc trùng với ánh sáng màu đỏ bậc có = 0,76 m Biết mắt nhìn rõ ánh sáng khoảng 0,76 m đến 0,38 m A.1 B.2 C.3 D.4 ( Đáp án : C) Ví dụ Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng với khe Y - âng , nguồn sáng chiếu ánh sáng trắng (0,38µm 0,76µm) Khoảng cách khe 0,3mm khoảng cách từ chứa hai khe tới hứng ảnh 90cm Điểm M cách vân trung tâm 0,6cm Hỏi có ánh sáng đơn sắc cho vân sáng M? A B C D ( Đáp án : C) Ví dụ Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng với hai khe Y- âng, khoảng cách hai khe 0,4 mm, khoảng cách từ hai khe đến m, hai khe chiếu ánh sáng trắng (0,76 m 0,40 m) Xác định bước sóng xạ cho vân tối điểm M cách vân sáng trung tâm mm A = 0,54 m; = 0,48 m B = 0,64 m; = 0,46 m C = 0,64 m; = 0,38 m D = 0,54 m; = 0,38 m ( Đáp án : B) Dạng IV Một số dạng toán nâng cao Cơ sở lý thuyết : + Khoảng vân i , khoảng bề rộng miền giao thoa quan sát ,tính vân sáng ( tối) ? + Nếu khe chiếu sáng hai ba xạ đơn sắc khác , quan sát có số vị trí mà xạ trùng , tạo thành màu sắc khác màu với vân sáng trung tâm O Tính số vân màu quan sát + Dịch chuyển quan sát xa hay lại gần mặt phẳng hai khe khoảng vân i thay đổi + Màn mặt phẳng chứa hai khe cố định , cho khe F ( nguồn phát sáng) tịnh tiến theo phương song song với hệ vân dịch chuyển quan sát + Nếu dùng thủy tinh suốt ( coi mặt song song) đặt chắn đường truyền chùm sáng khe hệ vân dịch chuyển quan sát Các ví dụ 4.1 Tính số vân sáng ( tối ) quan sát Ví dụ Trong TN giao thoa ánh sáng với hai khe Yâng, khoảng vân giao thoa 0,5 mm , bề rộng trường giao thoa 4,25 mm Số vân sáng số vân tối quan sát A vân sáng vân tối B vân sáng vân tối 12 LY: THPT- LE BA HIEU – THPT LE HONG PHONG C vân sáng 10 vân tối D vân sáng vân tối ( Đáp án : A) Ví dụ Trong TN giao thoa ánh sáng với hai khe Y âng Khoảng cách F 1F2= a= 1,2 mm , khoảng cách từ hai khe đến quan sát D = m Nguồn sáng đơn sắc có = 0,42 m Biết bề rộng trường giao thoa cm Số vân sáng , số vân tối quan sát A 43 vân sáng 42 vân tối B 42 vân sáng 42 vân tối C 43 vân sáng 43 vân tối D 42 vân sáng 43 vân tối ( Đáp án : A) Ví dụ Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, hai khe chiếu ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,6 μm Khoảng cách hai khe mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến quan sát 2,5 m, bề rộng miền giao thoa 1,25 cm Tổng số vân sáng vân tối có miền giao thoa A 21 vân B 15 vân C 17 vân D 19 vân ( Đáp án : C) Ví dụ Trong TN giao thoa ánh sáng với hai khe Y âng Khoảng cách F1F2= a= 1,2 mm , khoảng cách từ hai khe đến quan sát D = m Nguồn sáng đơn sắc có = 0,42 m Biết bề rộng trường giao thoa cm Tổng số vân sáng số vân tối quan sát A.43 B 42 C 85 D 84 ( Đáp án : C) 4.2 Dạng tập hai khe ( nguồn sáng ) chiếu sáng (hoặc 3) ánh sáng đơn sắc Ví dụ Trong TN giao thoa với hai khe Y âng Khe F nguồn sáng phát đồng thời hai xạ có 0,66 m mà 0,46 m 0,54 m Trên quan sát vân sáng bậc trùng với vân sáng xạ Bước sóng bậc k2 xạ A : 0,495 m k2 = ; B : 0,480 m k2 = C : 0,495 m k2 = ; D : 0,520 m k2 = ( Đáp án : A) Ví dụ Trong TN giao thoa ánh sáng với hai khe Yâng, nguồn sáng S phát đồng thời hai xạ đơn sắc có bước sóng 0,65 m Trên quan sát thấy vân tối thứ xạ trùng với vân sáng bậc Bước sóng xạ A : 0,4 m ; B ; 0,56 m ; C : 0,48 m ; D : 0,58 m ( Đáp án : A) Ví dụ Trong TN giao thoa ánh sáng với hai khe Yâng, nguồn sáng S phát đồng thời hai xạ đơn sắc có bước sóng = 0,6 m 0,5 m Vị trí gần vân sáng màu với vân sáng trung tâm O hai xạ ứng với A bậc xạ trùng với bậc xạ 13 LY: THPT- LE BA HIEU – THPT LE HONG PHONG B bậc xạ trùng với bậc xạ C bậc xạ trùng với bậc xạ D bậc xạ trùng với bậc xạ ( Đáp án : B) Ví dụ Thực giao thoa ánh sáng hai khe Y- âng , hai khe cách 1,5 mm, cách m Nguồn sáng phát đồng thời hai xạ đơn sắc = 0,48 m = 0,64 m Xác định khoảng cách nhỏ từ vân sáng trung tâm đến vân sáng màu với A 2,56 mm B 2,26 mm C 1,92 mm D 26,5mm ( Đáp án : A) Ví dụ Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, a = 1,5 mm; D = 2m, hai khe chiếu sáng đồng thời hai xạ = 0,5 m = 0,6 m Vị trí vân sáng hai xạ nói trùng gần vân trung tâm nhất, cách vân trung tâm khoảng: A mm B mm C mm D 3,6 mm ( Đáp án : B) Ví dụ 6.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 = 450 nm = 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.4 B.2 C.5 D.3 ( Đáp án : B) Ví dụ 7.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 (giá trị nằm khoảng từ 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 ( Đáp án : D) Ví dụ Trong thí nghiệm I -âng giao thoa ánh sáng a= 1mm;D= 2m, chiếu đồng thời hai xạ bước sóng dùng thí nghiệm 0, m 0, m Cho bề rộng vùng giao thoa 9mm Số vị trí vân sáng trùng hai xạ 14 LY: THPT- LE BA HIEU – THPT LE HONG PHONG A B C D ( Đáp án : A) Ví dụ Trong thí nghiệm Young giao thoa ánh sáng có a = mm, D = m, chiếu ánh sáng có bước sóng = 0,5 m quan sát độ rộng trường giao thoa là: 8,1 mm Nếu chiếu đồng thời thêm ánh sáng có thấy vân sáng bậc trùng với vân sáng bậc ánh sáng Trên có số vân sáng trùng quan sát là: A B 11 C D ( Đáp án : C) Ví dụ 10 Làm thí nghiệm giao thoa ánh sáng với hai khe Y -âng , nguồn sáng F phát đồng thời xạ có bước sóng = 420 nm , = 560 nm = 700 nm Trên quan sát khoảng hai vân sáng liên tiếp màu với vân trung tâm O số vân sáng riêng lẽ đơn sắc xạ A.45 B 26 C 27 D 44 ( Đáp án : B) 4.3 Các dạng tập dịch chuyển , khe sáng F Đặt thủy tinh chắn chùm sáng từ hai khe đến quan sát M M C C F1 F F F I O/ I O F F O/ O Ví/ dụ Trong giao thoa với khe Y- âng có a = 3mm, ánh sáng dùng thí Dthì nghiệm2 có bước sóng 0,6 m Nếu tịnh tiến hứng vân xa thêm 0,6m khoảng vân thay đổi lượng bao nhiêu? D A 10 mm B 0,12 mm C 1,5 mm D mm ( Đáp án : B) Ví dụ Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng đơn sắc, người ta thấy khoảng vân tăng thêm 0,3 mm dời để khoảng cách hai khe thay đổi đoạn 0,5 m Biết hai khe cách a = mm Bước sóng ánh sáng sử dụng là: A 0,40µm B 0,58µm C 0,60µm D 0,75µm ( Đáp án : C) Ví dụ Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng khe Y-âng, khoảng cách từ hai khe đến 2m, ánh sáng đơn sắc có bước sóng Nhúng tồn hệ thống 15 LY: THPT- LE BA HIEU – THPT LE HONG PHONG vào chất lỏng có chiết suất n dịch chuyển quan sát đến vị trí cách hai khe 2,4m thấy khoảng vân lúc đầu 0,75 lần khoảng vân mới, chiết suất n là: A 1,6 B 1,5 C 1,65 D 1,55 ( Đáp án : A) Ví dụ Trong thí nghiệm giao thoa Y-âng, nguồn F phát xạ đơn sắc , quan sát cách mặt phẳng hai khe khoảng không đổi D, khoảng cách hai khe F 1F2 = a thay đổi (nhưng F F2 cách S) Xét điểm M màn, lúc đầu vân tối thứ Nếu giảm tăng khoảng cách F 1F2 lượng ∆a M vân sáng bậc n bậc 3n Nếu tăng khoảng cách F 1F2 thêm 2∆a M là: A vân sáng bậc B vân sáng bậc C vân tối thứ D vân tối thứ ( Đáp án : B) Ví dụ Trong thí nghiệm giao thoa Y-âng, nguồn F phát ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ người ta đặt quan sát cách mặt phẳng hai khe khoảng D khoảng vân 2(mm) Khi khoảng cách từ quan sát đến mặt phẳng hai khe D+∆D D- ∆D khoảng vân thu tương ứng 3i i0 Nếu khoảng cách từ quan sát đến mặt phẳng hai khe D+3∆D khoảng vân là: A 2,5(mm) B 5(mm) C 3(mm) D 4(mm) ( Đáp án : B) Ví dụ Đặt thủy tinh có n = 1,6 che hai khe thí nghiệm Iâng, ta thấy vân sáng bậc 30 dịch chuyển đến vị trí vân sáng trung tâm Bước sóng ánh sáng 450nm độ dày thủy tinh A 11,25 m B 22,5 m C 20,15 m D 45 m ( Đáp án : B) Ta dễ dàng chứng minh đặt thủy tinh vân trung tâm O dịch đến vị trí O/ ( đặt OO/ = x0) x0 = D (n 1) ; bề dày thủy tinh a Ví dụ Trong giao thoa với khe Y- âng có a = 1,5mm, D = 3m, đường tia sáng người ta đặt mỏng song song thủy tinh có chiết suất 1,5, bề dày m hệ vân dịch chuyển đoạn A 10 mm B mm C 1,5 mm D mm ( Đáp án : B) Ví dụ Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, khoảng cách hai khe F1F2 a = 2mm, khoảng cách từ hai khe đến D = 2m khoảng cách từ nguồn F đến mặt phẳng chứa hai khe d = 0,5m Nếu dời S theo phương song song với hai khe phía F2 đoạn y = 0,5a khoảng cách chiều dịch chuyển vân sáng trung tâm (bậc 0) là: A 4mm, ngược chiều dời S B 5mm, chiều dời S 16 LY: THPT- LE BA HIEU – THPT LE HONG PHONG C 4mm, chiều dời S D 5mm, ngược chiều dời S ( Đáp yx án : A) ( ADCT : d D0 ) Dạng IV Ống tia X ( tia Rơn Ghen) 1)ĐN : Tia X xạ khơng nhìn thấy có bước sóng từ 10-8 m đến 10-11 m + Tia X phát từ Anốt ( Đối Katốt) 2) Tính chất : Tia X đâm xuyên mạnh, tác dụng mạnh lên phim ảnh, làm phát quang nhiều chất, có tác dụng sinh lý mạnh, hủy diệt tế bào, diệt vi khuẩn , gây tượng quang điện với hầu hết kim loại Công dụng : Chiếu, chụp điện X quang, kiểm tra hành lý máy bay, chữa bệnh… 3) Các công thức : c ( m ) với c=3.108 ( m/s) a) Bước sóng : f a) Năng lượng Tia X : h.c h f (J) ; => mă x ( ) e.UAK c) Công suất ống tia X : P = U.I (W) + I cường độ dòng điện qua ống : Nếu biết số hạt e đập vào Anốt s I = n.e (A) ; n = số hạt e/s d) Năng lượng hạt e đập vào Anốt động : Wđ = m.v2 = e.UAK ( J) ( e=1,6.10-19C , m = 9,1.10-31 kg ) Các ví dụ Ví dụ Một ống Cu-lit- giơ có cơng suất trung bình 500W, hiệu điện anơt catơt có giá trị 10 kV Cường độ dịng điện qua ống A 50 (mA) B (mA) C 20 (A) D 500 (mA) ( Đáp án : A) Ví dụ Một ống Cu-lit-giơ có cơng suất 300W,hiệu điện anơt catơt có giá trị 10 kV Hãy tính số êlectron qua ống giây A 18,75.1013 B 18,75.1015 C 18,75.1014 D 18,75.1016 ( Đáp án : D) Ví dụ Một ống Cu-lit-giơ có hiệu điện anơt catơt có giá trị kV Hãy tính tốc độ cực đại các êlectron đập vào anôt A 3,75.107 (m/s) B 5,9.106 (m/s) C 37,5.107 (m/s) D 3,75.105 (m/s) ( Đáp án : A) Ví dụ Nếu hiệu điện hai cực ống Cu- lit-giơ bị giảm 2000 V tốc độ êlectron tới anơt giảm 5200km/s Tính tốc độ ban đầu êlectron đập vào anốt A 7.107 (m/s) B 5,7.107 (m/s) C 7.106 (m/s) D 5.107 (m/s) ( Đáp án : A) 17 LY: THPT- LE BA HIEU – THPT LE HONG PHONG Ví dụ Một ống Rơnghen phát xạ có bước sóng ngắn 0,04 nm Xác định hiệu điện cực đại hai cực ống xấp sĩ A 32.103 V B 30.103 V C 31.103 V D 34.103 V ( Đáp án : C) Ví dụ Chùm tia X phát từ ống tia X có tần số lớn 6,4.10 18 Hz Bỏ qua động êlectron bứt khỏi catơt Tính hiệu điện anôt catôt ống tia X A 265.103 V B 2,65.103 V C 26,5.103 V D 0,265.103 V ( Đáp án : C) Ví dụ Ống Rơnghen đặt hiệu điện UAK = 19995 V Động ban đầu của electron bứt khỏi catơt 8.10 -19 J Tính bước sóng ngắn tia X mà ống phát A 62.10-8 m B 620.10-10 m C 6200.10-8 m D 6,2.10-11 m ( Đáp án : D) Ví dụ Khi tăng điện áp hai cực ống Cu-lit-giơ thêm kV tốc độ electron tới anơt tăng thêm 8000 km/s Tính điện áp ban đầu hai cực ống Cu-lit-giơ A 105 V B 2.104 V C 3.105 V D 4.104 V ( Đáp án : B) Ví dụ Trong ống Cu-lit- giơ, tốc độ electron tới anôt 50000km/s Để giảm tốc độ xuống cịn 10000 km/s phải giảm điện áp hai đầu ống bao nhiêu? A 6815 V B 6805 V C 6825 V D 6835 V ( Đáp án : C) IV: KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC : Qua năm học , khảo sát đề thi thử , (hoặc thi học sinh giỏi cấp tỉnh thời gian thi lớp 12) , đề thi có phần " Sóng ánh sáng" học sinh làm chọn vẹn phần " Sóng ánh sáng" Đồng thời trình dạy học , thân vận dụng phương pháp dạy học đổi ,do chất lượng qua khóa học sinh tăng dần * Nhiều học sinh đậu đại học với điểm thi môn vật lý cao điểm * Năm học 2018-2019 : Điểm khảo sát tiết ( 45 phút) lớp 12 C4 : nội dung kiến thức chương V ( Sóng ánh sáng) đạt kết mong muốn Lớp ( sĩ số) 37 Điểm từ 3,5 Điểm từ đến Điểm 8,0 đến 7,9 18 LY: THPT- LE BA HIEU – THPT LE HONG PHONG 27 V BÀI HỌC KINH NGHIỆM: Để thực tốt việc truyền thụ kiến thức , để học sinh nắm kiến thức theo chuẩn kiến thức môn vật lý tiết học lớp , đặc biệt giảm tỷ lệ học sinh yếu Trong trình suy nghĩ dạy học tơi thấy biện pháp thực phù hợp với đa số học sinh Từ chất lượng học sinh học mơn vật lý ngày nâng cao Do tự rèn luyện cho thân tiết dạy , phải nghiên cứu giảng thật tốt , chọn lọc phần kiến thức học sinh phải nắm vững , tìm phương pháp dạy học cho học sinh hiểu nhanh, rễ nhớ kiến thức trọng tâm vận dụng làm tập tiết học PHẦN III : KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT : Những kinh nghiệm thân qua nhiều năm áp dụng phương pháp dạy học đổi , kết hợp với công nghệ thông tin , đặc biệt máy tính bỏ túi Tơi mạnh dạn viết lên kinh nghiệm dạy học để giúp đỡ em học sinh nắm vững phương pháp, kỹ giải tập chương V" Sóng ánh sáng" thích học mơn vật lý nữa.Với kinh nghiệm dạy học cịn phải tích lũy nhiều , chắn viết cịn hạn chế, kính mong thầy ,cô giáo thông cảm bổ sung thêm cho Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể thầy giáo , đặc biệt nhóm giáo viên vật lý trường trung học phổ thông LÊ HỒNG PHONG – Bỉm sơn, giúp tơi hồn thành sáng kiến Xác nhận BGH nhà trường CAM KẾT KHƠNG CĨP PI Sáng kiến kinh nghiệm tự viết, qua tham khảo tài liệu góp ý đồng nghiệp Cam kết tơi khơng cóp bi BỈM SƠN, ngày 20 tháng 04 năm 2020 Người viết 19 LY: THPT- LE BA HIEU – THPT LE HONG PHONG LÊ BÁ HIỂU TÀI LIỆU THAM KHẢO Sách giáo khoa vật lý lớp 12 Sách tập vật lý lớp 12 Sách tham khảo ôn luyện thi đại học vật lý lớp 12 Các chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi môn vật lý đổi phương pháp dạy học Thư viện vật lý mạng intenet 20 ... gian (Đáp án : D) V? ? dụ 13 Ánh sáng đơn sắc: tím ,v? ?ng, đỏ truyền nước v? ??i tốc độ vt, vv, v? ? Hệ thức là: A v? ? = vt = vv B v? ? < vt < vv C v? ? > vv > vt D v? ? < vtv < vt (Đáp án : C) V? ? dụ 14 Hãy chọn... PHONG Dạng IV Một số dạng toán nâng cao Dạng V Bài tập ống tia X Cụ thể dạng tập chương V " Sóng ánh sáng" Dạng I Bài tập định tính Cơ sở ký thuyết kiến thức định luật truyền thẳng ánh sáng, ... chứng thực nghiệm khẳng định ánh sáng có tính chất sóng + V? ?? trí v? ?n sáng : ứng v? ??i hai sóng ánh sáng tới pha : d2- d1 = k V? ?? trí v? ?n tối : ứng v? ??i hai sóng ánh sáng tới ngược pha : d2- d1 =