Vật lý lớp 12: Đề thi 2 xác định số vân sáng, vân tối

XÁC ĐỊNH SỐ VÂN TỐI, VÂN SÁNG TRÊN MÀN GIAO THOA Chương : SĨNG ÁNH SÁNG – VẬT LÍ 12 Thầy : Vũ Thế Anh I Kiến thức lý thuyết – Phương pháp giải tập Dạng 2: Xác định số vân sáng, tối TH 1: Màn đối xứng hay M, N đối xứng qua vân sáng trung tâm (MN = L ) - Cách giải đại số:  L L  xM   2 L  L L L   k    ki    2i 2i 2 k  Z L  L L L    k      (k  0,5)    2i 2i 2 k  Z (1) (2) (1): xác định số vân sáng (2): xác định số vân tối - Cách giải nhanh: L L L Số vân sáng: N S     , đó:   phần nguyên 2i  2i   2i  L Ví dụ:    3, 7   2i  - Số vân tối: Nếu phần thập phân L  0,5 Nt = NS - 2i Nếu phần thập phân L  0,5 Nt = NS + 2i TH 2: M, N không đối xứng qua vân sáng trung tâm (M, N khác phía so với vân sáng trung tâm) Cách giải đại số: >>Truy cập trang http://tuyensinh247.com/ để học Tốn – Lý – Hóa – Sinh – Văn – Anh – Sử - Địa -GDCD tốt nhất! ON  xM  OM  OM  ON k  ON  ki  OM   i i k  Z OM  ON k    ON  (k  0,5)  OM   i i k  Z (1) (2) (1): xác định số vân sáng (2): xác định số vân tối Cách giải nhanh:  ON   OM  NS     1  i   i   ON   OM  Nt    0,5    0,5  i   i  TH 3: M, N phía so với vân sáng trung tâm Cách giải đại số: ON  xM  OM  OM  ON k  ON  ki  OM   i i k  Z OM  ON k    ON  (k  0,5)  OM   i i k  Z (1) (2) (1): xác định số vân sáng (2): xác định số vân tối II Mục tiêu - Hiểu vận dụng phương pháp giải tập tìm số vân sáng tối III Đề thi Câu 1: (VD) Một nguồn sáng S phát ánh sáng đơn sắc có bước sóng = 0,5 μm, đến khe Yâng S1, S2 với S1S2 = 0,5mm Mặt phẳng chứa S1S2 cách D = 1m Chiều rộng vùng giao thoa quan sát L = 13mm Tìm số vân sáng vân tối quan sát được? A 13 sáng, 14 tối C 12 sáng, 13 tối B 11 sáng, 12 tối D 10 sáng, 11 tối Câu 2: (VD) Trong nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, ta dùng ánh sáng đơn sắc màu vàng bước sóng 600nm đoạn MN (đối xứng hai bên vân sáng trung tâm) ta quan sát 13 vân sáng Trong M N vân sáng Nếu ta dùng ánh sáng đơn sắc màu xanh có bước sóng 500nm MN ta quan sát vân sáng A 13 B 11 C 15 D 17 Câu 3: (VD) Thí nghiệm giao thoa ánh sáng với a = 3mm; D = 2,5m,  = 0,5μm M, N ℓà hai điểm >>Truy cập trang http://tuyensinh247.com/ để học Tốn – Lý – Hóa – Sinh – Văn – Anh – Sử - Địa -GDCD tốt nhất! nằm hai bên vân sáng trung tâm cách vân sáng trung tâm ℓần ℓượt ℓà 2,1mm 5,9mm Số vân sáng quan sát từ M đến N ℓà A 19 B 18 C 17 D 20 Câu 4: (VD) Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, nguồn sáng phát ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ1 Trên quan sát, đoạn thẳng MN dài 20 mm (MN vng góc với hệ vân giao thoa) có 10 vân tối, M N vị trí hai vân sáng Thay ánh sáng ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ2 = 5λ1/3 M vị trí vân giao thoa, số vân sáng đoạn MN lúc A B C D Câu 5: (VD) Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, khe hẹp chiếu sáng ánh sáng đơn sắC Khoảng vân 1,2mm Trong khoảng hai điểm N M phía so với vân sáng trung tâm, cách vân trung tâm lượt lần mm 4,5 mm, quan sát được: vân sáng vân tối A.3 vân sáng vân tối C vân sáng vân tối B vân sáng vân tối D vân sáng vân tối Câu Trong thí nghiệm Young giao thoa ánh sáng, người ta đo khoảng vân 1,12.103 µm Xét hai điểm M N phía với vân sáng O, OM = 0,56.104 µm ON = 1,288.104 µm Giữa M N có số vân sáng A B C D Câu Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng khe Young, khoảng cách vân tối thứ vân sáng bậc 2,8mm Xác định khoảng cách vân tối thứ vân sáng bậc A 1,68mm B 2,12mm C 1,82mm D 2,4mm Câu Trong thí nghiệm Iâng giao thoa, đoạn người ta đếm 12 vân sáng dùng ánh sáng có bước sóng 600nm Nếu dùng ánh sáng có bước sóng 400nm số vân quan sát đoạn A 12 B 24 C 18 D 30 Câu Thí nghiệm giao thoa khe Iâng, hai khe cách 0,8mm; cách khe 2,4m, ánh sáng làm thí nghiệm  = 0,64 µm Bề rộng trường giao thoa 4,8cm Số vân sáng A 23 B 26 C 24 D 25 Câu 10 Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng khe Young, khoảng cách hai khe hẹp 3mm; khoảng cách từ hai khe đến 3m ánh sáng đơn sắc có bước sóng  = 0,64µm Bề rộng trường giao thoa 12mm Số vân tối quan sát A 16 B 18 C 17 D 15 Câu 11 Trong thí nghiệm Young giao thoa ánh sáng, hai khe hẹp S1, S2 cách khoảng a = 1,2mm Màn E để hứng vân giao thoa cách mặt phẳng chứa hai khe khoảng D = 0,9m Người ta quan sát vân sáng, khoảng cách hai vân sáng 3,6mm Tần số xạ sử dụng thí nghiệm A f = 5.1014Hz B f = 5.1013Hz C f = 5.1015Hz D f = 5.1012Hz >>Truy cập trang http://tuyensinh247.com/ để học Tốn – Lý – Hóa – Sinh – Văn – Anh – Sử - Địa -GDCD tốt nhất! Câu 12 Trên ảnh đặt song song cách xa mặt phẳng chứa nguồn S S D = 0,5m người ta đo bề rộng hệ vân bao gồm 16 vân sáng liên tiếp 4,5mm, tần số ánh sáng dùng thí nghiệm f = 5.10 14 Hz Xác định khoảng cách a nguồn A 1mm B 1,2mm C 0,5mm D  m Câu 13 Trong thí nghiệm khe Iâng, ta có a = 0,5mm, D = 2m thí nghiệm với ánh sáng có bước sóng  = 0,5µm Khoảng cách hai vân sáng nằm hai đầu 32mm Số vân tối quan sát A 16 B 18 C 14 D 17 Câu 14 Trong thí nghiệm giao thoa I-âng khoảng cách hai khe a = mm, khoảng cách hai khe đến D = m Giao thoa với ánh sáng đơn sắc quan sát 11 vân sáng mà khoảng cách hai vân mm Xác định bước sóng λ A λ = 0,42 μm B λ = 0,45 μm C λ = 0,48 μm D λ = 0,40 μm Câu 15 Trong thí nghiệm khe Iâng, ta có a = 0,5mm, D = 2m thí nghiệm với ánh sáng có bước sóng  = 0,5µm Khoảng cách hai vân sáng nằm hai đầu 32mm Số vân sáng quan sát A 16 B 15 C 18 D 17 Câu 16 Chiếu hai khe, thí nghiệm Iâng giao thoa ánh sáng, ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,6 µm, người ta đo khoảng cách ngắn vân sáng bậc vân tối thứ gần 3,0mm Biết khoảng cách từ hai khe đến quan sát 2,0m Khoảng cách hai khe bao nhiêu? A 0,6mm B 2mm C 1,0mm D 1,5mm Câu 17: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng với khe Y- âng, nguồn S cách hai khe, khoảng cách hai khe mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến quan sát 1,2 m Nguồn S phát ánh sáng tạp sắc gồm hai thành phần đơn sắc có bước sóng 500 nm 650 nm thu hệ vân giao thoa Trên xét hai điểm M, N phía so với vân trung tâm, MN vng góc với hai khe cách vân trung tâm mm mm Trên đoạn MN, số vân sáng quan sát A 18 B 17 C 16 D 19 Câu 18 : Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng đơn sắc, hai khe hẹp cách mm, mặt phẳng chứa hai khe cách quan sát 1,5 m Khoảng cách vân sáng liên tiếp 3,6 mm Bước sóng ánh sáng dùng thí nghiệm A 0,40 μm B 0,48 μm C 0,76 μm D 0,60 μm Câu 19 : Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa với ánh sáng đơn sắc, hai điểm M N cách mm đếm vân sáng Biết M N vân tối Bề rộng trường giao thoa 1,5 cm số vân tối trường giao thoa A 30 B 26 C 32 D 28 Câu 20 : Trong thí nghiệm Iâng giao thoa ánh sáng, người ta đo khoảng cách vân sáng bậc hai vân sáng bậc năm phía vân trung tâm mm Số vân sáng quan sát vùng giao thoa MN có bề rộng 11 mm (M vân trung tâm) >>Truy cập trang http://tuyensinh247.com/ để học Tốn – Lý – Hóa – Sinh – Văn – Anh – Sử - Địa -GDCD tốt nhất! A 11 B 10 C 12 D HƯỚNG DẪN ĐÁP ÁN VÀ LỜI GIẢI CHI TIẾT THỰC HIỆN BAN CHUYÊN MÔN Tuyensinh247.com 1.A 2.C 3.D 4.A 5.A 6.B 7.A 8.C 9.B 10.B 11.A 12.A 13.A 14.D 15.D 16.C 17.B 18.D 19.A 20.C Câu 1: Đáp án A Phương pháp: + Áp dụng cơng thức tính khoảng vân: i  D a L + Áp dụng cơng thức tính số vân sáng màn: N S      13  2i  + Áp dụng biểu thức tính số vân tối Cách giải: Ta có: + Khoảng vân i: i  D 0,5.106.1   103 m  1mm a 0,5.103 L + Số vân sáng màn: N S      13  2i  Ta có: phần thập phân L  0,5 => Số vân tối màn: Nt = NS + = 14 2i Chọn A Câu 2: Đáp án C Phương pháp: + Sử dụng cơng thức xác định vị trí vân sáng: xS = ki + Khoảng cách hai vân sáng liên tiếp i Cách giải: Khi sử dụng xạ màu vàng: MN  12i1  12 1 D a  xM   xN  1 D a Khi sử dụng xạ màu xanh: xN   xM  ni2  xM  61  n2  61  7,  n  7, → Có 15 giá trị n nguyên → Có 15 vân sáng Chọn C Câu 3: Đáp án D Phương pháp: + Áp dụng cơng thức tính khoảng vân: i  D a >>Truy cập trang http://tuyensinh247.com/ để học Tốn – Lý – Hóa – Sinh – Văn – Anh – Sử - Địa -GDCD tốt nhất! + Áp dụng cơng thức tính số vân sáng quan sát M, N khác phía so với vân trung tâm:  ON   OM  NS     1  i   i  Cách giải: Ta có: + Khoảng vân: i  D 0,5.106.2,5   0, 417.103 m  0, 417mm 3 a 3.10 + Số vân sáng quan sát đoạn M,N là:  2,1   5,9   ON   OM  NS    1        14   20    i   i   0, 417   0, 417  Chọn D Câu 4: Đáp án A Phương pháp: + Khoảng cách N vân sáng liên tiếp (N-1)i + Áp dụng cơng thức tính khoảng vân: i  D a L + Áp dụng công thức tính số vân sáng màn: N S      2i  Cách giải: Ta có: + Khi dùng ánh sáng có bước sóng λ1 MN có 10 vân tối => có 11 vân sáng => Đoạn MN = 20mm = 10i => i = 2mm + Khi thay λ1 bước sóng λ2 có khoảng vân i’ Ta có: i ' 2 5 10    i '  i   mm i 1 3 3 L => số vân sáng đoạn MN: N S      2.3    2i '  Chọn A Câu 5: Đáp án A Phương pháp: Áp dụng công thức tính số vân sáng - tối đoạn MN với M, N phía so với vân sáng trung tâm  OM   ON  + Số vân sáng: N S      i   i   OM   ON  + Số vân tối: Nt    0,5    0,5  i   i  Cách giải: >>Truy cập trang http://tuyensinh247.com/ để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn – Anh – Sử - Địa -GDCD tốt nhất! Ta có:  OM   ON   4,5    + Số vân sáng đoạn MN là: N S          1   i   i   1,  1,      OM   ON   4,5 + Số vân tối đoạn MN là: Nt    0,5    0,5    0,5    0,5     i   i   1,  1,  Chọn A Câu : Phương pháp : Áp dụng cơng thức tính số vân sáng khoảng MN phía với vân sáng trung tâm L N    1 i Cách giải: Độ dài khoảng MN = 0,728.104 (µm)  0, 728.104   MN  1     vân sáng Số vân sáng khoảng MN là: N     i   1,12.10  Chọn B Câu : Phương pháp : Áp dụng cơng thức xác định vị trí vân sáng, vân tối: xs  ki; xt  k ,5i Cách giải: Khoáng cách vân sáng bậc vân tối thứ : xt – xs    0,5  –  i  2,8  mm   i  1,12mm Khoáng cách vân sáng bậc vân tối thứ : xt – xs1    0,5  –1 1,12  1, 68  mm  Chọn A Câu : Phương pháp : Áp dụng mối liên hệ khoảng vân i bước sóng ánh sáng i  D a Cách giải : Xét tỷ số i1 1    i1  1,5.i2  x  12.i1  12.1,5.i2  18.i2 i2 2 Số vân sáng 18 vân Chọn C Câu : Phương pháp : - Áp dụng công thức tính khoảng vân i   D a >>Truy cập trang http://tuyensinh247.com/ để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn – Anh – Sử - Địa -GDCD tốt nhất! L - Công thức xác định số vân sáng N     i Cách giải : Độ lớn khoảng vân hệ giao thoa i   D 0, 64.103.2, 4.103   1,92mm a 0,8  48  L Số vân sáng quan sát màn: N          26 ( vân sáng) i 1,92  Chọn B Câu 10 Phương pháp : - Áp dụng cơng thức tính khoảng vân i   D a L  - Công thức xác định số vân tối N    0,5  2i  Cách giải : D 0, 64.103.3.103 Độ lớn khoảng vân hệ giao thoa i     0, 64mm a  12  L   0,5  18 ( vân tối) Số tối quan sát màn: N    0,5    2i   2.0, 64  Chọn B Câu 11: Phương pháp : Áp dụng cơng thức tính khoảng vân i  D a Cơng thức tính tần số sóng ánh sáng f  c  Cách giải : Có vân sáng có khoảng vân (do vân đầu khoảng giao thoa xét vần sáng) Vậy khoảng vân hệ có giá trị 8i  3,6  i  0, 45mm D 1, 2.0, 45.106      0, 6.106 m  0,  m Áp dụng cơng thức tính khoảng vân ta có i  a D 0,9 Tần số xạ sử dụng thí nghiệm f  c   3.108  5.1014 Hz 6 0, 6.10 Chọn A Câu 12 : Phương pháp : >>Truy cập trang http://tuyensinh247.com/ để học Tốn – Lý – Hóa – Sinh – Văn – Anh – Sử - Địa -GDCD tốt nhất! Áp dụng cơng thức tính khoảng vân i  D a Cơng thức tính tần số sóng ánh sáng f  c  Cách giải : Có 16 vân sáng có 15 khoảng vân (do vân đầu khoảng giao thoa xét vần sáng) Vậy khoảng vân hệ có giá trị 15i  4,5  i  0,3mm c 3.108  0,  m Bước sóng xạ dụng thí nghiệm    f 5.1014 Từ cơng thức tính khoảng vân ta có i  D a  a  D i  0, 6.103.0,5.103  1mm 0,3 Chọn A Câu 13 : Phương pháp : Áp dụng công thức tính khoảng vân i  D a L  - Công thức xác định số vân tối N    0,5  2.i  Cách giải : Khoảng vân thí nghiệm có độ lớn i  D a  0,5.106.2  2.103 m  2mm 0,5.103 L   32   0,5  16 vân tối Số vân sáng quan sát màn: N    0,5   i 2.2     Chọn A Câu 14 Phương pháp : Áp dụng cơng thức tính khoảng vân i  D a Cách giải : Có 11 vân sáng có 10 khoảng vân (do vân đầu khoảng giao thoa xét vần sáng)  10i   i  0,8  mm     i.a 0,8.1.106   0,  µm  D Chọn D Câu 15 : Phương pháp : - Áp dụng cơng thức tính khoảng vân i   D a >>Truy cập trang http://tuyensinh247.com/ để học Tốn – Lý – Hóa – Sinh – Văn – Anh – Sử - Địa -GDCD tốt nhất! L - Công thức xác định số vân sáng N     i Cách giải Khoảng vân xạ thí nghiệm có độ lớn i  D a  0,5.103.2.103  2mm 0,5 L  32  Số vân sáng quan sát màn: N          17 vân sáng i 2 Chọn D Câu 16 : Phương pháp : Áp dụng cơng thức xác định vị trí vân sáng, vân tối: xs  ki; xt  k ,5i Cách giải: Khoáng cách vân sáng bậc vân tối thứ : xt – xs    0,5  – 3 i   mm   i  1, 2mm Khoảng cách hai khe sáng a  D i  0, 6.10 3.2.103  1mm 1, Chọn C Câu 17: Phương pháp : Sử dụng lí thuyết toán trùng xạ giao thoa sóng ánh sáng Hai xạ trùng nhau: x1 = x2 k1.λ1 = k2.λ2 Lời Giải: + Ta có: i1 = 0,6 mm i2 = 0,78 mm + Vị trí hai xạ trùng nhau: k11 D k2 2 D k  13 k1  13n 13n.1D   k11  k2 2       xsT   7,8n(mm) a a k2 1 10 k2  10n a + Số vân sáng = 500 nm đoạn MN là:  0, 6k1    k1  4; 13  có 10 giá trị + Số vân sáng = 650 nm đoạn MN là:  0, 78k2    k2  3; 4; 10  có giá trị + Số vân sáng trùng hai xạ đoạn MN là:  7,8n   n   có giá trị + Số vân sáng quan sát là: N = N1 + N2 – N0 = 17 Chọn B Câu 18: Phương pháp : Khoảng vân i = λD/a khoảng cách hai vân sáng hai vân tối liên tiếp Lời Giải: Khoảng cách vân sáng liên tiếp 3,6 mm = 4i => khoảng vân i  3,  0,9mm 10 >>Truy cập trang http://tuyensinh247.com/ để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn – Anh – Sử - Địa -GDCD tốt nhất! Bước sóng   ia 0,9.1   0, 6(  m) D 1,5 Chọn D Câu 19: Phương pháp : L  N    0,5  2.i  Áp dụng cơng thức tính số vân tối trường giao thoa Lời Giải: Khoảng vân hệ giao thoa xác định biểu thức 6i  3mm  i  0,5mm  15  L   0,5  N  30 vân tối Số vân tối trường giao thoa N    0,5    2i   2.0,5  Vậy có 30 vân tối hệ trường giao thoa Chọn A Câu 20: Phương pháp Áp dụng công thức xác định vị trí vân sáng xs  ki Cách giải: + Khoảng cách vân sáng bậc bậc phía vân trung tâm 3mm  5i – 2i  3mm  i  1mm + M vân trung tâm  xM  0mm; xN  1mm + Số vân sáng quan sát trên vùng giao thoa MN số giá trị k nguyên thoả mãn: ki 11  k 11  k  0;1;2; ;11 Có 12 giá trị k thoả mãn => có 12 vân sáng Chọn C 11 >>Truy cập trang http://tuyensinh247.com/ để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn – Anh – Sử - Địa -GDCD tốt nhất! ... quan sát L = 13mm Tìm số vân sáng vân tối quan sát được? A 13 sáng, 14 tối C 12 sáng, 13 tối B 11 sáng, 12 tối D 10 sáng, 11 tối Câu 2: (VD) Trong nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, ta dùng ánh sáng... A.3 vân sáng vân tối C vân sáng vân tối B vân sáng vân tối D vân sáng vân tối Câu Trong thí nghiệm Young giao thoa ánh sáng, người ta đo khoảng vân 1, 12. 103 µm Xét hai điểm M N phía với vân sáng... (1) (2) (1): xác định số vân sáng (2) : xác định số vân tối Cách giải nhanh:  ON   OM  NS     1  i   i   ON   OM  Nt    0,5    0,5  i   i  TH 3: M, N phía so với vân