Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng dùng hai khe Young, tìm bước sóng ánh sáng chiếu vào hai khe, biết hai khe cách nhau một khoảng a = 0,3mm; khoảng vân đo được i = 3mm, khoảng cách từ [r]
(1)CHƯƠNG SÓNG ÁNH SÁNG
I TÓM TẮT LÍ THUYẾT 1 Tán sắc ánh sáng
- Sự tán sắc ánh sáng phân tách chùm ánh sáng phức tạp thành chùm sáng đơn sắc
- Nguyên nhân xảy tượng tán sắc ánh sáng chiết suất môi trường (thủy tinh, nước, …) ánh sáng đơn sắc khác khác
2 Ánh sáng đơn sắc
- Ánh sáng đơn sắc ánh sáng có màu định khơng bị tán sắc truyền qua lăng kính
- Ánh sáng đơn sắc đặc trưng tần số (bước sóng) * Mở rộng:
+ Bước sóng ánh sáng truyền chân khơng (hay khơng khí): c
f 1
+ Bước sóng ánh sáng truyền môi trường suốt khác v
' f 2
Từ 1 2 , suy ra: c
n ' v
' n
với n: chiết suất mơi trường
Ví dụ: đ t nên nđ nt Vậy ánh sáng khả kiến chiết suất mơi trường ánh sáng đỏ nhỏ nhất, chiết suất môi trường ánh sáng tím lớn
Vậy, ánh sáng khả kiến truyền môi trường suốt thì: nđỏ < ncam < nvàng < nlục < nlam < nchàm < ntím
Từ 1 2 , nhận xét: Khi ánh sáng truyền từ môi trường sang môi trường khác tần số f khơng đổi, bước sóng thay đổi, vận tốc thay đổi
3 Ánh sáng trắng: Ánh sáng trắng (hay ánh sáng Mặt Trời) hỗn hợp nhiều ánh sáng đơn sắc có màu biến thiên liên tục từ đổ đến tím
-Các ánh sáng đơn sắc có bước sóng khoảng: 0,38 m 0,76 m , ánh sáng gây cảm giác sáng nên gọi ánh sáng nhìn thấy (hay ánh sáng khả kiến)
-Mỗi ánh sáng đơn sắc có bước sóng (hoặc tần số) chân khơng hồn tồn xác định
4 Hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng
- Hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng tượng truyền sai lệch so với truyền thẳng ánh sáng gặp vật cản gọi tượng nhiễu xạ ánh sáng
- Hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng chứng tỏ ánh sáng có tính chất sóng
5 Hiện tượng giao thoa ánh sáng
- Hiện tượng giao thoa ánh sáng tượng hai sóng ánh sáng kết hợp gặp M gây tượng giao thoa ánh sáng Trong vùng gặp M có vạch sáng vạch tối xen kẽ cách đặn
- Hiện tượng giao thoa ánh sáng chứng tỏ ánh sáng có tính chất sóng
(2)Hai nguồn phát hai sóng ánh sáng phải có tần số pha có độ lệch pha khơng đổi theo thời gian Hai nguồn gọi hai nguồn kết hợp
- Những vạch sáng chỗ hai sóng ánh sáng tăng cường lẫn nhau, lượng cực đại (vân sáng)
Điều kiện: hiệu đường sóng ánh sáng gặp giao thoa phải số nguyên lần bước sóng Tức: d =d2 d1 k
- Những vạch tối chỗ hai sóng ánh sáng triệt tiêu lẫn nhau, lượng triệt tiêu (vân tối)
Điều kiện: hiệu đường sóng ánh sáng gặp giao thoa phải số nửa nguyên lần bước sóng Tức: d =
2
1
d d k
2
* Vị trí vân sáng xk: k
D
x k ki
a
với k 0, 1, 2, gọi bậc giao thoa.
k 0 : gọi vân sáng trung tâm (vân giữa) k1: gọi vân sáng bậc 1
k2: gọi vân sáng bậc 2
* Vị trí vân tối xk ': k '
1 D
x k ' k ' i
2 a
với k ' 0, 1, 2,
*Chú ý: Đối với vân tối bậc lớn k’ đơn vị k ' 0 : gọi vân tối bậc 1
k '1: gọi vân tối bậc 2 k '2: gọi vân tối bậc 3
* Khoảng vân (i): khoảng cách hai vân sáng hai vân tối liên tiếp D
i a
6 Máy quang phổ ?
Máy quang phổ dụng cụ dùng để phân tích chùm sáng phức tạp thành thành phần đơn sắc
7 Cấu tạo máy quang phổ lăng kính
Gồm phận chính: ống chuẩn trực, hệ tán sắc buồng ảnh
- Ống chuẩn trực: gồm khe hẹp F chiếu sáng nguồn sáng S đặt tiêu điểm thấu kính hội tụ L1 Ánh sáng từ F qua thấu kính hội tụ L1 tạo thành chùm tia
song song
- Hệ tán sắc: gồm vài lăng kính
- Buồn ảnh: gồm thấu kính hội tụ L2 kính ảnh (dùng để chụp ảnh quang
phổ) đặt tiêu diện L2 8 Các loại quang phổ
Tiêu đề Quang phổ liên tục Quang phổ vạch phát xạ Quang phổ vạch hấp thụ Định
nghĩa
Gồm dãi màu có màu thay đổi
Gồm vạch màu riêng lẻ, ngăn cách
(3)cách liên tục từ đỏ đến
tím khoảng tối liên tục
Nguồn phát
Do chất rắn, chất lỏng hay chất khí có áp suất lớn bị nung nóng phát
Do chất khí hay áp suất thấp bị kích thích điện hay nhiệt phát
-Các chất rắn, chất lỏng
chất khí cho quang phổ hấp thụ
- Nhiệt độ chúng phải thấp nhiệt độ nguồn phát quang phổ liên tục Đặc
điểm Không phụ thuộcthành phần cấu tạo nguồn sáng
Chỉ phụ thuộc nhiệt độ nguồn sáng
Các nguyên tố khác khác về: số lượng vạch, vị trí vạch độ sáng độ sáng tỉ đối vạch -Mỗi ngun tố hố học có quang phổ vạch
đặc trưng nguyên tố
-Quang phổ hấp thụ chất khí chứa vạch hấp thụ
-Còn quang phổ chất lỏng rắn lại chứa “đám”, đám gồm nhiều vạch hấp thụ nối tiếp cách liên tục
Ứng dụng
Dùng để xác định nhiệt độ vật
Biết thành phần cấu tạo nguồn sáng
Nhận biết có mặt nguyên tố hỗn hợp hay hợp chất
9 Các loại tia
Tiêu đề Tia hồng ngoại Tia tử ngoại Tia X
Bản chất Cùng Sóng điện từ có bước sóng khác Bước
sóng 7,6.10
-7m
10-3m
0,76 m
3,8.10-7m
10-8m
0, m
10-8m
10-11m
Nguồn phát
Vật nhiệt độ cao môi trường: Trên 00K phát
tia hồng ngoại.Bóng đèn dây tóc, bếp ga, bếp than, điốt hồng ngoại
Vật có nhiệt độ cao 20000C:
đèn huỳnh quang, đèn thuỷ ngân, hình tivi
-ông tia X -ông Cu-lit-giơ -phản ứng hạt nhân
Tính chất Truyền thẳng, phản xạ, khúc xạ, giao thoa, nhiễu xạ, tác dụng nhiệt, tác dụng lên kính ảnh (phim)
-Nổi bật tác dụng nhiệt: Làm nóng vật
-Làm điều khiển từ xa
-Gây số phản ứng hóa học
-Gây tượng quang điện trong, -Làm phát quang số chất, làm ion hóa chất khí, có tác dụng sinh lí, hủy hoại tế bào, diệt khuẩn
-Gây tượng quang điện chất bán dẫn
-Biến điệu biên độ
-Bị nước thuỷ tinh hấp thụ
-Tầng ôzôn hấp thụ hầu hết tia có 300nm “tấm áo giáp” bảo vệ người
-Có khả đâm xuyên mạnh
(4)sinh vật mặt đất khỏi tác dụng tia tử ngoại từ Mặt Trời Ứng
dụng -Sưởi ấm, sấy khô,-Làm phận điều khiển từ xa
-Chụp ảnh hồng ngoại -Trong quân sự: Tên lửa tìm mục tiêu; chụp ảnh quay phim HN; ống nhòm hồng ngoại để quan sát ban đêm
-Tiệt trùng thực phẩm, dụng cụ y tế,
-Tìm vết nứt bề mặt sản phẩm, chữa bệnh còi xương
-Chụp X quang; chiếu điện
-Chụp ảnh bên sản phẩm
-Chữa bệnh ung thư nông
10 Thang sóng điện từ: Sóng vơ tuyến, tia hồng ngoại, ánh sáng nhìn thấy (khả kiến), tia tử ngoại, tia X tia gamma có chất sóng điện, khác tần số (hay bước sóng) Các sóng tạo thành phổ liên tục gọi thang sóng điện từ
-Các tia có bước sóng ngắn (tia X, tia gamma) có tính chất đâm xuyên mạnh, dễ tác dụng lên kính ảnh,làm phát quang chất dễ ion hóa khơng khí
-Với tia có bước sóng dài ta dễ quan sát tượng giao thoa
II TRẮC NGHIỆM LÍ THUYẾT
Câu 1: Khi chiếu chùm sáng trắng hẹp vào lăng kính thì: A Chùm tia sáng bị lệch phía đáy
B Bị phân tách thành nhiều chùm sáng có màu khác khơng bị lệch phía đáy C bị lệch phía đáy bị phân tách thành nhiều chùm sáng có màu khác
D chùm tia khỏi lăng kính chùm song song
Câu 2: Hiện tượng tán sắc xảy A với lăng kính thủy tinh
B với lăng kính chất rắn lỏng
C mặt phân cách hai mơi trường có chiết suất khác
D mặt phân cách hai môi trường rắn lỏng với chân khơng (khơng khí)
Câu 3: Chùm ánh sáng đơn sắc sau qua lăng kính thủy tinh
A bị lệch mà không đổi màu B đổi màu mà không bị lệch C không bị lệch không đổi màu D vừa bị lệch vừa đổi màu
Câu 4: Chọn phát biểu sai nói thí nghiệm tán sắc
(5)B chùm tia sáng màu đỏ lệch nhất, tia tím lệch nhiều C góc lệch tia sáng khác khác
Câu 5: Ánh sáng trắng là:
A ánh sáng có màu trắng B ánh sáng hỗn hợp bảy màu
C hỗn hợp vô số ánh sáng đơn sắc có màu từ đỏ đến tím D ánh sáng khơng nhìn thấy
Câu 6: Hiện trượng cầu vồng kết tượng A Tán xạ ánh sáng
B Giao thoa ánh sáng
C Tán sắc ánh sáng D Nhiễu xạ ánh sáng
Câu 7: Một chùm sáng Mặt Trời rọi vào mặt nước bể bơi tạo đáy bể vệt sáng
A có màu trắng dù chiếu xun hay chiếu vng góc B có nhiều màu dù chiếu xun hay chiếu vng góc C khơng có màu dù chiếu
D có nhiều màu chiếu xuyên màu trắng chiếu vng góc
Câu 8: Khi ánh sáng chiếu từ môi trường suốt sang môi trường suốt khác thì:
A Tần số khơng đổi bước sóng thay đổi B bước sóng khơng đổi tần số thay đổi C bước sóng tần số thay đổi
D tần số bước sóng khơng thay đổi
Câu 9: Khi mộtchùm ánh sáng chiếu từ khơng khí vào thủy tinh thì: 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
Câu 10: Trong thí nghiệm giao thoa Y-âng, lượng ánh sáng: A khơng bảo tồn có vân sáng khơng giao thoa
B khơng bảo tồn vài chỗ vân tối ánh sáng khơng cộng lại thành bóng tối C bảo tồn chõ vân tối phần ánh sáng bị nhiễu xạ D bảo toàn, phân phối lại chỗ tối chuyển sang cho chỗ sáng
Câu 11: Chọn phát biểu sai nói quang phổ liên tục?
A Ở nhiệt độ vật phát quang phổ có màu từ đỏ đến tím B ánh sáng mặt trời phát quang phổ liên tục
C chất khí áp suất cao bị nung nóng phát quang phổ liên tục D thể người phát quang phổ liên tục
Câu 12: Quang phổ liên tục phụ thuộc vào A vào nhiệt độ vật
B chất vật
C nhiệt độ chất vật D cấu tạo vật
Câu 13: Khi tăng dần nhiệt độ dây tóc bóng đèn quang phổ thay đổi nào?
(6)B ban đầu có màu đỏ, sau lan dần sang màu cam, vàng cuối nhiệt độ đủ cao có đủ bảy màu, khơng sang thêm
C vừa sáng thêm vừa trải rộng màu từ đỏ qua màu cam, vàng, cuối nhiệt độ đủ cao có đủ màu
D hồn tồn khơng có thay đổi
Câu 14: Quang phổ liên tục phát hai vật khác A Hồn tồn khác nhiệt độ
B Hoàn toàn giống nhiệt độ C Giống chúng có nhiệt độ thấp D Giống chúng nhiệt độ
Câu 15: Một chất khí nung nóng phát quang phỏ liên tục có: A áp suất thấp, nhiệt độ cao
B áp suất cao, nhiệt độ thấp
C áp suất cao, nhiệt độ không cao D áp suất thấp, nhiệt độ không cao
Câu 16: Điều nao sau sai nói quang phổ liên tục A Không phụ thuộc vào thành phần cấu tạo nguồn sáng B Phụ thuộc vào nhiệt độ nguồn sáng
C vạch riêng biệt tối
D vật rắn, lỏng, khí có khối lượng riêng lớn bị nung nóng phát
Câu 17: Khi nung cục sắt cho nhiệt độ tăng dần quang phổ thay đổi nào?
A ban đầu có màu đỏ, lan dần màu đỏ sáng
B ban đầu có màu đỏ, nhiệt độ đủ cao thu quang phổ từ đỏ đến tím C Vùng sáng lan rộng từ đỏ đến tím, vùng sáng cung trải rộng từ đỏ đến tím D Chỉ thấy có màu đỏ
Câu 18: Phát biểu sau sai nói quang phổ vạch phát xạ? A Gồm nhiều vạch màu riêng rẽ nằm tối
B Gồm dải màu biến thiên liên tục tối
C Mỗi ngun tố hóa học trạng thái khí hay nóng sáng áp suất thấp cho quang phổ vạch riêng, đặc trung cho nguyên tố
D.Các quang phổ vạch củ nguyên tố khác khác số vạch, vị trí vạch độ sáng tỉ đối vạch
Câu 19: Quang phổ vạch phát A Nung nóng chất rắn, lỏng khí B Nung nóng chất lỏng khí
C Nung nóng chất khí điều kiện tiêu chuẩn D Nung nóng chất khí áp suất thấp
Câu 20: Nguyên tố hóa học khác phát quang phổ khác A số lượng, màu sắc, cường độ vạch
B số lượng vạch cường độ vạch
C số lượng, màu sắc, bước sóng (vị trí) vạch cường độ vạch D màu sắc cường độ vạch
Câu 21: Quang phổ vạch hấp thụ A vạch tối nằm sáng B dải màu sáng nằm tối
(7)Câu 22: Điều kiện để thu quang phổ vạch hấp thụ
A nhiệt độ đám khí (hay hơi) hấp thụ nhỏ nhiệt độ nguồn phát B nhiệt độ đám khí (hay hơi) hấp thụ lớn nhiệt độ nguồn phát C nhiệt độ đám khí (hay hơi) hấp thụ nhiệt độ nguồn phát D đám khí (hay hơi) hấp thụ phải nung nóng đến nhiệt độ cao
Câu 23: Quang phổ Mặt Trời ta thu từ Trái Đất quang phổ A liên tục B vạch phát xạ
C vạch hấp thụ D khơng có quang phổ xác định
Câu 24: Nguồn phát tia hồng ngoại A vật nung nóng đến nhiệt độ cao B vật có nhiệt độ 00C.
C vật có nhiệt độ lớn mơi trường xung quanh D vật có nhiệt độ lớn K
Câu 25: Bức xạ hồng ngoại xạ A đơn sắc có màu hồng
B có bước sóng nhỏ 0,38μm
C đơn sắc khơng màu,ở ngồi đầu đỏ quang phổ D có bước sóng từ 0,38μm đến 10−9m
Câu 26: Vật nung nóng phát xạ có bước sóng khoảng từ 10-9m đến 3,8.10-7m
thuộc loại loại ánh sáng ?
A Tia hồng ngoại B Tia X C Tia tử ngoại D Ánh sáng nhìn thấy
Câu 27: Tia Rơnghen khơng có tính chất sau đây?
A Gây tượng quang điện B Tác dụng mạnh lên kính ảnh C Có thể qua lớp chì dày vài cm D Khả đâm xuyên mạnh
Câu 28: Phát biểu sau đúng nói tia X ? A Khơng có khả đâm xun
B Là loại sóng điện từ có bước sóng ngắn bước sóng tia tử ngoại C Được phát từ đèn điện
D Là loại sóng điện từ phát từ vật bị nung nóng đến nhiệt độ khoảng 50000C Câu 29: Tia X tạo cách sau ?
A Cho chùm êlectron chậm bắn vào kim loại
B Cho chùm êlectron nhanh bắn vào kim loại khó nóng chảy có nguyên tử lượng lớn
C Chiếu tia tử ngoại vào kim loại có nguyên tử lượng lớn D Chiếu tia hồng ngoại vào kim loại
Câu 30: Điều sau sai so sánh tia hồng ngoại tia tử ngoại A Tia hồng ngoại tia tử ngoại có chất sóng điện từ
B Tia hồng ngoại có bước sóng ngắn bước sóng tia tử ngoại C Tia hồng ngoại tia tử ngoại khơng nhìn thấy
D Tia hồng ngoại tia tử ngoại tác dụng lên kính ảnh
Câu 31: Khi nói tia tử ngoại, phát biểu sai? A Tia tử ngoại có chất sóng điện từ
B Tia tử ngoại có bước sóng lớn bước sóng ánh sáng tím C Tia tử ngoại có tác dụng mạnh lên kính ảnh
D Tia tử ngoại bị thuỷ tinh hấp thụ mạnh làm ion hố khơng khí
Câu 32: Cho vùng xạ điện từ:
(8)A I, II, III, IV B IV, II, I, III C IV, III, II, I D III, I, II, IV
Câu 33: Phát biểu sau lả đúng ?
A Tia tử ngoại có tần số cao tần số tia hồng ngoại B Tia tử ngoại có chu kì lớn chu kì tia hồng ngoại C Tia hồng ngoại có tần số cao tần số tia sáng vàng D Tia tử ngoại có bước sóng lớn bước sóng tia sáng đỏ
Câu 34: Khi nói tia hồng ngoại, phát biểu sai? A Tia hồng ngoại biến điệu sóng điện từ cao tần B Tia hồng ngoại có khả gây số phản ứng hóa học
C Tia hồng ngoại có tần số lớn tần số ánh sáng đỏ D Tác dụng bật tia hồng ngoại tác dụng nhiệt
Câu 35: Một hai khe thí nghiệm I-âng làm mờ cho truyền ½ so với cường độ khe lại Kết là:
A Vân giao thoa biến B Vạch sáng trở nên sáng vạch tối tối C vân giao thoa tối D vạch tối sáng vạch sáng tối
III TRẮC NGHIỆM BÀI TẬP
Phần 1: TÁN SẮC ÁNH SÁNG
A CÁC DẠNG BÀI TẬP CẤP ĐỘ NHẬN BIẾT - VẬN DỤNG
Bài 1 Bước sóng ánh sáng đỏ khơng khí 0,64 m Tính bước sóng ánh sáng nước biết chiết suất nước ánh sáng đỏ
4 3.
Giải: ’ = nf n
c f
v
= 0,48 m
Bài 2 Một ánh sáng đơn sắc có bước sóng khơng khí 0,6 m chất lỏng suốt 0,4 m Tính chiết suất chất lỏng ánh sáng
Giải : ’ = n
n = '
= 1,5.
Bài 3 Một chùm ánh sáng hẹp, đơn sắc có bước sóng chân khơng = 0,60 m Tính tốc độ bước sóng ánh sáng truyền thủy tinh có chiết suất n = 1,5
Giải: v = n
c
= 2.108 m/s;
’ = f
v
= n
= 0,4
Bài 4 Một lăng kính thủy tinh có góc chiết quang A = 600, có chiết suất tia đỏ là
1,514; tia tím 1,532 Tính góc lệch cực tiểu hai tia
Giải: Với tia đỏ: sin A
Dd
= nđ sin
A
Ddmin = 38024’
Với tia tím: sin A
Dt
= ntsin
A
Dtmin = 400
Bài 5 Một lăng kính thủy tinh có góc chiết quang A = 40, đặt khơng khí Chiết suất
của lăng kính ánh sáng đỏ tím 1,643 1,685 Chiếu chùm tia sáng hẹp gồm hai xạ đỏ tím vào mặt bên lăng kính theo phương vng góc với mặt Tính góc tạo tia đỏ tia tím sau ló khỏi mặt bên lăng kính
Giải: Góc tạo tia ló đỏ tia ló tím là: D = Dt – Dd = (nt – nd)A = 0,1680 10’
(9)chiết suất thủy tinh ánh sáng đỏ 1,51; ánh sáng tím 1,56 Tính góc lệch hai tia khúc xạ thủy tinh
Giải: sinrd =
sin d
i
n = 0,574 = sin35; sinr
t =
sin t
i
n = 0,555 = sin34 r = r
d – rt = 10 B CÁC DẠNG BÀI TẬP CẤP ĐỘ VẬN DỤNG CAO
Bài 1: Một tia sáng trắng truyền từ khơng khí vào thuỷ tinh góc tới 450 Biết chiết suất
của thuỷ tinh ánh sáng đỏ nđ √2 ánh sáng tím nt √3 Tính góc hợp
tia khúc xạ màu đỏ tia khúc xạ màu tím
Giải:
Ta có Sini= nđ Sinrđ = nt Sinrt =
√2 Sinrđ =
1
2 rđ = 300
Sinrt =
√6 rt 24,09
Góc hợp tia khúc xạ màu đỏ tia khúc xạ màu tím r=rđ - rt= 5,910
Bài 2: Cho lăng kính có tiết diện thẳng tam giác , đáy BC góc chiết quang A Biết chiết suất thuỷ tinh ánh sáng đỏ nđ √2
đối với ánh sáng tím nt √3 Chiều tia sáng trắng vào mặt bên AB
của lăng kính cho tia tới nằm phía pháp tuyến (hình vẽ) a Xác định góc tới tia sáng AB để tia tím cho góc lệch cực tiểu
b Xác định góc tới tia sáng AB để khơng có tia sáng ló khỏi AC
Giải:
a Để tia tím cho góc lệch cực tiểu r1t = r2t =A/2=300
Sini1= ntSinr1t= √3
2 i1= 60 0.
b Để khơng có tia sáng ló khỏi AC cần điều kiện
r2đ > ighđ (1)
r2t > ight (2)
Mặt khác: Sinighđ =
√2 ighđ = 45
Sinight =
√3 ight = 35,26 0 < i
ghđ (3)
Do Sini1= ntSinr1t= nđSinr1đ √3 Sinr1t= √2 Sinr1đ r1đ > r1t
Nên A -r2đ > A -r2t r2t > r2đ (4)
Từ (1), (2), (3), (4) ta thấy điều kiện r2đ > ighđ r2t > ight , ta thấy tia đỏ
khơng ló khỏi AC tia cịn lại khơng ló khỏi AC
Từ (1): r2đ > 450 r2đ < 150 Sin i1= √2 Sinr1đ < √2 Sin150 Vậy i1 < 21,470 Bài 3: Một thấu kính có hai mặt lồi bán kính R = 30 cm làm thuỷ tinh Chiết suất thuỷ tinh xạ màu đỏ n1= 1,5140 xạ màu tím
n2 = 1,5318 Tính khoảng cách tiêu điểm thấu kính ánh sáng đỏ tiêu
điểm ánh sáng tím
Giải
Tiêu cự thấu kính ánh sáng màu đỏ f1 tính:
A
B C
Hình 2
C A
B
i1 r2đ
r2t
(10)1
f1=(n1−1)
R f1=
n1−1 R=
1,5140−1
2 30(cm) = 7,71cm Tiêu cự thấu kính ánh sáng màu đỏ f1 tính:
1
f2=(n2−1)
R f2=
n2−1 R=
1,5318−1
2 30(cm) = 7,977cm
Khoảng cách tiêu điểm thấu kính ánh sáng đỏ tiêu điểm ánh sáng tím f = f1- f2 = 0,267cm
Bài 4: Một lăng kính có góc chiết quang A=50, có chiết suất ánh sáng đỏ ánh
sáng tím nđ=1,643 nt=1,685 Cho chùm sáng hẹp rọi vào mặt bên lăng
kính góc tới nhỏ Độ rộng góc a quang phổ mặt trời cho lăng kính bao nhiêu?
Giải:
+ Tia đỏ lệch với góc lệch: Dđ = A(nđ-1)
+ Tia tím lệch nhiều với góc lệch: Dt = A(nt-1)
+ Độ rộng góc a quang phổ mặt trời cho lăng kính là: γ = Dt – Dđ =0,210
Bài 5: Một bể sau 1,5 m chứa đầy nước Chiếu tia sáng trắng hẹp vào mặt nước góc tới i=600 Biết chiết suất nước ánh sáng tím đỏ 1,328 và
1,343 Bề rộng quang phổ tán sắc tạo đáy bể bao nhiêu?
Giải: Bề rộng quang phổ đáy bể đoạn: TĐ = OĐ – OT = OH(tanrđ –tanrt) =24,7 mm
Phần 2: GIAO THOA ÁNH SÁNG
A CÁC DẠNG BÀI TẬP CẤP ĐỘ NHẬN BIẾT - VẬN DỤNG
Dạng Tính khoảng vân, vị trí vân sáng, vân tối
* Phương pháp
+ Khoảng vân: i = a
D
; + Bước sóng:
ia D
i = n1
l
Với: l khoảng cách n vân sáng (vân tối) liên tiếp
+ Nếu khoảng rộng l, đầu vân sáng đầu vân tối thì: i = n 0,5
l
+ Vị trí vân sáng: xs = ki = k a
D
với k Z
+ Vị trí vân tối: xt = (k –2
1
)i = (k –2
) a D
(11)* Bài tập minh họa
Bài 1 Trong thí nghiệmI-âng giao thoa ánh sáng, hai khe S1 S2 chiếu ánh
sáng đơn sắc có bước sóng Khoảng cách hai khe 0,8 mm, khoảng cách từ hai khe đến m Người ta đo khoảng cách vân sáng liên tiếp mm Bước sóng ánh sáng dùng thí nghiệm :
A 0,48 µm B 0,50 µm C 0,65 µm D 0,55 µm
Giải : Ta có: i = 61
L
= 1,2 mm; = D
ai
= 0,48 µm Chọn A
Bài 2 Trong thí nghiệm I-âng giao thoa ánh sáng, hai khe S1 S2 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 Vị trí vân sáng cách vân sáng khoảng:
A mm B mm C mm D mm
Giải : Ta có: i = a
D
= mm; x4 = 4i =8 mm
Chọn B
Bài Trong thí nghiệm I-âng giao thoa ánh sáng, hai khe S1 S2 chiếu
ánh sáng đơn sắc Người ta đo khoảng cách vân tối liên tiếp mm Xác định vị trí vân tối bậc 5?
A 4,5 mm B mm C ± 4,5 mm D ± mm
Giải: Ta có: i = 51
L
= mm; xt5 = ±(5 –2
1
)i = ± 4,5 mm Chọn C
Dạng 2: Tính khoảng cách vân giao thoa
* Phương pháp
- Khoảng cách n vân chất liên tiếp: l = (n – 1).i - Khoảng cách vân bất kỳ:
+ Hai vân phía so với vân trung tâm:x= xk xk'
+ Hai vân khác phía so với vân trung tâm:xxk xk' * Bài tập minh họa
Bài 1: Trong thí nghiệm I-âng giao thoa ánh sáng, khoảng cách hai khe 2mm, khoảng cách từ hai khe đến 2m Bước sóng đơn sắc dùng thí nghiệm = 0,5
m Khoảng cách từ vân sáng bậc đến vân sáng bậc 10 (cùng phía với vân trung tâm) là
A 5,5mm B 4,5mm C 4,0mm D 5,0mm
Giải :x = k10 i – k1 i = 4,5 mm Chọn B
Bài 2 Trong thí nghiệm I-âng giao thoa ánh sáng, hai khe S1 S2 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 đến vân sáng khác phía so với vân sáng
A mm B mm C mm D 24 mm
Giải : Ta có: i = a
D
= mm; x = x8 + x4 = 8i + 4i = 12i = 24 mm Chọn D
Dạng 3: Xác định t ại điểm M vùng giao thoa vân sáng hay vân tối (bậc mấy)
(12)- Loại 1: Cho tọa độ điểm M xM, ta tính: i x k M
- Loại 2: Cho hiệu đường đi: ∆d = d1 – d2 , tính:
d k
Nếu kết k giá trị nguyên vân sáng bậc k Nếu giá trị bán ngun vân tối bậc k + 0,5
* Bài tập minh họa
Bài 1: Thực thí nghiệm giao thoa ánh sáng khe I-âng khoảng cách hai khe 0,5mm; ánh sáng đơn sắc làm thí nghiệm có bước sóng = 0,5m Khoảng cách từ hai khe đến hứng ảnh 200cm Tại vị trí M E có toạ độ 7mm, M
A vân sáng bậc B vân tối thứ C vân tối thứ D vân sáng bậc
Giải : Ta có: i = a D
= mm; k = i xM
= 3,5 nên M ta có vân tối Chọn C
Bài 2: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng khe sáng chiếu ánh sáng đơn sắc = 550 nm, khoảng cách khe 1,5mm khoảng cách từ khe tới 1,8m Điểm N cách vân trung tâm 3,3mm thuộc:
A vân sáng bậc B vân sáng bậc C vân tối thứ D vân tối thứ
Giải: i = a D
= 0,66 mm; k = i xN
= nên M ta có vân sáng Chọn A
Bài 3: Thực thí nghiệm giao thoa ánh sáng khe I-âng, nguồn sáng gồm xạ có bước sóng 1 = 0,72m, 2 = 0,432m Tại điểm M vùng giao thoa
mà hiệu khoảng cách đến hai khe 1,08 m có vân sáng hay vân tối xạ nào? A Vân sáng bậc xạ 1 B Vân tối bậc xạ 1
C Vân sáng bậc xạ 2 A Vân tối bậc xạ 2 Giải: k = 1
d
= 1,5, vân tối thứ k = 2
d
= 2,5 vân tối thứ Chọn B
Dạng 4: Tìm số vân sáng, số vân tối
* Phương pháp
- Loại 1: Biết bề rộng vùng giao thoa L (mm): + Số vân sáng: Ns =
i L
2 + 1 + Số vân tối: NT =
0,5 2i
L
(Nhớ: Tính dấu ngoặc vng trước kết lấy phần nguyên tính tiếp) Cách lấy phần nguyên: VD: 5,7 lấy 5; 7,3 lấy
- Loại 2: Số vân sáng, vân tối từ điểm M đến N: - Số vân sáng: xM ≤ ki ≤ xN
- Số vân tối: xM ≤ (k – 0,5)i ≤ xN
Lưu ý: -Nếu khơng kể điểm M, N khơng lấy dấu “=”;
(13)- k lấy giá trị nguyên, giá trị k nhiêu vân.
* Bài tập minh họa
Bài 1: Trong thí nghiệm I-âng, khoảng cách vân sáng liên tiếp 21,6mm, độ rộng vùng có giao thoa quan sát 35mm số vân sáng quan sát là:
A B C 11 D 13
Giải: Ta có: i = 7
l
= 3,6 mm; Ns =
i L
2 + = vân sáng Chọn B
Bài 2: Thực thí nghiệm I-âng giao thoa ánh sáng với hai khe S1, S2 cách
đoạn a = 0,5mm, hai khe cách ảnh khoảng D = 2m Ánh sáng đơn sắc dùng thí nghiệm có bước sóng 0,5 m Bề rộng miền giao thoa L= 26mm Khi đó, miền giao thoa ta quan sát
A vân sáng vân tối B vân sáng vân tối C 13 vân sáng 12 vân tối D 13 vân sáng 14 vân tối
Giải: Ta có: i = mm; Ns =
i L
2 + = 13 vân sáng NT =
0,5 2i
L
= 14 vân tối Chọn D
Bài 3: Trong thí nghiệm Iâng giao thoa ánh sáng đơn sắc, khoảng cách hai khe sáng 2mm, khoảng cách từ hai khe đến quan sát 2m, bước sóng ánh sáng 0,6m Xét hai điểm M N (ở hai phía O) có toạ độ 3,6 mm 5,4 mm Trong khoảng M N (khơng tính M,N ) có: A 13 vân tối, 14 vân sáng B 14 vân tối, 15 vân sáng
C 15 vân tối, 16 vân sáng D 15 vân tối, 14 vân sáng
Giải: Ta có: i = 0,6 mm; -3,6 ≤ ki ≤ 5,4 k = -5, -4, ….7, có 14 vân sáng -3,6 ≤ k(i – 0,5) ≤ 5,4 k = -5, -4, ….8, có 15 vân tối
Chọn D Dạng 5: Giao thoa mơi trường có chiết suất n
* Phương pháp
Gọi làbướcsóng ánh sáng chân khơng khơng khí Gọi ' bước sóngánh sángtrong mơi trường có chiết suất n
' n
hay
i i '
n
(Các công thức khác tương tự, chổ i ta thay thành i’)
* Bài tập minh họa
Bài 1 Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng I-âng khơng khí, hai khe cách 3mm chiếu ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,60m, cách hai khe 2m Sau đặt tồn thí nghiệm vào nước có chiết suất 4/3, khoảng vân quan sát bao nhiêu?
A i‘= 0,4m B i' = 0,3m C i’ = 0,4mm D i‘= 0,3mm
Giải : ' '
D D
i
a n a
(14)Dạng 6: Sự thay đổi đại lượng giao thoa ánh sáng * Phương pháp
- Nếu dịch xa D’ = D +D ( khoảng vân tăng, bậc vân sáng giảm ) - Nếu dịch xa D’ = D –D ( khoảng vân tăng, bậc vân sáng tăng ) - Tăng giảm khoảng cách hai khe: a’ = a a
- Tăng giảm khoảng cách hai khe lượng b%: a’ = a (b%).a
- Tăng giảm khoảng cách hai khe tới lượng c%: D’ = D (c%).D - Cũng thay đổi thành ’
Lúc đầu: i = a D
(1) ; sau thay đổi là: i’ = 'D ' a '
(2) Lập tỉ số:
(1) (2)
i D.a ' i 'D '.a. '
Thay đại lượng, thay số vào tính
* Bài tập minh họa
Bài 1 Một khe hẹp F phát ánh sáng đơn sắc = 600nm, chiếu vào khe I âng có a = 1,2mm, lúc đầu vân giao thoa quan sát M đặt cách mặt phẳng chứa S1, S2
75cm Về sau muốn quan sát vân giao thoa có khoảng vân 0,5mm cần phải dịch chuyển quan sát so với vị trí đầu nào?
A Dịch xa đoạn 0,25m B Dịch lại gần đoạn 0,25m C Dịch xa đoạn 0,75m D Dịch lại gần đoạn 0,75m
Giải : Ta có i’ = a
D'
D’ =
a i'
= m Vì lúc đầu D = 75cm = 0,75m nên phải dịch chuyển quan sát xa thêm đoạn : D = D’- D = 0,25m Chọn A
Bài (ĐH 2012): Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa với ánh sáng đơn sắc có bước sóng , khoảng cách hai khe hẹp a, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe hẹp đến màn quan sát 2m Trên quan sát, điểm M cách vân sáng trung tâm mm, có vân sáng bậc Khi thay đổi khoảng cách hai khe hẹp đoạn 0,2 mm cho vị trí vân sáng trung tâm khơng thay đổi M có vân sáng bậc Giá trị bằng
A 0,60 m B 0,50 m C 0,45 m D 0,55 m Giải : M
D D
x
a a 0,
a = 1mm, = 0,6m Chọn A
Bài (ĐH 2013): Thực thí nghiệm Y-âng giao thoa với ánh sáng có bước sóng . Khoảng cách hai khe hẹp 1mm Trên quan sát, điểm M cách vân trung tâm 4,2mm có vân sáng bậc Giữ cố định điều kiện khác, di chuyển dần quan sát dọc theo đường thẳng vng góc với mặt phẳng chứa hai khe xa vân giao thoa M chuyến thành vân tối lần thứ hai thí khoảng dịch 0,6m Bước sóngbằng:
A 0,6m B 0,5m C 0,7m D 0, 4m Giải : Khi dịch chuyển xa, M chuyển thành vân tối lần thứ vân tối thứ tư
Nên: M
D
x
a
= (4 - )1λ(D + 0,6)
2 a D = 1,4m = 0,6m Chọn A
Bài 4: Trong thí nghiệm I-âng, hai khe S1, S2 cách khoảng a = 1,8mm Hệ vân
(15)A 0,45m B 0,32m C 0,54m D 0,432m Giải : Ta có i1 = 16
4 ,
= 0,15 (mm); i2 = 12
88 ,
= 0,24 (mm); i1 =
λD
a i2 =
λ(D + ΔD)
a ; với D = 30 cm = 0,3m
1 i i =
D +ΔD
D = 0,15 24 ,
= 1,6 → D = 50cm = 0,5m → =
D = 0,54m. Chọn C
Bài 5: Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa với nguồn sáng đơn sắc, hệ vân có khoảng vân i Nếu tăng khoảng cách hai khe thêm 5% giảm khoảng cách từ hai khe đến 3% so với ban đầu khoảng vân giao thoa
A Giảm 8% B Giảm 1,67%
C Tăng 8% D Giảm 7,62%
Giải: Ta có: a’ = a + 5%a = 1,05a ; D’ = D - 3%D = 0,97D Lập tỉ số:
i D.a ' i 'D '.a
i D.1,05a i '0,97D.a =
105 97 i ' 97
i 105
i i ' i 97 105
0,0762
i i 105
= -7,62%
Vậy: Khoảng vân giảm 7,62% Chọn D
Dạng 7: Giao thoa với ánh sáng trắng: (0,38 m 0,76 m)
* Phương pháp
- Bề rộng quang phổ bậc k: kđ t d t D
x k i i k ( )
a
với đ t bước sóng ánh sáng đỏ tím
- Xác định số vân sáng, số vân tối xạ tương ứng vị trí xác định x0
+ Vân sáng:
0
ax
, k Z
D x k a kD l l = ị = ẻ
Vi 0,38 m 0,76 m giá trị k + Vân tối:
0
ax
( 0,5) , k Z
( 0,5)
D
x k
a k D
l l
= - ị = ẻ
-Với 0,38 m 0,76 m giá trị k
* Dùng máy tính Casio fx 570ES để tính nhanh - Mode 7
- Nhập vào biểu thức f(x) = (là biểu thức , k nhập “alpha X”)
- Star? ấn 1
- End? ấn (hoặc 10) - Step? ấn
- Ấn =, kết dò giá trị nằm khoảng từ 0,38 đến 0,76 thì lấy - Khoảng cách dài ngắn vân sáng vân tối bậc k:
đ [k ( 0,5) ] Min t
D
x k
a
axđ [k ( 0,5) ]
M t
D
x k
a
(16)axđ [k ( 0,5) ]
M t
D
x k
a
Khi vân sáng vân tối nằm phía vân trung tâm
* Bài tập minh họa
Bài 1: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng trắng có a = 3mm, D = 3m, bước sóng từ 0,38m đến 0,76m Trên quan sát thu dải quang phổ Bề rộng dải quang phổ thứ kể từ vân sáng trắng trung tâm bao nhiêu?
A 0,38 mm B 0,7 mm C 0,6 mm D 0,76 mm
Giải: Ta có: Bề rộng quang phổ bậc 2: 2đ t
D 2.3
x ( ) 0,38 0,76mm
a
Chọn D
Bài 2: Trong thí nghiệm I âng giao thoa ánh sáng, hai khe chiếu ánh sáng trắng có bước sóng từ 380nm đến 760nm Khoảng chách khe 0,8mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa khe đến m Trên vị trí cách vân trung tâm 3mm có vân sáng xạ nào?
A 0,6m; 0,4m B 0,7m; 0,5m
C 0,45 m; 0,55m D 0,7m; 0,4m
Giải: xM = xS = k a
D
axM 0,8.3 1,
kD k.2 k
Mà: 0,38 1,
0,76 k
3 ; 57
, 15
,
3
k k
Vậy: k = = 0,6m; k = 3 ' = 0,4m. Chọn A
Bài 3. Trong thí nghiệm I-âng giao thoa ánh sáng, khoảng cách hai khe 0,8 mm, khoảng cách từ hai khe đến 1,6 m Dùng ánh sáng trắng (0,76 m 0,38 m) để chiếu sáng hai khe Tại vị trí vân sáng bậc ánh sáng màu vàng có bước sóng v
= 0,60 m cịn có bắc xạ nữa?
A B C D
Giải Vị trí vân sáng trùng với vân sáng bậc ánh sáng màu vàng có: a
D
V
= k a
D
k = V 4 2,
kmax =
4
V
= 6,3; kmin = max
4
V
= 3,2; k Z nên k nhận giá trị: 4, 5, Với k =
là vân sáng bậc ánh sáng màu vàng Chọn A
Bài (vận dụng cao). Trong thí nghiệm I-âng giao thoa ánh sáng, nguồn phát sáng có bước sóng 0,42 m 0,6 m Khoảng cách hai khe 0,15 mm, khoảng cách từ hai khe đến 60 cm Khoảng cách nhỏ từ vân trung tâm tới vị trí có đồng thời cực đại giao thoa xạ là:
A 6,72 mm B 7,2 mm C 5,04 mm D 4,8 mm
Giải: Tìm vị trí chồng lên bậc quang phổ liên tiếp gần VTT nhất: Điều kiện: kmax (k 1) min > k > 2,3 Chọn k nguyên nhỏ k =
∆xmin = (k+1)
maxD a
– (k+1) max D
( )
a = 6,72 mm. Chọn A
Q
(17)B CÁC DẠNG BÀI TẬP CẤP ĐỘ VẬN DỤNG CAO
Dạng 8: Dịch chuyển - nguồn Ttọa độ điểm M không đổi
* Phương pháp
- Gọi M điểm cố định
Nếu cố định nguồn, dịch xa M bậc vân giao thoa giảm xM = k a
D
= (k-1)
(D D) a
Dịch lại gần bậc vân giao thoa tăng lên: xM = k a
D
= (k+1)
(D D) a
* Bài tập minh họa
Bài 1: Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, hai khe chiếu ánh sáng đơn sắc, quan sát cách mặt phẳng hai khe khoảng không đổi D, khoảng cách giữa hai khe thay đổi (nhưng S1 S2 cách S) Xét điểm M màn, lúc đầu vân
sáng bậc 4, giảm tăng khoảng cách S1S2 lượng a vân sáng
bậc k bậc 3k Nếu tăng khoảng cách S1S2 thêm 2a M là:
A vân sáng bậc B vân sáng bậc C vân sáng bậc D vân tối thứ
Giải : Giả sử M vân giao thoa bậc k’ tăng S1S2 thêm 2a
Ta có: M
λD λD λD λD
x = = k = 3k = k'
a aΔa a + Δa a + 2Δa Hay :
a aΔa a + Δa a + 2Δa
= = =
4 k 3k k'
Giải hệ pt ta được: k’ = Vân sáng bậc Chọn C
Bài 2: Cho a = 0,8 mm, λ = 0,4 μm, H chân đường cao hạ từ S1 tới quan sát Lúc đầu
H vân tối giao thoa, dịch xa dần có lần H cực đại giao thoa Khi dịch chuyển trên, khoảng cách vị trí để H cực đại giao thoa lần đầu H cực tiểu giao thoa lần cuối là:
A 1,6 m B 0,4 m C 0,32 m D 1,2 m
Giải: Gọi D khoảng cách từ mặt phẳng hai khe tới quan sát Ta có xH =
a
= 0,4 mm
Gọi E1 E2 hai vị trí
mà H cực đại giao thoa
Khi đó: Tại vị trí E1 H cực đạị
thứ hai: xH = 2i1 => i1 = 0,2 mm
i1 = a
D1
=> D1 = 0,4m
Tại vị trí E2 H cực đạị thứ
xH = i2 => i2 = 0,4 mm = 2i1
i2 = a
D2
; i2 = 2i1 => D2 = 2D1 = 0,8m
Gọi E vị trí mà H cực tiểu giao thoa lần cuối, có nghĩa H cực tiểu thứ
P
4
E E2
S1
E1
H H
H
VS
VS
(18)xH =
i
-=> i = 2xH = 0,8 mm mà i = a
D
=> D = 1,6m
Khoảng cách vị trí để H cực đại giao thoa lần đầu H cực tiểu giao thoa lần cuối E1E = D – D1 = 1,2 m Chọn D
Bài 3. Trong thí nghiệm I-âng giao thoa ánh sáng đơn sắc cho vân giao thoa E với khoảng vân đo 1,5 mm Biết khe S cách mặt phẳng hai khe S1, S2 khoảng d
mặt phẳng hai khe cách E khoảng D = 3d Nếu cho nguồn S dao động điều hòa theo qui luật u = 1,5cos3t (mm) (t đo giây) theo phương song song với đặt mắt O (tâm hệ vân) thấy có vân sáng dịch chuyển qua giây?
A 21 B 28 C 25 D 14
Giải: x = D
u 4,5cos3 t
d Ns = 2 A
1 i
=7 (là số vân sáng dịch chuyển qua O T/2) - Số vân sáng dịch chuyển qua O giây: N = 2f.1.Ns = 21
Chọn A
Mở rộng: Số vân sáng dịch chuyển qua O t giây: N = 2f.t.Ns
Dạng 9:Giao thoa khe I- âng với nhiều ánh sáng đơn sắc
Nhận xét: Khi chùm đa sắc gồm nhiều xạ chiếu vào khe I-âng để tạo giao thoa Trên quan sát hệ vân giao thoa xạ Vân trung tâm chồng chập vân sáng bậc k = xạ Trên thu chồng chập:
+ Của vạch sáng trùng nhau, + Các vạch tối trùng
+ Hoặc vạch sáng trùng vạch tối xạ Và vạch đơn sắc xạ
* Phương pháp
Loại 1: Giao thoa ánh sáng với hai bước sóng 1, 2
*Vị trí vân sáng xạ đơn sắc trùng nhau: x = a D
k
1
= a D
k
2
Suy ra: k i1 k i2 2 k1 1 k2 2 (*) Chọn k
1, k2 Z phải thỏa điệu kiện (*)
- Khoảng cách ngắn vân trùng: i = a
D
k
1
; với k1 chọn nhỏ
- Số vân sáng màu với vân trung tâm miền rộng L : N = L 2i + - Số vân sáng đơn sắc xạ:
1 2
N k
N k
Loại 2: Giao thoa ánh sáng với hai bước sóng 1, 2, 3
*Vị trí vân sáng xạ đơn sắc trùng nhau: x = a D
k
1
= a D
k
2
= 3
D k
a
(19)
3
1 3
1
3
2 3
2 a
k k k
b c
k k k
d
- Khoảng cách ngắn vân trùng: i = a
D
k
1
; với k1 chọn nhỏ
- Số vân sáng màu với vân trung tâm miền rộng L: N = L 2i +
* Bài tập minh họa
Bài 1: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng với hai khe I-âng Chiếu sáng hai khe ánh sáng màu lam có bước sóng λ1=0,48μm ánh sáng lục bước sóng λ2 có giá trị
khoảng 510nm tới 575nm người ta nhận thấy hai vân sáng màu với vân sáng trung tâm người ta đếm vân sáng màu lục Bước sóng λ2 có giá trị :
A 0,45m B 0,51m C 0,575 m D 0,56m
Giải: Ta có:
1
1 2
2
k k k
k
Vì có vân sáng màu lục nên vị trí trùng vân bậc λ2 , suy :k2 =
Ta có : 0,51 0, 48
k
6 0,575 6,4 k1 7,2 k1 = 2 = 0,56 μm. Chọn D
Bài 2: Trong thí nghiệm Iâng giao thoa ánh sáng, nguồn sáng phát ánh sáng đơn sắc có bước sóng 1 = 0,640m quan sát ta thấy M N vân sáng,
trong khoảng MN cịn có vân sáng khác Khi nguồn sáng phát đồng thời hai ánh sáng đơn sắc có bước sóng 1 2 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 2 có giá trị :
A 0,450m B 0,478m C.0,504m D 0,427m
Giải: Ta có MN = 8i1
Khoảng cách hai vân sáng gần màu với vân sáng trung tâm: MN/2 = 4i1 Trong khoảng có (19 – 3) /2 = vân sáng đơn sắc có vân sáng
của xạ 1 => có vân sáng xạ 2
Do 4i1 = 6i2 hay 41 = 62 => 2 = 21/3 = 0,427 m Chọn D Bài 3: Trong thí nghiệm I-âng giao thoa ánh sáng, khe hẹp S phát đồng thời hai xạ đơn sắc có bước sóng 1 = 4410Å 2 Trên màn, khoảng hai vân sáng liên
tiếp có màu giống màu vân trung tâm cịn có chín vân sáng khác Giá trị λ2 bằng?
A 5512,5Å B 3675,0Å C 7717,5Å D 5292,0Å
Giải:Gọi nlà số vân sáng xạ 1 khoảng hai vân sáng màu với vân
sáng trung tâm Khi số số vân sáng xạ 2 (9-n)
(n+1) i1 = (10- n)i2 => (n+1)1 = (10- n)2 => 2 = n
n
10
1
1
0,38 m ≤ 2 = n
n
10
1
1 ≤ 0,76m => 4,09 ≤ n ≤ 5,96
(20)=> n = =>2 = 0,5292m = 5292,0 Å Chọn D Bài : Trong thí nghiệm giao thoa Iâng, thực đồng thời với hai xạ đơn sắc thu hai hệ vân giao thoa với khoảng vân 1,35 (mm) 2,25 (mm) Tại hai điểm gần M N vân tối hai xạ trùng Tính MN:
A 4,375 (mm) B 3,2 (mm) C 3,375 (mm) D 6,75 (mm)
Giải: Vị trí hai vân tối hai xạ trùng
(k1+0,5)i1 = (k2+0,5)i2 => (k1+0,5) 1,35 = (k2+0,5) 2,25 Với k1; k2 nguyên
1,35k1 = 2,25k2 + 0,45 => 3k1 = 5k2 + => k1 = k2 +
1 2k2
Để k1 nguyên
1 2k2
= n Khi k1 = k2 + n 2k2 = 3n -1 + k2 = n +
1
n
Để k2 nguyên
1
n
= t n = 2t +1 k2 = n + t = 3t + Suy k1 = 5t + 2; k2 = 3t + 1
Hai điểm M, N gần ứng với hai giá trị liên tiếp t: Khi t = x1 = 2,5i1 = 3,375 mm
Khi t = x’1 = 7,5i1 = 10,125 mm
MNmin = 10,125 – 3,375 = 6,75 mm Chọn D
Bài 5: (ĐH 2011) Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, khe hẹp S phát đồng thời ba xạ đơn sắc có bước sóng 1 0,42m; 2 0,56m 3 0,63m Trên màn, khoảng hai vân sáng liên tiếp có màu giống màu vân trung tâm, vân sáng hai xạ trùng ta tính vân sáng số vân sáng quan sát là:
A. 27 B. 23 C. 26 D. 21
Giải: Vân sáng có màu vân trung tâm vị trí vân sáng đơn sắc trùng nhau, ta phải có: 1 2 3 3
3
k k k k k ; k k
2
Vị trí vân trùng (từ vân trung tâm) ứng với k3 = 8; k2 = 9; k1 = 12
* Tổng số vân sáng xạ đoạn hai vân (xét hai vị trí hai đầu): N = 12+9+8 -3 = 26
* Số vân trùng cặp xạ: + Của 1 2 :
1
4
k k
3
; k2 = 3; có vân trùng
+ Của 1 3 :
1
3
k k
2
; k3 = 2; 4; 6; có vân trùng
+ Của 2 3 :
2
9
k k
8
; khơng có vân trùng
* Theo đề vân trùng tính nên khoảng hai vân liên tiếp màu vân trung tâm (khơng tính vân hai đầu), số vân sáng quan sát được: 26 – (2+3) = 21
(21)Bài 6: Trong thí nghiệm Y- âng giao thoa ánh sáng, nguồn S phát ba ánh sáng đơn sắc: m
42 ,
(màu tím); 2 0,56m(màu lục); 3 0,70m(màu đỏ) Giữa hai vân sáng liên tiếp có màu giống màu vân trung tâm quan sát thấy tổng cộng có vân sáng đơn sắc riêng lẻ ba màu trên?
A 44 vân B 35 vân C 26 vân D 29 vân
Giải: Vị trí vân màu với vân trung tâm: x = k1i1 = k2i2 = k3i3 => k1λ1 = k2λ2 = k3λ3
1 3
5
k k ; k k
3
Chọn k1 = 20; k2 = 15; k3 = 12
- Giữa hai vân sáng liên tiếp có màu giống màu vân trung tâm có 19 vân màu tím; 14 vân màu lục 11 vân màu đỏ
- Số vân trùng cặp xạ: + Của 1 2 :
1
4
k k
3
; k2 = 3; 6, 9, 12 có vân trùng
+ Của 1 3 :
1
5
k k
3
; k3 = 3; 6; có vân trùng
+ Của 2 3 :
2
5
k k
4
; k3 = 4; có vân trùng
Tổng số vân sáng đơn sắc riêng lẻ màu: N = 19+14+11 - (4+3+2).2 = 26 vân Chọn C
Bài Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng khe Yâng có khoảng cách hai khe a = 2mm; từ ảnh đến hai khe D = 2m chiếu đồng thời ba xạ 1 0,64m, 2 0,54m,
m
3 0,48 bề rộng giao thoa có L = 40mm ảnh có vân trung tâm giữa quan sát thấy vân sáng xạ 1
A 45 vân B 44 vân C 39 vân D 42 vân
Giải: * Đối với 1
mm a
D
i 0,64
2 64 ,
1
có số vân sáng Ns =
L 2i
+ = 63 vân sáng *Số vị trí trùng 1, 2 3:
1 3
3
k k ; k k
4
; Chọn k1 = 27; k2 = 32; k3 = 36 i123 = k3
3D a
= 17,28 mm N123 = 123
L 2i
+ = vân
*Số vị trí trùng 1 với 2 3
+ Của 1 2 :
1
27
k k
32
i12 =k2
2D a
= 17,28 mm; N12 = 12
L 2i
+ = vân + Của 1 3 :
1
3
k k
4
i13 = k3
3D a
= 1,92 mm; N13 = 13
L 2i
+ = 21 vân
Trong 21 vân trùng có vân trùng xạ, vân trùng 1 2
cũng vị trí trùng xạ nên:
(22)IV BÀI TẬP RÈN LUYỆN
Phần 1: TÁN SẮC ÁNH SÁNG
Câu 1: Chiếu chùm sáng trắng song song, hẹp, coi tia sáng vào bể nước góc tới 600 Chiều sâu bể nước 10 cm Dưới đáy bể có gương phẳng, đặt
song song với mặt nước Chiết suất nước ánh sáng tím 1,34 ánh sáng đỏ 1,23 Chiều rộng dải màu mà ta thu chùm sáng ló
A.0,0144 m B.0,144 m C.11,44 cm D.0,144 cm
Câu 2: Một tia sáng trắng truyền từ khơng khí vào thuỷ tinh góc tới 300 Biết chiết
suất thuỷ tinh ánh sáng đỏ nđ √2 ánh sáng tím nt √3 Góc hợp
tia khúc xạ màu đỏ tia khúc xạ màu tím
A 150 B 100 C 50 D 200.
Câu 3: Một lăng kính có góc  nhỏ nhận chùm ánh sáng trắng hẹp đến lăng kính với góc tới nhỏ, biết chiết suất lăng kính hai tia đỏ tím nđ = 1,41 nt = 1,5
Góc lệch hai tia sau qua lăng kính 0,540 Giá trị Â
A.100 B.80 C 60 D 40
Câu 4: Khi cho tia sáng đơn sắc từ nước vào môi trường suốt X, người ta đo vận tốc truyền ánh sáng bị giảm lượng v 108m s/ Biết chiết suất tuyệt đối nước tia sáng có giá trị nn = 1,33 Mơi trường suốt X có chiết
suất tuyệt đối
A 1,6 B 3,2 C 2,2 D 2,4
Câu 5: Một lăng kính có góc chiết quang A= 50 , chiết suất lăng kính tia đỏ
nđ = 1,64 tia tím nt = 1,68 Chiếu tia sáng trắng tới mặt bên lăng kính
góc tới nhỏ Góc lệch tia ló màu đỏ tia tím khỏi lăng kính A 0,2 rad B 0,2O C 0,02 rad D 0,02O
Câu 6: Một lăng kính thủy tinh có góc chiết quang A = 5o, coi nhỏ, có chiết suất đối
với ánh sáng màu đỏ màu tím nd = 1,643 nt = 1,685 Một chùm sáng Mặt
Trời hẹp rọi vào mặt bên lăng kính góc tới i nhỏ Chùm tia ló rọi vng góc vào đặt cách lăng kính khoảng l = 1m Bề rộng quang phổ cho lăng kính
A.1,78 mm B 2,78 mm C 3,67 mm D 4,78 mm
Câu 7: Chiếu tia sáng trắng hẹp vào điểm nằm mặt nước bình có đáy AB = 40 cm góc tới i cho tia khúc xạ đỏ chạm vào điểm A đáy bình Cho biết mực nước cao 20 cm, chiết suất nước ánh sáng đỏ 1,328 ánh sáng tím 1,343 Góc tới i
A 69,890 B 71,740 C 1,850. D 49,900.
Câu 8: Một lăng kính thủy tinh có góc chiết quang A = 40, đặt khơng khí Chiết suất
của lăng kính ánh sáng đỏ tím 1,643 1,685 Chiếu chùm tia sáng song song, hẹp gồm hai xạ đỏ tím vào mặt bên lăng kính theo phương vng góc với mặt Góc tạo tia đỏ tia tím sau ló khỏi mặt bên lăng kính xấp xỉ
A 1,4160. B 0,3360. C 0,1680. D 13,3120.
Câu 9: Một lăng kính có góc chiết quang A = 60 (coi góc nhỏ) đặt khơng khí.
(23)và ánh sáng tím nt = 1,685 Độ rộng từ màu đỏ đến màu tím quang phổ liên
tục quan sát
A 4,5 mm B 36,9 mm C 10,1 mm D 5,4 mm
Câu 10 Một lăng kính có góc chiết quang A=80, có chiết suất ánh sáng đỏ ánh
sáng tím nđ=1,5 nt=1,54 Cho chùm sáng trắng hẹp rọi vào mặt bên
lăng kính theo phương vng góc với mặt phẳng phân giác góc chiết quang Sau lăng kính người ta đặt 01 quan sát song song với mặt phân giác góc A cách mặt phân giác 1,5m Độ rộng quang phổ liên tục quan sát
A 8,42mm B 7,63mm C 6,28mm D 5,34mm
Câu 11 Một tia sáng vàng chiếu vào mặt bên lăng kính góc tới nhỏ Biết vận tốc ánh sáng vàng lăng kính 1,98.108 m/s Sau qua lăng kính tia ló lệch
so với tia tới góc 50 Góc chiết quang lăng kính bằng
A 6,80 B 7,50 C 9,70 D.11,80
Câu 12 Một lăng kính tam giác ABC đều, đặt khơng khí Khi chiếu ánh sáng đơn sắc với góc tới góc ló góc lệch D=300 Chiết suất tỉ đối chất làm lăng kính đối với
môi trường
A 1,61 B 1,31 C 1,51 D.1,41
Câu 13 Một lăng kính có A=750 Chiếu tới mặt bên chùm đơn sắc với góc tới i=450,
Biết chiết suất n=1,41 Góc lệch D tia sáng qua lăng kính
A 750 B 600 C 450 D 300
Câu 14 Một lăng kính có A=600 Biết chiết suất n=1,41 ánh sáng đơn sắc Góc lệch
đạt giá trị cực tiểu góc tới
A 600 B 300 C 450 D 150
Câu 15 Một lăng kính có chiết suất n Khi chiếu tới mặt bên chùm đơn sắc với góc tới i1=600 i2=300 góc lệch D=450 Chiết suất n
A 0,88 B 1,8 C 1,3 D 2,5
Câu 16 Chiếu tia sáng từ khơng khí vào khối thủy tinh với góc tới 800 Biết chiết suất
của thủy tinh ánh sáng đỏ 1,6444 với ánh sáng tím 1,6852 Góc lớn tia khúc xạ
A 2,030 B 1,330 C 1,030 D 0,930
Câu 17 Biết chiết suất thấu kính ánh sáng đỏ 1,5 với ánh sáng tím 1,6 Tỉ số tiêu cự thấu kính ánh sáng đỏ ánh sáng tím
A 1,34 B 1,07 C 0,83 D 1,2
Câu 18 Một thấu kính thủy tinh có chiết suất n=1,5 đặt khơng khí có độ tụ điốp Khi nhúng vào nước có chiết suất 4/3 tiêu cự thấu kính
A 40cm B 60cm C 80cm D 120cm
Câu 19 Khi cho tia đơn sắc từ nước vào môi trường suốt A, người ta đo vận tốc truyền sóng bị giảm lượng Δv =108m/s Biết chiết suất tuyệt đối
của nước đói với ánh sáng nói 1,33 Mơi trường suốt A có chiết suất tuyệt đối
A 1,6 B 2,2 C 2,4 D 3,2
Câu 20 Sự phụ thuộc chiết suất vào môi trường suốt, vào bước sóng ánh sáng tính theo cơng thức n=A+B
λ2 Đối với nước, ứng với tia đỏ λđ =0,759um chiết
suất 1,329, ứng với λt =0.405um chiết suất 1,343 Hằng số A, B có giá trị A A=1,3234; B=0,0032 B A=13,234; B=0,0032
(24)Phần 2: GIAO THOA ÁNH SÁNG 1 Cấp độ nhận biết – vận dụng
Câu 1. Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng dùng hai khe Young, tìm bước sóng ánh sáng chiếu vào hai khe, biết hai khe cách khoảng a = 0,3mm; khoảng vân đo i = 3mm, khoảng cách từ hai khe đến quan sát D = 1,5m
A 0,45m B 0,50m C 0,60m D 0,55m
Câu 2. Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng dùng hai khe Young, biết khoảng cách hai khe S1S2 = a = 0,35mm, khoảng cách D = 1,5m bước sóng = 0,7m Tìm khoảng
cách hai vân sáng liên tiếp i?
A 2mm B 1,5mm C 3mm D 4mm
Câu 3. Trong thí nghiệm Young giao thoa ánh sáng, biết D = 2m; a = 1mm; = 0,6m Vân tối thứ tư cách vân trung tâm khoảng:
A 4,8mm B 4,2mm C 6,6mm D 3,6mm
Câu 4. Trong thí nghiệm Young giao thoa ánh sáng, biết D = 2m; a =1mm; = 0,6m Vân sáng thứ ba cách vân trung tâm khoảng:
A 4,2mm B 3,6mm C 4,8mm D 6mm
Câu 5. Trong thí nghiệm Young giao thoa ánh sáng, biết D = 3m; a = 1mm Tại vị trí M cách vân trung tâm 4,5mm, ta thu vân tối thứ Tính bước sóng ánh dùng thí nghiệm?
A 0,60m B 0,55m C 0,48m D 0,42m
Câu 6. Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng dùng hai khe Young, vị trí cách vân trung tâm 3,6mm, ta thu vân sáng bậc Vân tối thứ cách vân trung tâm khoảng:
A 4,2mm B 3,0mm C 3,6mm D 5,4mm
Câu 7. Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng dùng hai khe Young, vị trí cách vân trung tâm 4mm, ta thu vân tối thứ Vân sáng bậc cách vân trung tâm khoảng:
A 6,4mm B 5,6mm C 4,8mm D 5,4mm
Câu 8. Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng dùng hai khe Young, biết D = 1m, a = 1mm khoảng cách từ vân sáng thứ đến vân sáng thứ 10 bên với vân trung tâm 3,6mm Tính bước sóng ánh sáng?
A 0,44m B 0,52m C 0,60m D 0,58m
Câu 9. Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng với khe Iâng, người ta chiếu sáng khe ánh sáng đơn sắc có bước sóng =0,5m, khoảng cách khe mm Khoảng cách từ khe tới 1m khoảng cách vân sáng bậc vân tối thứ bên so với vân trung tâm là:
A 0,375 mm B 1,875 mm C 18,75mm D 3,75 mm
Câu 10.Trong thí nghiệm gt Young Ás đơn sắc Khi tiến hành khơng khí người ta đo khoảng vân 2mm Đưa toàn hệ thống vào chất lỏng có chiết suất n, khoảng vân đo 1,5mm tính chiết suất n?
A 4/3 B 5/3 C 1,5 D 1,32
Câu 11.Khi thực giao thoa với ánh sang đơn sắc không khí, điểm A ảnh ta VS bậc Giả sử thực giao thoa với ÁS đơn sắc nước có chiết suất n = 4/3 điểm A ta thu được:
A VS bậc B VS bậc C VT thứ D VT thứ
Câu 12.Trong thí nghiệm gt Young, khoảng cách từ khe tới D = 1m, khoảng cách từ nguồn S đến khe S1S2 D’ = 20cm Nếu dịch chuyển nguồn sáng S đoạn 2mm theo
phương vng góc với trục đối xứng hệ hệ vân màn:
(25)C Dịch chuyển theo chiều chuyển động nguồn sáng đoạn 6mm D Dịch chuyển ngược chiều chuyển động nguồn sáng đoạn 6mm
Câu 13.Trong thí nghiệm gt Young, khoảng cách khe 0,2mm Khoảng cách từ quan sát đến khe hẹp D = 1m Nguồn S cách mặt phẳng chứa khe đoạn d = 10cm Nếu dịch chuyển nguồn S theo phương S1S2 phía nguồn S2 khoảng b = 2,5mm độ
dịch chuyển hệ thống vân bằng:
A 2,5cm B 1,5cm C 0,5cm D 2cm
Câu 14.Trong thí nghiệm gt Young, khoảng cách khe 0,5mm Nguồn S cách mặt phẳng chứa khe đoạn d = 50cm Khe S phát ánh sáng đơn sắc có 0,5m Để vân tối chiếm
chổ vân sáng liền kề, ta phải dịch chuyển khe S theo phương S1S2 đoạn b bằng:
A 0,75mm B 0,25mm C 0,5mm D 1,25mm
Câu 15.(CĐ 2007): Trong thí nghiệm Iâng (Y-âng) giao thoa ánh sáng, hai khe hẹp cách khoảng a = 0,5 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến quan sát D = 1,5 m Hai khe chiếu xạ có bước sóng λ = 0,6 μm Trên thu hình ảnh giao thoa Tại điểm M cách vân sáng trung tâm (chính giữa) khoảng 5,4 mm có vân sáng bậc:
A B C D
Câu 16.(CĐ 2009): Trong thí nghiệm gt khe Young, nguồn sáng gồm xạ có bước sóng 1 750nm, 2 675nm, 3 600nm Tại điểm M vùng gt mà hiệu khoảng cách đến khe 1,5m có vân sáng xạ :
A 1, 3 B 3 C 1 D 2
Câu 17.(ĐH 2010): 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 M N phía so với vân sáng trung tâm, cách vân trung tâm mm 4,5 mm, quan sát
A vân sáng vân tối B vân sáng vân tối
C vân sáng vân tối D vân sáng vân tối
Câu 18.(ĐH 2007): Trong thí nghiệm Iâng (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 0,48 μm B 0,40 μm C 0,60 μm D 0,76 μm
Câu 19.(CĐ-2008): Trong thí nghiệm Iâng (Y-âng) giao thoa ánh sáng với ánh sáng đơn sắc Biết khoảng cách hai khe hẹp 1,2 mm khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe hẹp đến quan sát 0,9 m Quan sát hệ vân giao thoa với khoảng cách vân sáng liên tiếp 3,6 mm Bước sóng ánh sáng dùng thí nghiệm A 0,50.10-6 m B 0,55.10-6 m C 0,45.10-6 m D 0,60.10-6 m
Câu 20.(CĐ- 2009): Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa với ánh sáng đơn sắc, khoảng cách hai khe mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến quan sát 2m khoảng vân 0,8 mm Cho c = 3.108 m/s Tần số ánh sáng đơn sắc dùng thí
nghiệm
A 5,5.1014 Hz. B 4,5 1014 Hz. C 7,5.1014 Hz. D 6,5 1014 Hz.
Câu 21.(CĐ- 2009): Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, khoảng cách hai khe 0,5 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến m Ánh sáng đơn sắc dùng thí nghiệm có bước sóng 0,5 m Vùng giao thoa rộng 26 mm (vân trung tâm giữa) Số vân sáng
(26)Câu 22.Trong thí nghiệm ánh sáng giao thoa với khe I âng, khoảng cách khe s1, s2
1mm, khoảng cách từ khe đến quan sát m Chiếu vào khe ánh sáng có bước sóng = 0,656m Biết bề rộng trường giao thoa lag L = 2,9 cm Xác định số vân sáng, quan sát
A: 22 vân sáng, 23 vân tối; B: 22 vân sáng, 21 vân tối C: 23 vân sáng, 22 vân tối D: 23 vân sáng, 24 vân tối
Câu 23.(ĐH 2010: )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
Câu 24.(CĐ 2009): Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa với ánh sáng đơn sắc, khoảng cách hai khe 1mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến 2m Trong hệ vân màn, vân sáng bậc cách vân trung tâm 2,4 mm Bước sóng ánh sáng đơn sắc dùng thí nghiệm
A 0,5 m B 0,7 m C 0,4 m D 0,6 m
Câu 25.(ĐH 2010) Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, hai khe chiếu ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ Nếu điểm M quan sát có vân tối thứ ba (tính từ vân sáng trung tâm) hiệu đường ánh sáng từ hai khe S1, S2 đến M có độ lớn
A 2λ B 1,5λ C 3λ D 2,5λ
Câu 26.Trong thí nghiệm giao thoa khe Young, khoảng cách hai khe F1F2 a= 2(mm);
khoảng cách từ hai khe F1F2 đến D= 1,5(m), dùng ánh sáng đơn sắc có bước sóng
=0,6 m Xét khoảng MN, với MO= 5(mm), ON= 10(mm), (O vị trí vân sáng trung tâm), MN nằm hai phía vân sáng trung tâm Số vân sáng đoạn MN là:
A.31 B.32 C.33 D.34
Câu 27.Trong thí nghiệm giao thoa khe Young, khoảng cách hai khe F1F2 a= 2(mm);
khoảng cách từ hai khe F1F2 đến D= 1,5(m), dùng ánh sáng đơn sắc có bước sóng
=0,6 m Xét khoảng MN, với MO= 5(mm), ON= 10(mm), (O vị trí vân sáng trung tâm), MN nằm phía vân sáng trung tâm Số vân sáng đoạn MN là:
A.11 B.12 C.13 D.15
2 Cấp độ vận dụng cao
Câu 28.(ĐH 2012): Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, nguồn sáng phát ánh sáng đơn sắc có bước sóng 1 Trên quan sát, đoạn thẳng MN dài 20 mm (MN vuông 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
1
5
M vị trí vân giao thoa, số vân sáng đoạn MN lúc
A.7 B C D
Câu 29.Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng dùng đồng thời hai ánh sáng đơn sắc chiếu vào khe S ( bước sóng từ 380 nm đến 760 nm) Một người dùng kính lúp quan sát thấy có hai hệ vân giao thoa, đồng thời hai vạch sáng màu với vân sáng trung tâm liên tiếp có thêm hai vạch sáng có bước sóng λ1 vạch sáng thuộc ánh sáng có
bước sóng λ2 Biết hai xạ có bước sóng 500 nm Giá trị λ2 bằng:
A 500 nm B 667 nm C 400 nm D 623 nm
Câu 30.Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, nguồn sáng S cách hai khe phát đồng thời ba xạ đơn sắc có bước sóng λ1= 0,48μm, λ2 = 0,56μm λ3 =
(27)sáng trung tâm Tổng số vân sáng ba xạ có khoảng M N ( không kể M N) là:
A 67 B 70 C 76 D 73
Câu 31.Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng nguồn phát đồng thời hai xạ đơn sắc λ1 = 0,64μm (đỏ), λ2 = 0,48μm (lam) hứng vân giao thoa Trong đoạn
vân sáng liên tiếp màu với vân trung tâm có số vân đỏ vân lam là: A vân đỏ, vân lam B vân đỏ, vân lam
C vân đỏ, vân lam D vân đỏ, vân lam
Câu 32.Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng khe Y-âng Nguồn S phát đồng thời ba ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ1 (tím) = 0,42μm, λ2 (lục) = 0,56μm λ3(đỏ) = 0,7μm
Giữa hai vân sáng liên tiếp có màu giống màu vân sáng trung tâm có 14 vân màu lục Số vân màu tím số màu đỏ quan sát hai vân sáng liên tiếp kể
A 19 vân tím, 11 vân đỏ B 20 vân tím, 12 vân đỏ C 12 vân tím, vân đỏ D 20 vân tím, 11 vân đỏ
Câu 33.Thực hiên giao thoa ánh sáng với hai xạ có bước sóng λ1 = 0,64μm λ2 Trên
màn hứng vân giao thoa, hai vân gần màu với vân sáng trung tâm đếm 11 vân sáng Trong số vân xạ λ1 xạ λ2 lệch vân, bước
sóng λ2
A 0,4μm B 0,45μm C 0,72μm D 0,54μm
Câu 34.Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng Y-âng, nguồn S phát đồng thời ba xạ có bước sóng λ1= 400 nm, λ2 = 500 nm λ3 = 750 nm Giữa hai vân sáng gần
màu với vân trung tâm quan sát thấy có loại vân sáng ? A B C D
Câu 35.Thực thí nghiệm giao thoa khe Y-âng, khoảng cách hai khe 1,2mm, khoảng cách từ hai khe đến 1,8m, nguồn sáng có bước sóng 0,75μm đặt cách 2,8m Dịch chuyển nguồn sáng S theo phương song song với hai khe đoạn 1,5mm Hai điểm M,N có tọa độ 4mm 9mm bên so với vân sáng trung tâm Số vân sáng số vân tối đoạn MN sau dịch
chuyển nguồn
A vân sáng, vân tối B vân tối, vân sáng C vân sáng, vân tối D vân sáng, vân tối
Câu 36.Thí nghiệm giao thoa ánh sáng Y-âng Chiếu sáng hai khe ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ1 = 0,6μm quan sát, ta thấy có vân sáng liên tiếp cách 9mm
Nếu chiếu hai khe đồng thời hai xạ λ1 λ2 người ta thấy M cách vân trung
tâm 10,8mm có vân màu giống vân trung tâm, khoảng M vân sáng trung tâm cịn có vị trí vân sáng giống màu vân trung tâm Bước sóng xạ λ2
A 0,4 μm B 0,38 μm C 0,65 μm D 0,76 μm
Câu 37.Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, khoảng cách hai khe a=2mm, khoảng cách từ hai khe đến ảnh D = 2m Nguồn S phát ánh sáng trắng có bước sóng từ 0,38 μm đến 0,76 μm Vùng phủ quang phổ bậc ba bậc bốn có bề rộng A 0,38mm B 0,76mm C 1,52mm D
Câu 38.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 là:
(28)Câu 39.Cho thí nghiệm Y-âng, ánh sáng có bướcsóng 500 nm H chân đường cao hạ vng góc từ S1 tới M Lúc đầu người ta thấy H cực đại giao thoa Dịch M
ra xa hai khe S1, S2 đến H bị triệt tiêu lượng sáng lần thứ độ dịch 1/7
m Để lượng H lại triệt tiêu phải dịch xa thêm 16/35 m Khoảng cách hai khe S1và S2 là:
A 0,5 mm B mm C mm D 1,8 mm
Hd: Tọa độ H : x =
a
Lúc đầu: x = k a D
(1) Khi dịch xa, lần thứ nhất:x = (k - 0,5) a
D
D )
( 1
(2) Khi dịch xa thêm: x = (k -1,5) a
D D
D )
( 1 2
(3) Kết hợp 1,2,3
Câu 40.Thí nghiệm giao thoa Y- âng với ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ, khoảng cách hai khe a = mm Ban đầu, M cách vân trung tâm 5,25 mm người ta quan sát vân sáng bậc Giữ cố định chứa hai khe, di chuyển từ từ quan sát xa dọc theo đường thẳng vuông góc với mặt phẳng chứa hai khe đoạn 0,75 m thấy M chuyển thành vân tối lần thứ hai Bước sóng λ có giá trị là:
A 0,60 m B.0,50 m C 0,70 m D 0,64 m
Hd: x = 5,25 mm = 5i = a
D
(1)
Khi dịch xa, lần thứ M vân tối bậc vân tối gần lần thư hai vân tối bậc (k-1)= => x = 3,5 i’ = 3,5 a
D 0,75) (
(2) Kết hợp (1) (2)
ĐÁP ÁN 1 TRẮC NGHIỆM LÝ THUYẾT
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
C C A A C C D A C D A A
13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
C D C C C B D C C A C D
25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35
C C C D B D B B A C D
2 TRẮC NGHIỆM BÀI TẬP Phần 1: TÁN SẮC ÁNH SÁNG
Phần 2: GIAO THOA ÁNH SÁNG
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
A A C D B C A C D A
11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
C D B C B C D C C A
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
C C B B A B A C B A
11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
B B A B A C A C D C
21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
(29)TÀI LIỆU THAM KHẢO
1 Chu Văn Biên, Luyện thi Quốc gia vật lí (tập 3), NXB ĐHQG HN 2015