Một số tập giao thoa sóng Bài 1: Một chùm ánh sáng trắng chiếu vng góc lên kính phẳng, phủ lớp màng mỏng dày 0,32μm có chiết suất 2,42 Hỏi quan sát màng có màu ? ĐS: Trường hợp 1: Chiết suất màng mỏng lớn chiết suất kính: λ = 0,61952µm (màu cam) λ2 = 0,443µm (màu chàm); Trường hợp 2: Chiết suất màng mỏng nhỏ chiết suất kính: λ = 0,516µm (màu lục) Bài 2: Trên thủy tinh phẳng (chiết suất n = 1,5), người ta phủ màng mỏng có chiết suất n’ = 1,4 Một chùm tia sáng song song, bước sóng λ = 0,6μm chiếu vng góc với mặt Tính bề dày màng mỏng biết tượng giao thoa, chùm tia phản xạ có cường độ sáng cực tiểu ĐS: d = (2k + 1).0,11µm; dmin = 0,11µm Bài 3: Một chùm ánh sáng trắng rọi vng góc với thủy tinh mỏng mặt song song dày e = 0,4μm, chiết suất n = 1,5 Hỏi phạm vi quang phổ thấy chùm ánh sáng trắng (bước sóng từ 0,4μm đến 0,7μm), chùm tia phản chiếu có bước sóng tăng cường? ĐS: λ = 4ne/5 = 0,48µm (màu lam) Bài 4: Để làm giảm mát ánh sáng phản chiếu mặt thủy tinh, người ta phủ lên thủy tinh lớp mỏng có chiết suất n’ ≈ , n chiết suất thủy tinh Trong trường hợp này, biên độ dao động sáng phản xạ từ hai mặt lớp mỏng Hỏi bề dày nhỏ lớp mỏng để khả phản xạ thủy tinh theo hướng pháp tuyến ánh sáng bước sóng λ = 0,6μm ĐS: Bài 5: Ánh sáng mạnh có bước sóng 585nm chiếu vng góc bong bóng xả phịng (n = 1,33) có độ dày 1,21μm lơ lửng khơng khí Hỏi ánh sáng phản xạ từ hai mặt bong bóng xà phịng mỏng có thu cực đại hay cực tiểu không? HD: Bài cần xét trường hợp giao thoa: cực đại cực tiểu Mỗi trường hợp có giá trị k riêng; giữ lại giá trị k gần với số nguyên ĐS: Giao thoa cực đại: k = Bài 6: Ánh sáng có bước sóng 624nm chiếu vng góc bong bóng xà phịng (n = 1,33) lơ lửng khơng khí Hỏi hai độ dày nhỏ bong bóng phản xạ từ bong bóng hồn tồn bị triệt tiêu giao thoa ĐS: d1=234.586 (nm), d2=469,173 (nm) Bài 7: Trong thí nghiệm giao thoa với mỏng song song, người ta chiếu chùm ánh sáng trắng (có bước sóng từ 0,4µm đến 0,7µm) xuống mỏng (chiết suất 1,2) đặt khơng khí theo phương vng góc thấy bề mặt mỏng xuất vệt sáng màu lục (bước sóng 0,55µm) a) Xác định độ dày tối thiểu mỏng b) Cũng với thí nghiệm trên, ngâm mỏng vào nước (chiết suất 1,33) bề mặt mỏng xuất vệt sáng màu gì? Cho biết khoảng giá trị bước sóng màu đơn sắc mỏng sau: Màu Đỏ Cam Vàng Lục Lam Chàm Tím 0,6400,760 0,5900,650 0,5700,600 0,5000,575 0,4500,510 0,4300,460 0,3800,440 ánh sáng Bước sóng (μm) ĐS: a) dmin = 0,115µm; b) λ = 0,552µm (màu lục) Giao thoa nêm Bài 8: Chiếu chùm tia sáng đơn sắc song song thẳng góc với mặt nêm khơng khí Ánh sáng tới có bước sóng λ = 0,6μm Tìm góc nghiêng nêm biết 1cm dài mặt nêm, người ta quan sát thấy 10 khoảng vân giao thoa ĐS: Bài 9: Một chùm tia đơn sắc bước sóng λ = 0,6μm rọi vng góc với mặt nêm thủy tinh (chiết suất n = 1,5) Xác định góc nghiêng nêm Biết số khoảng vân giao thoa chứa khoảng l = 1cm N = 10 ĐS: Bài 10: Một màng mỏng nước xà phòng chiết suất n = 1,33, đặt thẳng đứng, nước xà phịng dồn xuống nên màng có dạng hình nêm Quan sát vân giao thoa ánh sáng phản chiếu màu xanh (bước sóng λ = 5461Angstrom), người ta thấy khoảng cách vân 2cm Xác định: a) Góc nghiêng nêm b) Vị trí vân tối (coi vân tối số l vân nằm giao tuyến hai mặt nêm) Biết hướng quan sát vng góc với mặt nêm ĐS: a) , b) vị trí ứng với 0; 0.4 cm; 0.8 cm Bài 11: Một chùm tia sáng có bước sóng λ = 0,55μm rọi vng góc với mặt nêm thủy tinh (chiết suất n = 1,5) Người ta quan sát hệ thống vân giao thoa chùm tia phản xạ thấy khoảng cách hai vân tối liên tiếp i = 0,21mm Xác định góc nghiêng hai mặt nêm ĐS: Bài 12: Chiếu chùm tia sáng đơn sắc (bước sóng λ = 0,5μm) vng góc với mặt nêm khơng khí quan sát ánh sáng phản xạ mặt nêm, người ta thấy bề rộng vân 0,05cm a) Tìm góc nghiêng hai mặt nêm b) Nếu chiếu đồng thời hai chùm tia sáng đơn sắc (bước sóng λ = 0,5μm, λ2 = 0,6μm) xuống mặt nêm hệ thống vân mặt nêm có thay đổi? Xác định vị trí vân tối hai hệ thống vân trùng ĐS: a) ; b) Xuất hệ vân giao thoa chồng chập lên nhau, vị trí vân tối hệ vân trùng nhau: x = k1λ1/(2α) với k1 = 6q (với q số nguyên dương ≥ 1) Bài 13: Một nêm có chiều dài 120mm dày 0,048mm (như hình vẽ) Đổ nước vào khe hai thủy tinh, chiếu ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ = 680nm vào nêm Hỏi có vân tối xuất khoảng 120mm? ĐS: Giá trị k lớn 187 Tổng số vân tối 188, kể vân tối ứng với Bài 14: Cho mỏng nêm thủy tinh đặc có góc nghiêng α = 0,03’ có chiết suất n = 1,52 Chiếu chùm sáng đơn sắc có bước sóng λ1 song song vng góc vào mặt Khoảng cách vân tối i = 0,30mm a) Hãy xác định bước sóng λ1 chùm sáng đơn sắc b) Chiếu đồng thời hai bước sóng λ1 λ2 = 0,705μm Xác định vị trí vân tối trùng (ngoại trừ vân tối trung tâm) Bài 15: Một miếng thủy tinh phẳng lý tưởng (n = 1,5) đặt miếng chất dẻo (n = 1,2) phẳng lý tưởng hình a Chúng chạm A Ánh sáng có bước sóng 600 nm chiếu vng góc từ xuống Vị trí vân tối ánh sáng phản xạ phác vẽ hình b a) Chiều dài khoảng không gian thủy tinh chất dẻo B bao nhiêu? b) Giả sử nước (n = 1,33) choán đầy vùng thủy tinh chất dẻo Hỏi có vân tối nhìn thấy (Độ thẳng cách vân cho phép kiểm tra cách xác độ phẳng mặt thủy tinh) ĐS: a) 1,8µm; b) vân tối Bài 16 : Chiếu chùm ánh sáng đơn sắc (bước sóng 0,6µm) vng góc với mặt nêm thủy tinh (chiết suất 1,5) đặt khơng khí Quan sát ánh sáng phản xạ mặt nêm, người ta thấy nửa bề rộng vân 0,01cm a) Xác định góc nghiêng nêm b) Thay chùm ánh sáng đơn sắc chiếu vào nêm thủy tinh chùm sáng đơn sắc khác có bước sóng 0,5µm Xác định vị trí vân sáng c) Chiếu vng góc đồng thời hai chùm sáng đơn sắc (bước sóng 0,6µm 0,5µm) vào nêm thủy tinh Xác định vị trí vân tối hai hệ thống vân trùng ĐS: a) ; b) Vị trí vân sáng là: 83, 250 417µm; c) Giao thoa vân trịn Newton Bài 17: Chiếu chùm tia sáng đơn sắc song song thẳng góc với thủy tinh phẳng hệ thống cho vân trịn Newton Đường kính vân tối thứ tư đo d = 9mm (coi tâm hệ thống vân tối thứ khơng) Tìm bước sóng ánh sáng tới biết bán kính mặt lồi thấu kính R = 8,6m, thấu kính thủy tinh khơng khí ĐS: λ=0.5887μm Bài 18: Chiếu chùm tia sáng đơn sắc vng góc với cho vân trịn Newton quan sát ánh sáng phản xạ Bán kính hai vân tối liên tiếp 4,00mm 4,38 mm, bán kính cong thấu kính 6,4m Tìm số thứ tự vân tối bước sóng ánh sáng tới ĐS: λ=0.5μm, vị trí vân tối thứ Bài 19: Một thấu kính có mặt phẳng mặt lồi, với mặt cầu có bán kính cong R = 12,5m; đặt thủy tinh phẳng Đỉnh mặt cầu không tiếp xúc với thủy tinh phẳng có hạt bụi Người ta đo đường kính vân tròn Newton thứ 10 thứ 15 ánh sáng phản chiếu D = 10mm D2 = 15mm Xác định bước sóng ánh sáng dùng thí nghiệm ĐS: λ=0.5μm Bài 20: Hai thấu kính thủy tinh mỏng giống nhau, mặt phẳng mặt lồi, đặt tiếp xúc với mặt cầu chúng (hình vẽ) Xác định độ tụ (cường số) hệ thấu kính trên, biết quan sát vân phản chiếu với ánh sáng bước sóng λ = 0,6μm đường kính vân trịn sáng Newton thứ Dk = 1,5mm Cho chiết suất thủy tinh n = 1,5 ĐS: Độ tụ hệ thấu kính: DTH = 2.D = 2.1,2 = 2,4 (diop) Bài 21 Chiếu chùm bước sóng đơn sắc vng góc tới hệ thống vân trịn Newton hình vẽ: Bán kính mặt cong thấu kính R = 6,4m Quan sát chùm ánh sáng phản xạ, ta đo bán kính vân tối 2,28 mm 3,15 mm Hãy xác định bước sóng chùm ánh sáng đơn sắc số thứ tự vân tối ĐS: , k=1 Bài 22: Trong hệ thống cho vân tròn Newton, người ta đổ đầy chất lỏng vào khe thấu kính thủy tinh phẳng Xác định chiết suất chất lỏng đó, ta quan sát vân phản chiếu thấy bán kính vân tối thứ 3,65mm Cho bán kính cong thấu kính R = 10m, bước sóng ánh sáng tới λ = 0,589μm; coi vân tối tâm (k = 0) vân tối số khơng Bài 23: Mặt cầu thấu kính mặt phẳng-một mặt lồi đặt tiếp xúc với thủy tinh phẳng Chiết suất thấu kính thủy tinh n = 1,50 n2 = 1,70 Bán kính cong mặt cầu thấu kính R = 100cm, khoảng khơng gian thấu kính phẳng chứa đầy chất có chiết suất n = 1,63 Xác định bán kính vân tối Newton thứ quan sát vân giao thoa ánh sáng phản xạ có bước sóng ánh sáng λ = 0,50μm Bài 24: Trong hệ thống vân trịn Newton, mặt lồi thấu kính phẳng-lồi đặt tiếp xúc với bề mặt thủy tinh phẳng, bán kính mặt lồi thấu kính R = 10m, đổ chất lỏng có chiết suất n = 1,6 vào khe kính phẳng mặt lồi thấu kính Khi quan sát chùm ánh sáng phản xạ, người ta đo bán kính hai vân sáng 4,348mm 4,727mm Hãy xác định bước sóng chùm ánh sáng đơn sắc số thứ tự vân sáng nói Bài 25 (Nâng cao) Bài 26: (Nâng cao) Trong hệ thống vân trịn Newton có bán kính cong R = 10m Hỏi đổ chất lỏng có chiết suất nhỏ chiết suất thủy tinh vào khe thấu kính phẳng, chiếu nguồn bước sóng đơn sắc có bước sóng λ = 0,56μm tới hệ thống Ta nhận thấy vị trí vân sáng thứ có bán kính r = 3,839mm Đánh dấu vị trí Rút hết chất lỏng ra, chiếu nguồn sáng đơn sắc khác có bước sóng λ = 0,49μm nhận thấy vị trí đánh dấu lúc vân tối thứ k Hãy xác định chiết suất chất lỏng bậc k lúc sau Bài 27: (Nâng cao) Một thấu kính phẳng lồi đặt thủy tinh phẳng nhẵn Chiếu ánh sáng có bước sóng λ = 0,654μm theo phương vng góc quan sát hệ vân Newton tạo thành a) Người ta đo đường kính vân tối thứ 15 9,34mm 16,18mm Tính bán kính mặt cong thấu kính b) Đổ đầy chất lỏng có chiết suất n chiếm đầy vùng khơng gian thấu kính thủy tinh Lặp lại phép đo kết 8,09mm 14mm Xác định n Bài 28: (Nâng cao) Khi quan sát vân Newton ánh sáng phản xạ (λ = 450nm) nhờ thấu kính phẳng-lồi đặt thủy tinh phẳng, ta đo đường kính vân sáng thứ 2,12mm Thay nguồn sáng đơn sắc khác, đo đường kính vân sáng thứ 3,54mm Xác định bán kính cong mặt lồi thấu kính bước sóng nguồn sáng ... 10 khoảng vân giao thoa ĐS: Bài 9: Một chùm tia đơn sắc bước sóng λ = 0,6μm rọi vng góc với mặt nêm thủy tinh (chiết suất n = 1,5) Xác định góc nghiêng nêm Biết số khoảng vân giao thoa chứa khoảng... hoàn toàn bị triệt tiêu giao thoa ĐS: d1=234.586 (nm), d2=469,173 (nm) Bài 7: Trong thí nghiệm giao thoa với mỏng song song, người ta chiếu chùm ánh sáng trắng (có bước sóng từ 0,4µm đến 0,7µm)... sáng Bước sóng (μm) ĐS: a) dmin = 0,115µm; b) λ = 0,552µm (màu lục) Giao thoa nêm Bài 8: Chiếu chùm tia sáng đơn sắc song song thẳng góc với mặt nêm khơng khí Ánh sáng tới có bước sóng λ = 0,6μm