(Sáng kiến kinh nghiệm) phân loại và phương pháp giải bài tập giao thoa ánh sáng

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VĨNH PHÚC TRƯỜNG THPT SÁNG SƠN =====***===== BÁO CÁO KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG SÁNG KIẾN Tên sáng kiến: Phân loại phương pháp giải tập Giao thoa ánh sáng Tác giả sáng kiến: Hà Thị Thanh Tú Mơn: Vật Lí Trường THPT Sáng Sơn Vĩnh phúc, năm 2018 BÁO CÁO KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG SÁNG KIẾN Lời giới thiệu : Từ năm 2007 Bộ GD – ĐT chuyển từ hình thức thi tự luận sang thi trắc nghiệm mơn Vật lý, địi hỏi học sinh phải trang bị kiến thức sâu rộng đồng thời yêu cầu mức độ nhanh xác cao Năm 2015, Bộ GD – ĐT kết hợp kì tốt nghiệp kì thi đại học thành kì thi trung học phổ thơng Quốc Gia nên đề thi có phân hóa hóa học sinh rõ rệt Chính việc giảng dạy giáo viên cần có điều chỉnh cho phù hợp với thực tiễn để việc học học sinh đạt hiệu cao Trong chương trình Vật lý lớp 12 có nhiều chun đề ơn thi trung học phổ thơng Quốc Gia mà chúng có mối liên hệ mật thiết với Đặc biệt nội dung phương pháp giải tập phần giao thoa sóng giao thoa ánh sáng có mối liên hệ với nhau, giúp học sinh hiểu rõ tượng giao thoa điều thể rõ tính chất sóng ánh sáng Tuy nhiên phần giao thoa sóng quan tâm nhiều đến độ lệch pha hai nguồn ảnh hưởng đến hình ảnh giao thoa sóng cơ, tượng giao thoa ánh sáng người ta quan tâm nhiều cấu tạo nguồn sáng dẫn đến hình ảnh giao thoa, ảnh hưởng mơi trường đến tượng giao thoa Vì khơng đòi hỏi học sinh phải hiểu sâu tượng giao thoa, mà phải có liên hệ kiến thức khác liên quan Vì tơi cố gắng tìm phương pháp cho tốn giao thoa sóng ánh sáng phân loại tập theo cấp độ từ dễ đến khó với tập minh họa thể rõ chất tượng, đảm bảo phù hợp với đối tượng học sinh thi trung học phổ thông Quốc Gia để nâng cao chất lượng dạy học Tên sáng kiến: Phân loại phương pháp giải tập giao thoa sóng ánh sáng Tác giả sáng kiến: - Họ tên: Hà Thị Thanh Tú - Địa tác giả sáng kiến: Trường THPT Sáng Sơn - Tam Sơn – Sông Lô – Vĩnh Phúc - Số điện thoại: 0987 117 015 Email: hathithanhtu.gvsangson@vinhphuc.edu.vn Chủ đầu tư tạo sáng kiến Họ tên : Hà Thị Thanh Tú Lĩnh vực áp dụng sáng kiến: - Dành cho học sinh ôn thi trung học phổ thông Quốc Gia Ngày sáng kiến áp dụng lần đầu áp dụng thử - Ngày / / 2017 Mô tả chất sáng kiến: PHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP GIAO THOA ÁNH SÁNG A – KIẾN THỨC CƠ BẢN Ánh sáng sóng điện từ có bước sóng ngắn Ánh sáng đơn sắc có bước sóng  (tần số f) xác định có màu gọi màu đơn sắc - Ánh sáng hỗn hợp nhiều ánh sáng đơn sắc, có màu sắc biến thiên liên tục từ màu đỏ đến màu tím 2.Hiện tượng tán sắc ánh sáng: tượng chùm ánh sáng phức tạp bị phân tách thành nhiều chùm ánh sáng có màu sắc khác - Một chùm ánh sáng trắng, song song đến lăng kính, sau ló khỏi lăng kính bị tách thành dải nhiều màu, từ đỏ đến tím, gọi quang phổ ánh sáng trắng Tia đỏ bị lệch (về phía đáy lăng kính) nhất, tia tím bị lệch nhiều - Nguyên nhân tán sắc chiết suất môi trường phụ thuộc vào bước sóng (tần số) ánh sáng Chiết suất lăng kính ánh sáng tím lớn nhất, ánh sáng đỏ nhỏ Giao thoa ánh sáng tổng hợp hai sóng ánh sáng kết hợp, sóng ánh sáng hai nguồn sáng kết hợp phát ra, có phương dao động, chu kì (tần số) dao động, (cùng màu sắc có độ lệch pha ln khơng đổi theo thời gian Thí nghiệm Young giao thoa ánh sáng: d1 * Đặt OI = D: khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe S 1, S2 đên quan S sát I * S1S2 = a: khoảng cách hai khe S1 D * S1M = d1; S2M = d2; * x = OM: khoảng cách từ vân trung tâm đến điểm M ta xét ax   d  d1  a) Hiệu đường đi: D b) Vị trí vân sáng, vân tối khoảng vân: * Vị trí vân sáng: Tại M có vân sáng tức hai sóng ánh sáng hai nguồn S 1, S2 gửi tới pha với tăng cường lẫn Điều kiện thoả mãn hiệu quang trình số nguyên lần bước sóng   ax D  k   vị trí vân sáng: xs  k D a (với kZ) Nếu k =  x = 0: vân sáng trung tâm Nếu k = 1 : vân sáng bậc Nếu k = 2 : vân sáng bậc 2… * Vị trí vân tối: Tại M có vân tối tức hai sóng ánh sáng hai nguồn S 1, S2 gửi tới ngược pha với triệt tiêu lẫn Điều kiện thoả mãn hiệu quang trình số lẻ lần nửa bước sóng ax  � � D xt  � k �   (2k  1)  vị trí vân tối: (với kZ) D � �a d2 M x O Nếu k = 0; k = -1: vân tối bậc Nếu k = ; k = -2: vân tối bậc Nếu k = ; k = -3: vân tối bậc 3… * Lưu ý: - Số vân sáng số lẻ, số vân tối số chẵn - Đối với vân sáng theo hai chiều (k0 k A vân sáng thứ 12 i xB = 9,5 => k = => B vân tối thứ 10 i L L c Số vân sáng thỏa mãn:  k  -20≤ k ≤ 20 2i 2i Số vân sáng : 41 vân Số vân tối thỏa mãn:  L L  k    -20,5 ≤ k ≤ 19,5 2i 2i Số vân tối : 40 vân d Vị trí vân sáng bậc : x s k i 2.0,75 1,5mm Vị trí vân tối thứ : xt 3,5.0,75 2,625mm - Chúng bên so với vân trung tâm : d = x s  xt - Chúng hai bên so với vân trung tâm : d = x s  xt e Số vân sáng M N: 1,125 mm 4,125 mm x xM 0,5.10  1,25.10  k  N   k   6,66 k 16,66 i i 0,75.10  0,75.10  Có 10 giá trị k thỏa mãn => có 10 vân sáng M N xN xM 0,5.10  1,25.10   k     0,5 k   0,5  6,16 k 16,16 i i 0,75.10  0,75.10  Có 10 giá trị k thỏa mãn => có 10 vân tối M N f - Khi thay bước sóng nhỏ khoảng khoảng vân i giảm =>số vân sáng tăng i1 1 D1 0,75.3   => khoảng vân tăng => số vân sáng giảm g  i  D2 0,5.4 L L k   -15≤ k ≤ 15 => có 31 vân sáng 2i 2i L L Số vân tối :   k    -15,5≤ k ≤ 14,5 => có 30 vân tối 2i 2i i2 = 1mm => số vân sáng:  h i’ = i/n = 0,5625 mm => khoảng cách 10 vân sáng liên tiếp = 9i’ =5,0625mm NHẬN XÉT : Đây tập đầy đủ dạng toán giao thoa với ánh sáng đơn sắc, giúp học sinh tiếp cận kiến thức có liên hệ kiến thức cũ cách đơn giản b Bài tập vận dụng Bài Trong thí nghiệmYoung giao thoa ánh sáng, hai khe S 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 Tính bước sóng ánh sáng dùng thí nghiệm khoảng cách từ vân sáng bậc đến vân sáng bậc phía với so với vân sáng Giải Ta có: i = L = 1,2 mm;  = = 0,48.10-6 m; 6 D x8 - x3 = 8i – 3i = 5i = mm Bài Trong thí nghiệm Young giao thoa ánh sáng, khoảng cách hai khe mm, khoảng cách từ hai khe đến m 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 thứ tư mm Xác định bước sóng  vị trí vân sáng thứ Giải Ta có: i = L = 1,5 mm;  = = 0,5.10-6 m; 1 D x6 = 6i = mm Bài Trong thí nghiệm Young giao thoa ánh sáng, hai khe S 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 vân sáng liên tiếp khoảng cách từ vân sáng đến vân sáng khác phía so với vân sáng D Giải Ta có: i = = mm; L = (9 – 1)i = 16 mm; a x8 + x4 = 8i + 4i = 12i = 24 mm Bài Trong thí nghiệm Young giao thoa ánh sáng, hai khe S S2 chiếu ánh sáng đơn sắc có bước sóng  = 0,5 m Khoảng cách hai khe 0,8 mm Người ta đo khoảng cách vân sáng liên tiếp mm Tính khoảng cách từ hai khe đến cho biết điểm C E màn, phía với so với vân sáng trung tâm cách vân sáng trung tâm 2,5 mm 15 mm vân sáng hay vân tối? Từ C đến E có vân sáng? L = mm; D = = 1,6 m; 5  xC x = 2,5 nên C ta có vân tối; E = 15 nên N ta có vân sáng; i i Giải Ta có: i = từ C đến E có 13 vân sáng kể vân sáng bậc 15 E Bài Trong thí nghiệm Young giao thoa ánh sáng, hai khe S 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 Xác định bước sóng ánh sáng dùng thí nghiệm cho biết điểm M N màn, khác phía so với vân sáng trung tâm cách vân sáng trung tâm mm 13,2 mm vân sáng hay vân tối? Nếu vân sáng vân sáng bậc mấy? Trong khoảng cách từ M đến N có vân sáng? L = 1,2 mm;  = = 0,48.10-6 m; 6 D xM x = 2,5 nên M ta có vân tối; N = 11 nên N ta có vân sáng bậc 11 Trong i i Giải Ta có: i = khoảng từ M đến N có 13 vân sáng khơng kể vân sáng bậc 11 N Bài Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng với hai khe Young cách 0,5 mm, ánh sáng có bước sóng 0,5 m, ảnh cách hai khe m Bề rộng vùng giao thoa 17 mm Tính số vân sáng, vân tối quan sát D L Giải Ta có: i = = mm; N = = 4,25; a 2i => quan sát thấy 2N + = vân sáng 2N = vân tối (vì phần thập phân N < 0,5) Bài 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 (vân sáng trung tâm giữa) Tìm tổng số vân sáng vân tối có miền giao thoa D L Giải Ta có: i = = 1,5 mm Ta có: N = = 4,17; a 2i số vân sáng: Ns = 2N + = 9; số vân tối phần thập phân N < 0,5 nên: Nt = 2N = 8; => Tổng số vân sáng vân tối miền giao thoa: Ns + Nt = 17 Bài Trong thí nghiệm Young giao thoa ánh sáng, khoảng cách hai khe a = mm, khoảng cách từ hai khe đến quan sát D = 1,5 m Nguồn sáng đơn sắc có bước sóng  = 0,6 m Xét khoảng MN màn, với MO = mm, ON = 10 mm, (O vị trí vân sáng trung tâm M N) Hỏi MN có vân sáng, vân tối? D x Giải i = = 0,45.10-3 m; M = 11,1; a i xN M có vân sáng bậc 11; = 22,2 i N có vân sáng bậc 22; MN có 34 vân sáng 33 vân tối Giao thoa môi trường có chiết suất n : Bài Trong giao thoa ánh sáng qua khe Young, khoảng vân giao thoa i Nếu đặt toàn bộthiết bị chất lỏng có chiết suất n khoảng vân giao thoa A i , n 1 B i , n 1 C i n D n.i Giải 9: Chọn C Hướng dẫn: vận tốc ánh sáng truyền chất lỏng v = c/n, (n chiết suất chất lỏng) Nên bước sóng ánh sáng nước là: ’ = v/f = c/nf = /n Khoảng vân quan sát  ' D D i  tồn thí nghiệm đặt chất lỏng : i '  = a n.a n Bài 10 Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng Iâng khơng khí, hai khe cách 3mm chiếu ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,60m, 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 10: Chọn D Hướng dẫn:Vận tốc ánh sáng khơng khí gần c, bước sóng , ánh sáng truyền từ khơng khí vào nước vận tốc ánh sáng truyền nước: v = c/n, (n chiết suất nước) Nên bước sóng ánh sáng nước: ’ = v/f = c/nf = /n Khoảng vân tồn thí  ' D D  nghiệm đặt nước: i '  = 0,3mm a n.a Dạng 2: Giao thoa khe Young với ánh sáng đa sắc – Giao thoa với ánh sáng trắng a.Giao thoa với nguồn ánh sáng gồm số ánh sáng đơn sắc khác nhau: 10 - Hình ảnh giao thoa : Vân trung tâm vân trùng bậc không tất ánh sáng đơn sắc ban đầu Hai bên màu đơn sắc 1, 2 ( có trùng vân màu ) + Sự trùng xạ 1, 2 (khoảng vân tương ứng i1, i2 ) -Trùng vân sáng: xs = k1i1 = k2i2 =  k11 = k22 = -Trùng vân tối: xt = (k1 + 0,5)i1 = (k2 + 0,5)i2 =  (k1 + 0,5)1 = (k2 + 0,5)2 = - Vị trí có màu màu với vân sáng trung tâm vị trí trùng tất vân sáng xạ -Khoảng cách ngắn vân trùng: Tại vị trí có k1 = k2 = … = kn = vân trùng trung tâm, khoảng cách gần hai vân trùng khoảng cách từ vân trùng trung tâm đến vân trùng bậc tất ánh sáng đơn sắc: x = k11 = k22 = … = knn; với k  N nhỏ  b.Giao thoa với nguồn ánh sáng trắng (0,38  m    0,76  m): x - Trong trường hợp giao thoa với ánh sáng trắng, vân sáng trung tâm có màu trắng, vân sáng bậc tất thành phần đơn sắc ánh sáng trắng tạo quang phổ bậc (bờ tím phía O)…kế tiếp quang phổ bậc 2, … có phần chồng lên -Bề rộng quang phổ bậc n giao thoa với ánh sáng trắng: (   t ) D  xn = n d a -Bề rộng quang phổ khoảng cách từ vân sáng đỏ đến vân sáng tím bậc - Bề rộng quang phổ bậc 1: x1  x sd1  x st1 id  it - Bề rộng quang phổ bậc 2: x  x sd  x st ……………………… ………………………  D  D (   đ ) D - Bề rộng quang phổ bậc k :  x k = x sđk – x stk = k đ - k t = k t a a a +Tại vị trí M có vân sáng( vân tối) nằm trùng đó: ta làm theo bước + Tọa độ vân sáng( vân tối)trùng với tọa độ điểm M  bước sóng :  + Bước sóng thỏa mãn hệ thức ( AS trắng) : 0.38m  0.76m (*) + Xác định số vân sáng, số vân tối xạ tương ứng vị trí xác định (đã biết x) ax D - Vân sáng: x=k =>  = a Dk Với 0,38m    0,76 m  giá trị k   2ax  D - Vân tối: x = (2k + 1) =>  = 2a D(2k  1) Với 0,38 m    0,76 m  giá trị k   11 - Suy k từ hệ thức (*) , có k có nhiêu vân sáng( vân tối) nằm trùng M - Bề rộng quang phổ bậc k: D x = k D (l đ - l t ) với đ t bước sóng ánh sáng đỏ a tím - Khoảng cách dài ngắn vân sáng vân tối bậc k: D [kt  (k  0,5)đ ] a D xMaxđ  [k  (k  0,5)t ] Khi vân sáng vân tối nằm khác phía vân a xMin  trung tâm xMaxđ  D [k  (k  0,5)t ] Khi vân sáng vân tối nằm phía vân a trung tâm c Bài tập: Bài Tập mẫu : Trong thí nghiệm giao thoa khe Young ánh sáng đơn sắc  =0,6µm, khe sáng cách mm khoảng cách khe đến màn: 1m a tính khoảng vân b tìm vị trí vân sáng bậc c A, B cách vân trung tâm 3,3mm 3,8mm vân sáng hay tối? d Cho giao thoa trường có L= 25,8 mm, xác định số lượng vân sáng vân tối e Chiếu thêm xạ  0,4 m , xác định vị trí mà vân sáng trùng lần 2( không kể vân trung tâm) f Tại vị trí vân sáng bậc xạ  =0,6µm, có vân sáng bậc xạ dãy ánh sáng trắng? Hướng dẫn giải : Tóm tắt: a = 1mm=10-3m; D=1m;  =0,6µm= 0,6.10-6m  D 0,6.10  6.1  6.10   m  0,6mm a)khoảng vân: i  3 a 10 b) vị trí vân sáng bậc 5: => k=5 => XS5=k.i=5.6.10-4=3.10-3(m) c) xét điểm A có khoảng cách từ A đến O là: OA = 3,3 mm  OA 3,3.10   5,5  A vân tối thứ i 0,6.10  Xét điểm B có khoảng cách từ B đến O là: OB = 3,8 mm  OB 3,8.10   6,33 => B không vân sáng không vân tối i 0,6.10  d) Gọi L: bề rộng giao thoa trường L = 25,8 mm L 3 L 25,8  12,9mm 12,9.10  m 12,9.10 21,5 2 i 6.10  -Số vân sáng = 2.21 +1 = 43 -Số vân tối = 2.(21+1) = 44 e)  =0,6µm;  0,4m Gọi x vị trí trùng hai vân sáng 12 .D (1) a  '.D ( 2) x vị trí vân sáng bậc k’ bước sóng  ' : x k '.i k ' a .D  '.D  k k ' a a vị trí trùng nhau: k '    k'  -Gọi itrùng khoảng vân trùng: => itrùng=2.i=2.0,6=1,2 mm -Vị trí vân trùng lần thứ điểm cách vân trung tâm 2,4 mm f) vị trí vân sáng bậc xạ  = 0,6µm Xét điểm A vân sáng bậc xạ  = 0,6µm Tại A vân sáng bậc bước sóng  = 0,6µm:  D OA= 3.i= (1) a Xét A vân sáng bậc k’ bước sóng  ' :  '.D OA= k’.i’= k ' (2) a .D  '.D k '   '  * vị trí trùng nhau: => a a k' ' Do    0,4 m;0,76 m  ( ánh sáng trắng) (*) 0,4 < 0,6 < 0,76 2,3 < k’ 4k1=3k2 => k1 = 3, 6, 12, … k2 = 4, 8, a a 12 => số vân đỏ : 4, 5, 7, 8, 9, 10, 11 => đỏ => Đáp án B Bài 12: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng khe Young Nguồn S phát ánh sáng đơn sắc có bước sóng là: λ1 (tím) = 0,42 μm, λ2 (lục) = 0,56 μm, λ3 (đỏ) = 0,7 μm Giữa hai vân sáng liên tiếp có màu giống màu vân sáng trung tâm có 14 vân màu lục Số vân tím màu đỏ nằm hai vân sáng liên tiếp kể là: A 19 vân tím, 11 vân đỏ B 20 vân tím, 12 vân đỏ C 17 vân tím, 10 vân đỏ D 20 vân tím, 11 vân đỏ 16 1 D D  D = k2 =k3 Hay k11 = k22 =k33 => 21k1=28k2 =35k3 => a a a k1= 20, 40, k2 = 15, 30 k3 = 12, 24 số vân tím = 40-20-1= 19 vân => Đáp án A Giải 12: k1     C BÀI TẬP TỰ LUYỆN Câu 1: Trong thí nghiệm Young giao thoa ánh sáng, người ta đo khoảng cách vân sáng bậc vân sáng bậc phía vân trung tâm mm Cho biết a = 1,5 mm, D = 3m a) Bước sóng ánh sáng dùng thí nghiệm là: A  = 0,5.10-7m B   500nm C   2.106 m D  = 0,2.10-6m b) Khoảng cách vân sáng bậc vân sáng bậc phía vân trung tâm là: A 0,5mm B 4.10-2m C 5.10-3m D 4.10-3m c) Số vân sáng quan sát vùng giao thoa có bề rộng 11 mm là: A B 10 C 11 D 12 Câu 2: Trong thí nghiệm giao thoa Young có khoảng vân giao thoa i, khoảng cách từ vân sáng bậc bên đến vân tối thứ bên vân trung tâm là: A 8,5i B 7,5i C 6,5i D 9,5i Câu 3: Thực giao thoa ánh sáng khe Young với ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,400µm Khoảng cách hai khe 2mm, từ hai khe đến 1m Khoảng cách vân sáng bậc hai bên vân sáng trung tâm là: A 1,8mm B 3,6mm C 1,4mm D 2,8mm Câu 4: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng khe sáng chiếu ánh sáng đơn sắc  = 0,5  m, khoảng cách khe 0,2mm khoảng cách từ khe tới 80cm Điểm M cách vân trung tâm 0,7cm thuộc: A vân sáng bậc B vân sáng bậc C vân tối thứ D vân tối thứ Câu 5: Trong thí nghiệm Young với nguồn sáng đơn sắc có bước sóng 0,5µm, hai khe cách 0,5mm, khoảng cách từ hai khe đến 2m Bề rộng miền giao thoa 4,25 cm Số vân tối quan sát : A 22 B 19 C 20 D 25 Câu 6: Thực giao thoa ánh sáng có bước sóng  = 0,6m với hai khe Young cách a = 0,5mm Màn ảnh cách hai khe khoảng D = 2m Ở điểm M N hai bên vân sáng trung tâm, cách vân sáng trung tâm 3,6mm 2,4mm, ta có vân tối hay sáng? A Vân M N vân sáng B Vân M N vân tối C Ở M vân sáng, N vân tối D Ở M vân tối, N vân sáng Câu 7: Trong thí nghiệm Young giao thoa ánh sáng, khoảng cách hai khe 0,5mm, từ hai khe đến giao thoa 2m Bước sóng ánh sáng thí nghiệm 4,5.10 7m Xét điểm M bên phải cách vân trung tâm 5,4mm; điểm N bên trái cách vân trung tâm 9mm Từ điểm M đến N có vân sáng? A B C D 10 17 Câu 8: Trong thí nghiệm giao thoa Young ánh sáng đơn sắc, người ta đo khoảng vân 1,12mm Xét hai điểm M N màn, phía với vân trung tâm O có OM = 0,57 104m ON = 1,29 104m Số vân sáng đoạn MN là: A B C D Câu 9: Trong thí nghiệm Young, cho a=0,35 mm, D=1m,   0,  m M N hai điểm với MN=10mm M, N hai vân sáng Số vân sáng quan sát từ M đến N là: A B C D Câu 10: Thực thí nghiệm Young giao thoa ánh sáng với hai khe S 1, 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 Câu 11: Thực giao thoa ánh sáng đơn sắc khe Young Trên ảnh, bề rộng 10 khoảng vân đo 1,6 cm Tại điểm A cách vân khoảng x = mm, kể từ vân sáng ta thu A vân sáng bậc B vân sáng bậc C vân tối thứ D vân tối thứ Câu 12: Trong thí nghiệm Young, khoảng cách vân sáng liên tiếp 21,6mm, độ rộng vùng có giao thoa quan sát 31mm số vân sáng quan sát A B C 11 D 13 Câu 13: Trong thí nghiệm Iâng giao thoa ánh sáng, hai khe cách a = 0,6mm chiếu sáng ánh sáng đơn sắc Khoảng cách từ hai khe đến quan sát m Trên quan sát, đoạn MN=1,9 cm, người ta đếm có 10 vân tối (M vân sáng, N vân tối) Bước sóng ánh sáng đơn sắc dùng thí nghiệm : A 0,60 µm B 0,57 µm C 0,52 µm D 0,47 µm Câu 14: Trong thí nghiệm Young giao thoa ánh sáng, gọi a khoảng cách hai khe S1 S2; D khoảng cách từ S1S2 đến màn;  bước sóng ánh sáng đơn sắc Khoảng cách từ vân sáng bậc đến vân tối thứ (xét hai vân hai bên vân sáng giữa) bằng: A 5 D /  2a B 7 D /  2a C 9 D /  2a D 11 D /  2a Bài 15 Trong thí nghiệm giao thoa khe I-âng, khoảng cách hai khe đến D dời cho cách hai khe khoảng D vân tối thứ n-1 trùng với vân sáng thứ n hệ ban đầu Xác định tỉ số D1/D2 : A 2n  2n B 2n  2n C 2n 2n  D 2n 2n  Câu 16 Trong thí nghiệm Iâng, bước sóng ánh sáng dùng thí nghiệm   0, 75 m Vân sáng thứ tư xuất vị trí mà hiệu đường ánh sáng từ hai nguồn đến vị trí bằng: A  m B  m C 3,75  m D 1,5  m 18 Câu 17 Trong thí nghiệm Yâng, điểm M có vân sáng bậc Dịch chuyển 30cm M trở thành vân tối thứ Khoảng cách từ hai khe đến trước dịch chuyển là: A 1,0m B 1,3m C 1,8m D 2,3 m Câu 18 Trong thí nghiệm giao thoa khe I-âng, khoảng vân i=1,12mm Xét hai điểm M, N phía với vân trung tâm O cách O 5,7mm 12,9mm Trên đoạn MN có số vân sáng : A B C D Câu 19 Trong thí nghiệm giao thoa khe I-âng, a = 0,35mm; D = 1m; λ = 700nm M, N hai điểm với MN = 10mm M, N hai vân sáng Số vân sáng quan sát từ M đến N là: A.4 B.5 C D Câu 20 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 0,6  m Xét hai điểm M N ( hai phía O) cách O 3,6 mm 5,4 mm Trong khoảng M N (khơng tính M, N) có vân tối: A 13 vân tối B 14 vân tối C 15 vân tối D Một giá trị khác Câu 21 Trong thí nghiệm giao thoa Y-âng cho a = 0,5mm; D = 1,5m Khi sử dụng ánh sáng đơn sắc có bước sóng  điểm M cách vân sáng trung tâm 0,3cm ta thu vân sáng Tìm  A 450nm B 500nm C 600nm D 750nm Câu 22 Giao thoa ánh sáng với khe Y-âng Gọi O, N điểm màn, O vị trí Khi chiếu ánh sáng bước sóng λ1 > 0,4  m đoạn ON đếm 10 vân tối với N vân sáng Khi chiếu xạ λ2 = 2λ1 thì: A N vân tối thứ B N vân sáng bậc C N vân sáng tối D Không quan sát thấy vân giao thoa Câu 23 Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, khe Y-âng cách 2mm, cách khe 1m Sử dụng ánh sáng đơn sắc có bước sóng  , khoảng vân đo 0,2mm Thay xạ xạ có bước sóng  �>  vị trí vân sáng bậc xạ  có vân sáng xạ  � Bức xạ  �có giá trị đây? A 0,48 m B.0,52 m C 0,58 m D 0,60 m Câu 24 Trong thí nghiệm Young, dùng ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0 = 0,580µm quan sát 13 vân sáng miền giao thoa L, hai mép miền giao thoa vân sáng, Nếu dùng ánh sáng đơn sắc có bước sóng  quan sát 11 vân sáng, với hai đầu mép miền giao thoa vân tối Bước sóng  nhận giá trị sau : A 0,632µm B 0,685µm C 0,696µm D 0,754µm Câu 25 Trong thí nghiệm Young giao thoa ánh sáng thực khơng khí, khe S1 S2 chiếu ánh sáng đơn sắc có bước sóng  Khoảng vân đo 1,2mm Nếu thí nghiệm thực chất lỏng khoảng vân 1mm Chiết suất chất lỏng là: A 1,33 B 1,2 C 1,5 D 1,7 Câu 26 Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng mơi trường khơng khí khoảng cách vân sáng bậc hai bên vân trung tâm đo 3,2mm Nếu làm lại thí nghiệm mơi trường nước có chiết suất 4/3 khoảng vân là: 19 A 0,85mm B 0,6mm C 0,64mm D 1mm Câu 27 Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng khơng khí với ánh sáng có bước sóng 500nm, khoảng cách khe a = 1mm, khoảng cách khe đến quan sát D = 4m Trên bề rộng giao thoa L = 2,5cm số vân sáng, tối thay đổi ta đặt hệ thí nghiệm vào nước có n = 4/3? A Tăng vân sáng, tăng vân tối B Giảm vân sáng, giảm vân tối C Giảm vân sáng, giảm vân tối D Tăng vân sáng, tăng vân tối Câu 28 Một nhôm mỏng có rạch hai khe hẹp F1 F2 đặt trước M khoảng D=1,2m Đặt hai khe thấu kinh hội tụ, người ta tìm hai vị trí thấu kính cách d=72cm cho ảnh rõ nét hai khe M Ở vị trí ảnh lớn đo khoảng cách hai ảnh F F2 3,8mm Bỏ thấu kính chiếu vào hai khe ánh sáng có bước sóng 656nnm Tính khoảng vân i A 0,207mm B 0,414mm C.0,621mm D 0,828mm Câu 29: Trong thí nghiệm giao thoa Y-âng, nguồn S phát ánh sáng đơn sắc có bước sóng  người ta đặt quan sát cách mặt phẳng hai khe khoảng D khoảng vân 1mm Khi khoảng cách từ quan sát đến mặt phẳng hai khe D  D D  D khoảng vân thu tương ứng 2i i Nếu khoảng cách từ quan sát đến mặt phẳng hai khe D  3D khoảng vân là: A mm B 2,5 mm C mm D mm Câu 30(ĐH 2012): 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 λ =5 λ1/3 M vị trí vân giao thoa, số vân sáng đoạn MN lúc : A B C D Câu 31: Trong thí nghiệm giao thoa Young, khoảng cách hai khe a = 2mm, khoảng cách hai khe tới D = 1,2m Khe S phát đồng thời hai xạ màu đỏ có bước sóng 0,76m màu lục có bước sóng 0,48m Khoảng cách từ vân sáng màu đỏ bậc đến vân sáng màu lục bậc phía với vân trung tâm là: A 0,528mm B 2,352 mm C 0,0528mm D 0,2353mm Câu 32: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng khe Young, chiếu sáng lúc vào hai khe hai xạ có bước sóng 1 = 0,5µm 2 Quan sát màn, thấy vị trí vân sáng bậc xạ 1 cịn có vân sáng bậc xạ 2 Bước sóng 2 xạ là: A 0,6µm B 0,583µm C 0,429µm D 0,417µm Câu 33: Trong thí nghiệm Young, nguồn sáng có hai xạ 1 = 0,5  m 2 > 1 cho vân sáng bậc 1 trùng với vân sáng 2 Giá trị xạ 2 là: A 0,55µm B 0,575µm C 0,625µm D 0,725µm Câu 34: Trong thí nghiệm Young ta có a = 0,2mm, D = 1,2m Nguồn gồm hai xạ có 1 = 0,45µm 2 = 0,75µm Cơng thức xác định vị trí hai vân sáng trùng hai xạ là: A 9k(mm) B 10,5k(mm) C 13,5k(mm) D 15k (mm) Câu 35: Trong thí nghiệm giao thoa dùng khe Young có khoảng cách từ ảnh đến hai khe D 2,5m , khoảng cách hai khe a 2,5mm Chiếu đồng thời hai ánh 20 sáng đơn sắc có bước sóng 1  0, 48 m; 2  0, 64 m vân sáng màu với vân trung tâm gần cách vân trung tâm: A 1,92mm B 1,64mm C 1,72mm D 0,64mm Câu 36: Thí nghiệm giao thoa ánh sáng với hai khe Young Nguồn sáng gồm hai ánh sáng đơn sắc có bước sóng 1 = 0,51m 2 Khi ta thấy vân sáng bậc xạ 1 trùng với vân sáng 2 Tính 2 Biết 2 có giá trị từ 0,60m đến 0,70m A 0,64m B 0,65m C 0,68m D 0,69m Câu 37: Trong thí nghiệm Young giao thoa ánh sáng, khe S S2 chiếu sáng ánh sáng đơn sắc có bước sóng 1 = 5000A0 2 < 1 Cho biết vân sáng bậc k 1 trùng với vân sáng bậc 2 Tính xạ 2 A 4000A0 B 0,50µm C 3840A0 D 2000A0 Câu 38: Trong thí nghiệm Young giao thoa ánh sáng, khe S S2 chiếu sáng ánh sáng đơn sắc có bước sóng 1 = 5000A0 2 = 4000A0 Khoảng cách hai khe S1S2 = 0,4mm, khoảng cách từ hai khe đến D = 80cm Tại điểm có tọa độ sau có trùng vân sáng 1 2 A x = - 4mm B x = 3mm C x = - 2mm D x = 5mm Câu 39 Trong thí nghiệm giao thoa Y-âng, khe S phát đồng thời ánh sáng đơn sắc, có bước sóng λ1=0,48μm λ2=0,64μm Khoảng cách hai khe a = 1mm, khoảng cách hai khe đến D = 2m Trên khoảng rộng 2cm đối xứng qua vân trung tâm, số vân sáng đơn sắc quan sát là: A 36 B 31 C 26 D 34 Câu 40 Trong thí nghiệm giao thoa Y-âng, khe S phát đồng thời ánh sáng đơn sắc, có bước sóng λ1=0,50μm λ2=0,75μm Xét M vân sáng bậc ứng với λ1 N vân sáng bậc ứng với λ2, M, N phía vân sáng trung tâm, MN (không kể M N) ta đếm vân sáng? A B C D Câu 41 Hai khe Y âng chiếu sáng ánh sáng có λ1=0,6μm; λ2=0,5μm Biết a = 2mm, D = 2m Biết M, N hai điểm đối xứng qua vân trung tâm, MN = 15mm a) Số vân sáng màu với vân trung tâm đoạn MN là: A B C 20 D 25 b) Số vân sáng quan sát đoạn MN (hai vân trùng xem vân) A 49 B 50 C 51 D 52 Câu 42 Trong thí nghiệm giao thoa Y-âng cho a=0,2cm ; D=1,5m Khe S phát hai xạ 1 = 0,76m (đỏ), 2 = 0,57m (lục) Trên đoạn MN = 2cm đối xứng với vân trung tâm có vân a) màu vàng (vân trùng) A B C D 11 b) màu lục A 17 B 35 C 36 D 52 c) màu đỏ A 36 B 24 C 17 D 34 d) sáng A 52 B 70 C 84 D 71 Câu 43 Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, khoảng cách hai khe 0,5 mm, khoảng cách từ hai khe đến quan sát m 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 lần 21 lượt 5,5 mm 22 mm Trên đoạn MN, số vị trí vân sáng trùng hai xạ là: A B C D Câu 44 Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, nguồn sáng phát đồng thời hai xạ đơn sắc, xạ màu đỏ có bước sóng 720 nm xạ màu lục có bước sóng λ (có giá trị khoảng từ 500 nm đến 575 nm) Trên quan sát, hai vân sáng gần màu với vân sáng trung tâm có vân sáng màu lục Giá trị λ A 500 nm B 520 nm C 540 nm D 560 nm Câu 45: Một nguồn sáng điểm nằm cách hai khe Young phát đồng thời hai ánh sáng đơn sắc có bước sóng 1 2 Khoảng vân đơn sắc 1 đo mm Trong khoảng rộng L = 2,4 cm màn, đếm 19 vạch sáng, có vạch kết trùng hệ hai vân; biết hai ba vạch trùng nằm khoảng L Số vân sáng đơn sắc 2 quan sát là: A B 10 C 11 D Câu 46 Trong thí nghiệm giao thoa I-âng, cho a=1mm, D=2m Hiện tượng giao thoa ánh sáng xảy đồng thời với hai ánh sáng đơn sắc 1  500nm 2 số vân quan sát miền giao thoa L=12mm 21 vân, có vân màu với vân trung tâm, số hai đầu miền giao thoa Bước sóng 2 là: A 400nm B 560nm C 540nm D 600nm Câu 47 Trong thí nghiệm Yâng Nếu làm thí nghiệm với ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ1=0,60μm quan sát ta thấy có vân sáng liên tiếp trải dài bề rộng 9mm Nếu làm thí nghiệm với ánh sáng hỗn hợp gồm hai xạ có bước sóng λ1 λ2 người ta thấy từ điểm M đến vân sáng trung tâm có vân sáng màu với vân sáng trung tâm (khơng tính vân trung tâm) M vân Biết M cách vân trung tâm 10,8mm, tìm λ2 : A 380nm B 400nm C 650nm D 760nm Câu 48 Trong thí nghiệm giao thoa I-âng, cho a=1mm, D=2m Hiện tượng giao thoa ánh sáng xảy đồng thời với hai ánh sáng đơn sắc 1  600nm 2 số vân sáng quan sát miền giao thoa rộng L = 28,8mm 41, có vân màu với vân trung tâm, số nằm ngồi khoảng L, tìm 2 ? A 480nm B 514nm C 654nm D 720nm Câu 49 thí nghiệm Y âng, khoảng cách hai khe 0,8mm, khoảng cách từ hai khe tới 1,2m Chiếu đồng thời hai xạ λ 1=0,75μm λ2=0,45μm vào hai khe Vị trí cho vân tối hai xạ trung (x[mm]; t �Z) là: A x = 4,765t + 2,6343 B x = 3,375t + 1,6875 C x = 5,634t + 3,264 D 2,765t + 2,6343 Câu 50 a) Trong thí nghiệm Y-Âng : a = 2mm, D = 1m Khe S chiếu đồng thời xạ đơn sắc 1  600nm 2 =500nm Bề rộng miền giao thoa L=4cm, có điểm mà cường độ sáng triệt tiêu : A B C D.6 b) Giải toán trường hợp 1  700nm 2 =500nm A B C 10 D 22 Câu 51: Thực hiên giao thoa ánh sáng với nguồn gồm hai thành phần đơn sắc nhìn thấy có bước sóng λ1 = 0,64μm; λ2 Trên hứng vân giao thoa, hai vân gần 22 màu với vân sáng trung tâm đếm 11 vân sáng Trong đó, số vân xạ λ1 xạ λ2 lệch vân, bước sóng λ2 là: A 0,4μm B 0,45μm C 0,72μm D 0,54μm Câu 52: Một nguồn sáng gồm có bốn xạ 1 = 1m; 2 = 0,43m; 3 = 0,25m; 4 = 0,9m, chiếu chùm sáng từ nguồn vào máy quang phổ ta thấy: A vạch sáng B Một sắc màu tổng hợp C Một vạch sáng D vạch tối Câu 53: Trong thí nghiệm I-âng giao thoa ánh sáng, khoảng cách hai khe a = 1mm, từ hai khe đến hứng D = 2m, nguồn sáng gồm hai xạ đơn sắc 1  0, 6 m 2  0,5 m , hai vân sáng hai xạ trùng ta tính vân sáng Khoảng cách nhỏ hai vân sáng quan sát là: A 0,2 mm B mm C mm D 1,2 mm Câu 54: Thực thí nghiệm Y-âng giao thoa với ánh sáng đơn sắc màu lam ta quan sát hệ vân giao thoa Nếu thay ánh sáng đơn sắc màu lam ánh sáng đơn sắc màu vàng điều kiện khác thí nghiệm giữ ngun A khoảng vân khơng thay đổi B vị trí vân trung tâm thay đổi C khoảng vân tăng lên D khoảng vân giảm xuống Câu 55(ĐH 2012): Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, nguồn sáng phát đồng thời hai ánh sáng đơn sắc λ1, λ2 có bước sóng 0,48 μm 0,60 μm Trên quan sát, khoảng hai vân sáng gần màu với vân sáng trung tâm có A vân sáng λ1 vân sáng λ2 B vân sáng λ1 vân sáng λ2 C vân sáng λ1 vân sáng λ2 D vân sáng λ1 vân sáng λ2 1.a.B 11D 23D 35A 43D 54C ĐÁP ÁN 1.b.C 1.c.C 2A 3B 4D 5A 12B 13A 14C 15A 16B 17B 24A 25B 26B 27D 28D 29C 36C 37A 38A 39C 40A 41a.A 44D 45B 46D 47B 48D 49C 55D 6D 18C 30C 41b.C 50a.A 7B 19C 31A 42a.D 50b.D 8A 20C 32A 42.bC 51A 9B 21B 33C 42.cB 52C 10D 22D 34C 42.dD 53A 23 D KẾT LUẬN Qua thực tiễn giảng dạy học sinh ôn thi THPT Quốc gia tơi thấy : * Nếu học sinh có kiến thức tốt, có tố chất thơng minh mà khơng bồi dưỡng nâng cao tốt hiệu khơng có hiệu Đồng thời giáo viên phải tự soạn thảo chương trình bồi dưỡng cách hợp lý, khoa học, sáng tạo Ngoài giáo viên cần tập cho em có phương pháp tự học, tự đọc tự nghiên cứu tài liệu nhà * Việc chủ động tự soạn thảo chương trình bồi dưỡng (hệ thống kiến thức tập với phân dạng cụ thể kèm theo phương pháp giải cho loại tập khác nhau) việc làm quan trọng cần thiết người giáo viên việc đào tạo, bồi dưỡng học sinh giỏi trường phổ thông * Nên tổ chức hội thảo, chuyên đề giao lưu cho giáo viên có điều kiện học tập, trao đổi kinh nghiệm, thảo luận để tìm phương pháp bồi dưỡng học sinh giỏi hiệu Chun đề tơi viết cịn nhiều thiếu sót nên mong nhận đóng góp ý kiến q thầy Tơi xin chân thành cảm ơn ! 24 Những thông tin cần bảo mật (nếu có): khơng Các điều kiện cần thiết để áp dụng sáng kiến: - Dạng 1: Giao thoa với ánh sáng đơn sắc áp dụng cho đối tượng ôn thi Tốt nghiệp - Dạng : Giao thoa với ánh sáng đa sắc – Giao thoa với ánh sáng trắng dành cho đối tượng ôn thi xét Đại học muốn lấy điểm cao 10 Đánh giá lợi ích thu dự kiến thu áp dụng sáng kiến theo ý kiến tác giả theo ý kiến tổ chức, cá nhân tham gia áp dụng sáng kiến lần đầu, kể áp dụng thử (nếu có) theo nội dung sau: 10.1 Đánh giá lợi ích thu dự kiến thu áp dụng sáng kiến theo ý kiến tác giả: Sau thực đề tài, nhận thấy nội dung đề tài khẳng định số vấn đề sau: * Việc phân loại đưa phương pháp giải toán giao thoa ánh sáng nhằm phát triển nâng cao lực tư cho học sinh, rèn luyện kỹ vận dụng giải tập vật lý cho đối tượng học sinh giỏi * Đề tài làm tài liệu tham khảo tốt cho giáo viên giảng dạy vật lý học sinh THPT nhiệm vụ ôn thi học trung học phổ thông Quốc gia Dựa sở đề tài giáo viên sáng tác tập dạng tập theo chủ ý * Đề tài tạo nhìn thơng suốt tượng giao thoa nói chung tượng giao thoa ánh sáng nói riêng cho học sinh, đồng thời học sinh khơng gặp phải khó khăn giải toán liên quan tượng giao thoa ánh sáng 10.2 Đánh giá lợi ích thu dự kiến thu áp dụng sáng kiến theo ý kiến tổ chức, cá nhân: Không 11 Danh sách tổ chức/cá nhân tham gia áp dụng thử áp dụng sáng kiến lần đầu (nếu có): Số TT Tên tổ chức/cá nhân Hà Thị Thanh Tú Sáng Sơn, ngày tháng năm Thủ trưởng đơn vị/ Chính quyền địa phương (Ký tên, đóng dấu) Địa Phạm vi/Lĩnh vực áp dụng sáng kiến Trường THPT Sáng Sơn – Dạy ôn thi THPT Quốc Gia môn Tam Sơn – Sông Lô – Vĩnh Vật Lý cho học sinh trường THPT Phúc Sáng Sơn Sáng Sơn ngày tháng năm CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG SÁNG KIẾN CẤP CƠ SỞ (Ký tên, đóng dấu) Sáng sơn,ngày20 tháng năm2019 Tác giả sáng kiến (Ký, ghi rõ họ tên) Hà Thị Thanh Tú 25 ... - Ngày / / 2017 Mô tả chất sáng kiến: PHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP GIAO THOA ÁNH SÁNG A – KIẾN THỨC CƠ BẢN Ánh sáng sóng điện từ có bước sóng ngắn Ánh sáng đơn sắc có bước sóng  (tần... chất lượng dạy học Tên sáng kiến: Phân loại phương pháp giải tập giao thoa sóng ánh sáng Tác giả sáng kiến: - Họ tên: Hà Thị Thanh Tú - Địa tác giả sáng kiến: Trường THPT Sáng Sơn - Tam Sơn – Sông... nội dung phương pháp giải tập phần giao thoa sóng giao thoa ánh sáng có mối liên hệ với nhau, giúp học sinh hiểu rõ tượng giao thoa điều thể rõ tính chất sóng ánh sáng Tuy nhiên phần giao thoa sóng