Trong thí nghiệm Iâng về giao thoa ánh sáng, khi nguồn sáng phát ra ánh sáng đơn sắc có bước sóng 1 = 0,640m thì trên màn quan sát ta thấy tại M và N là 2 vân sáng, trong khoảng giữa M[r]
(1)BÀI TẬP VỀ TÍNH CHẤT SÓNG CỦA ÁNH SÁNG P-4 Câu 16 Trong thí nghiệm I âng giao thoa ánh sáng, khoảng cách hai khe a = 2mm, khoảng cách từ hai khe đến màn ảnh D = 2m Nguồn S phát đồng thời hai xạ có bước sóng 1 = 0,5m và 2= 0,4m Trên đoạn MN = 30mm (M và N bên O và OM = 5,5mm) có bao nhiêu vân tối xạ 2 trùng với vân sáng xạ 1: A 12 B 15 C 14 D 13 Giải: λ1 D λ2 D Khoảng vân: i1 = = 0,5 mm; i2 = = 0,4 mm a a Vị trí vân tối 2 x2 = (k2+ 0,5) i2 = (k2+ 0,5).0,4 (mm) Vị trí vân sáng 1 x1 = k1 i1 = 0,5k1 (mm) Vị trí vân tối xạ 2 trùng với vân sáng xạ 1: 5,5 (mm) ≤ x2 = x1 ≤ 35,5 (mm) (k2+ 0,5) i2 = k1i1 > 4k2 + = 5k1 -> 4k2 = 5k1 – 2k1 − -> k2 = k1 + Để k2 là số nguyên thị k1 – = 4n ( với n ≥ 0) Do đó k1 = 4n + và k2 5n + Khi đó x1 = 0,5k1 = 2n + 5,5 (mm) ≤ x1 = 2n + ≤ 35,5 (mm) > ≤ n ≤ 17 Trên đoạn MN có 15 vân tối xạ 2 trùng với vân sáng xạ 1: Chọn đáp án B Câu 17: Chiếu chùm ánh sáng trắng song song hẹp (coi tia sáng) từ không khí vào bể nước với góc tới 300 Dưới đáy bể có gương phẳng đặt song song với mặt nước và mặt phản xạ hướng lên Chùm tia ló khỏi mặt nước sau phản xạ gương là A chùm sáng song song có màu cầu vồng, phương vuông góc với tia tới B chùm sáng song song có màu cầu vồng, phương hợp với tia tới góc 600 C chùm sáng phân kì có màu cầu vồng, tia tím lệch nhiều nhất, tia đỏ lệch ít D chùm sáng phân kì có màu cầu vồng, tia tím lệch ít nhất, tia đỏ lệch nhiều Chọn đáp án B Do tính chất đối xứng tia tới và tia phản xạ gương phẳng ta có góc tới và góc ló các tia đơn sắc và 300 nên chùm tia ló là chùm song song, hợp với phương tới góc 600 Mặt khác chùm tia khúc xạ ánh sáng trắng truyền từ không khí vào nước có màu cầu vồng nên chùm tia ló có mà cầu vồng 600 Câu 18 Trong thí nghiệm Iâng giao thoa ánh sáng, nguồn sáng phát ánh sáng đơn sắc có bước sóng 1 = 0,640m thì trên màn quan sát ta thấy M và N là vân sáng, khoảng MN còn có vân sáng khác Khi nguồn sáng phát đồng thời hai ánh sáng đơn sắc có bước sóng 1 và 2 thì trên đoạn MN ta thấy có 19 vạch sáng, đó có vạch sáng có màu giống màu vạch sáng trung tâm và vạch sáng này nằm M và N Bước sóng 2 có giá trị A 0,450m B 0,478m C.đáp số khác D 0,427m Giải: Ta có MN = 8i1 Khoảng cách hai vân sáng gần cùng màu với vân sáng trung tâm = MN/2 = 4i1 Trong khoảng đó có (19 – 3) /2 = vân sáng đơn sác đó có vân sáng xạ 1 suy có vân sáng xạ 2 Do đó 4i1 = 6i2 hay 41 = 62 > 2 = 21/3 = 0,427 m Chọn đáp án D (2) Câu 19: Trong thí nghiệm Iâng giao thoa ánh sáng, hai khe cách a = 1mm, hai khe cách màn quan sát khoảng D = 2m Chiếu vào hai khe đồng thời hai xạ có bước sóng 1 = 0,4m và 2 = 0,56m Hỏi trên đoạn MN với xM = 10mm và xN = 30mm có bao nhiêu vạch đen xạ trùng nhau? A B C D Giải: −6 −6 λ1 D λ2 D 0,4 10 ,56 10 Khoảng vân: i1 = = = 0,8 mm; i = = = 1,12 mm −3 −3 a a 10 10 Vị trí hai vân tối trùng nhau: x = (k1+0,5) i1 = (k2 + 0,5)i2 -> (k1+0,5) 0,8 = (k2 + 0,5)1,12 > 5(k1 + 0,5) = 7(k2 + 0,5) k 2+1 > 5k1 = 7k2 + > k1 = k2 + 5k −1 k−1 Để k1 nguyên 2k2 + = 5k > k2 = = 2k + 2 Để k2 nguyên k – = 2n -> k = 2n +1 với n = 0, 1, 2, k2 = 5n + và k1 = k2 + k = 7n + Suy x = (7n + + 0,5)i1 = (7n + + 0,5)0,8 = 5,6n + 2,8 10 ≤ x ≤ 30 > 10 ≤ x = 5,6n + 2,8 ≤ 30 -> ≤ n ≤ Có giá trị n Chọn đáp án C Câu 20: Một lắc lò xo có khối lượng m dao động cưỡng ổn định tác dụng ngoại lực biến thiên điều hoà với tần số f Khi f = f1 thì vật có biên độ là A1, f = f2 (f1 < f2 < 2f1) thì vật có biên độ là A2, biết A1 = A2 Độ cứng lò xo là f +3 f ¿ ¿ A k = 2m(f2 + f1)2 B k = π m¿ ¿ f −f ¿2 ¿ C k = 42m(f2 - f1)2 D k = π m¿ ¿ k Giải Tần số riêng lắc f0 = Khi f = f0 thì A = Amax f02 2π m Đồ thi phụ thuộc biên độ dao động cưỡng vào tần số ngoại lực hình vẽ A Biên độ dao độn cưỡng phụ thuộc f – f0 Khi f = f0 thì A = Amax Am Do A1 = A2 nên f0 – f1 = f2 – f0 > ax 2f0 = f1 + f2 -> A1= A2 2 4f0 = (f1 + f2) > k -> = (f1 + f2)2 m 4π Do đó k = 2m(f2 + f1)2 Chọn đáp án A √ f1 f0 f2 f (3)