CHUYÊN ĐỀ SÓNG ÁNH SÁNG (ÔN THI ĐẠI HỌC)

www.facebook.com/hocthemtoan

  Email:doanvluong@gmail.com Trang 1 CHƢƠNG : TÍNH CHẤT SÓNG CỦA ÁNH SÁNG A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT I. Tán sắc ánh sáng. * Sự tán sắc ánh sáng: * Ánh sáng đơn sắc, ánh sáng trắng -  -   - -  - trong   * Ứng dụng của sự tán sắc ánh sáng -Máy qu   -H    Phương pháp giải: Áp dụng các công thức của lăng kính :  1 = n sinr 1 sini 2 = n sinr 2 A = r 1 + r 2 D = i 1 + i 2  A  1 = nr 1 ; i 2 = nr 2 ; D = (n  1)A  D min 12 min 1 12 2 2 A rr D i A ii             min sin sin 22 DA A n     1 > n 2 i > i gh  gh = 2 1 n n   tim do tim do n n n          II. Nhiễu xạ ánh sáng – Giao thoa ánh sáng. a. Nhiểu xạ ánh sáng:  . b. Hiện tượng giao thoa ánh sáng -   - +N  nhaug. + -giao thoa nhau:  , sáng    ( vân trung tâm) . +trung tâm màu  -   Email:doanvluong@gmail.com Trang 2 c.Vị trí vân, khoảng vân trong giao thoa ánh sáng khe Young x s = k a D  ;  Z.  x t = (2k + 1) a D 2  ;  Z. : i = a D  . =>  ia D   +   => í vân sáng: x s = ki =>  x t = (2k + 1)i/2 d. Thí nghiệm Young có bản mặt song song : -   1  1 M = (d 1  e)+ n.e  2  2 M = d 2 -   = S 2 M  S 1 M = d 2  d 1  e )1( n = D xa. - e )1( n -  x s = k a D  + )1( . n a De -  x t = (k + 0,5) a D  + )1( . n a De -  0 x  0 x = )1( . n a De e. Bước sóng và màu sắc ánh sáng  trong chân không.      : Màu sắc Bước sóng trong chân không (  m) Bước sóng trong chân không (nm)  0,640  0,760 640  760 Cam 0,590  0,650 590  650 Vàng 0,570  0,600 570  600  0,500  0,575 500  575 Lam 0,450  0,510 450  510 Chàm 0,430  0,460 430  460 Tím 0,380  0,440 380  440 III. Quang phổ. a. Máy quang phổ lăng kính  h chùm sáng    - song. -  -   b. Các loại quang phổ S 1 D S 2 d 1 d 2 I O x M a M O D 1 S 2 S 1 d 2 d x e , n   Email:doanvluong@gmail.com Trang 3 Quang phổ liên tục Quang phổ vạch phát xạ Quang phổ vạch hấp thụ Định nghĩa         .                    trên  Nguồn phát              phát ra          phát ra. -   . -chúng    Đặc điểm               -  đặc trƣng   -  -Còn              Ứng dụng              .            n    IV. Tia hồng ngoại – Tia tử ngoại -Tia X. a. Phát hiện tia hồng ngoại và tử ngoại     b.Dùng ống Cu-lít-giơ tạo ra tia X:  hai  -  -    b.Các tia Tiêu đề Tia hồng ngoại Tia tử ngoại Tia X Bản chất Cùng là   Bƣớc sóng 7,6.10 -7 m 10 -3 m. 3,8.10 -7 m  10 -8 m 10 -8 m 10 -11 m Nguồn phát  Trên 0 0 K    2000 0 C:  màn hình tivi. -ông tia X -ông Cu-lit- - Tính chất  - - - -  -  - -B -   tia có  nm                  -Có      -        Ứng dụng -S -L -C  - tiêuquay phim HN   - t -  -C;  -  -C   Email:doanvluong@gmail.com Trang 4 c.Thang sóng điện từ.    +   làm on hóa khơng khí. V -Sắp xếp thang sóng điện từ theo thứ tự bước sóng giảm dần (hay tần số tăng dần):  :    Ánh sáng tím Ánh     Tia X Tia  Sóng Radio 10 -11 10 -8 3,810 -7 7,610 -7 10 -2 -Sắp xếp thang sóng điện từ theo thứ tự bước sóng tăng dần (hay tần số giảm dần): 4 10 2 10 1 2 10 4 10 6 10 8 10 10 10 12 10 14 10 (m) Phuong phap vo tuyen Phuong phap chup anh Phuong phap quang dien Phuong phap nhiet dien Phuong phap ion hoa Sóng vô tuyến điện May phat vo tuyen dien Tia hồng ngoại 0 Vat nong duoi 500 C Ánh sáng nhìn thấy Cac nguon sang Tia tử ngoại 0 Vat nong tren 2000 C Tia X Ong tia X Tia gamma Su phân ra phong xa Thu Phat   Email:doanvluong@gmail.com Trang 5 B. CÁC DẠNG BÀI TẬP 1. Sự tán sắc ánh sáng . a. Kiến thức:     :(n đỏ < n cam < n vàng < n lục < n lam < n chàm < n tím .) =>Tia màu đỏ lệch ít nhất, tia màu tím lệch nhiều nhất.  = f c  8 m/s.  nnf c f v   . Khi tr  kính:  1 = nsinr 1 ; sini 2 = nsinr 2 ; A = r 1 + r 2 ; D = i 2 + i 2 - A. Khi i 1 = i 2 (r 1 = r 2 ) thì D = D min  min 2 DA = n sin 2 A  + Khi   1  0  i 1 = nr 1 ; i 2 = nr 2 ; A = r 1 + r 2 ; D = A(n  1); D min = A(n  1).  còn   1 sini 1 = n 2 sini 2 . b.Bài tập: Bài 1.   4 3 . Giải Bài 1. Ta có:  nnf c f v   = 0,48 m. Bài 2. m và tr 0,4 m.  Giải Bài 2. Ta có:  n   n = '   = 1,5. Bài 3.  = 0,60  n = 1,5. Giải Bài 3. Ta có: f =  c = 5.10 14 Hz; T = f 1 = 2.10 -15 s; v = n c = 2.10 8 m/s;  f v = n  = 0,4 m. Bài 4.  0   0  Giải Bài 4. Ta có: sinr 1 = 1 sini n = 0,58 = sin35,3 0  r 1 = 35,3 0  r 2 = A  r 1 = 24,7 0 ; sini 2 = nsinr 2 = 0,63 = sin38,0 0  i 2 = 38,8 0  D = i 2 + i 2  A = 38,8 0 . Bài 5.  0  hai tia này. Giải Bài 5. Vsin 2 min AD d  = n d sin 2 A = sin49,2 0  2 min AD d  = 49,2 0 D dmin = 2.49,2 0  A = 38,4 0 = 38 0 sin 2 min AD t  = n t sin 2 A = sin50 0  2 min AD t  = 50 0 D tmin = 2.50 0  A = 40 0 . Bài 6.  0    Giải Bài 6. V A và i 1  10 0 ) ta có: D = (n   d = (n d = 1)A; D t = (n t  1)A. D = D t  D d = (n t  n d )A = 0,168 0   Bài 7.   0   Giải Bài 7. Ta có: sini = nsinr = nsin(90 0   0  i) = ncosi  n = tani = 3 .   Email:doanvluong@gmail.com Trang 6 Bài 8.   0   Giải Bài 8. Ta có: sinr d = sin d i n = 0,574 = sin35 0 ; sinr t = sin t i n = 0,555 = sin33,7 0  r = r d  r t = 1,3 0 . Bài 9.(ĐH-2011):  0       ánh sáng tím là n t  A. 5,4 mm. B. 36,9 mm. C. 4,5 mm. D. 10,1 mm. Giải: D = (n-1)A Ta có: D t = (1,685-1)6; D  = (1,642-1)6 (M  : l= d (tagD t - tagD ) = 1200(tan(0,685x6) -tan(0,642x6) ) l= d (tagD t - tagD ) = 5,429719457 (mm) = 5,4mm.  Bài 10:  0 . Chi     n t  A. 6,28mm. B. 12,60 mm. C. 9,30 mm. D. 15,42 mm. Giải:  D  = (n   1)A = 3 0 D t = (n t  1)A = 3,36 0    OT = dtanD   dD t    dD  => a = d(D t - D  ) = d.0,36. 180  = 0,01256m => a = 12,56mn  12,6 mm. Đáp án B Bài 11:.ng A = 120 0 ,  2 .       Giải: sini gh = n 1 < 2 1 ;i gh < 45 0  0 sinr = n isin = n2 3 < 22 3 => r < 37,76 0 r max = 37,76 0  gh => ng song  B Bài 12:   0  3 và 2   A. 1,58. B. 0,91 C. 1,73. D. 1,10 Giải:  sinr = sini/n sinr t = 2 1 3 60sin60sin 00  t n ;r t = 30 0 sinr  = 61,0 4 6 2 60sin60sin 00  đ n r   38 0  t và h   H  T d A D t  i r     C  B A  i  H i I 2 I 1 d = 2m O  T   Email:doanvluong@gmail.com Trang 7 Xét các tam giác vuông I 1 I 2 T và I 1 I 2  Góc I 1 I 2  t ; Góc I 1 I 2   h t = I 1 I 2 cosr t . h  = I 1 I 2 cosr  . => 10,1099,1 38cos 30cos cos cos 0 0  đ t đ t r r h h . Chọn D Bài 13.   Trong  min D ?  o A 60 và o min D 30 .  Giải: Ta có min DD  1 i  2 i .  oo min 30 60 DA sin sin 2 2 n 2 1,41 A 60 sin sin 22                  Cách 2: r 1 +r 2 =A mà r 1 +r 2 = 60 0  r 1 = 30 0  min = i 1 + i 2 A =2i 1  A  i 1 = min 2 DA = 45 0  1 =45 0 và r 1 = 30 0 ta có sini 1 = n.sinr 1  n = 0 1 0 1 2 sin sin 45 2 2 1,414 1 sin sin30 2 i r     Bài 14:  n2  0 =   1.  min ? tính D min . 2.    0 = 0,366. Giải: 1.  1 2 1 2 i i r r    12 A rr 2  . Và 0 11 A2 Sini nsin r nsin 2sin30 . 22     0 1 2 i arcsin 45 2      0 0 0 min D 2i A 90 60 30 .     2. Ta có 0 gh gh 11 sini i 45 n 2     .  2min = i gh = 45 0 0 1max 2 r A r 60 45 15       0 1max 1max sini nsinr 2sin15 0,366   0 1max i 21,47  1  0  0   0 0 0 min i 45 21,47 23,53 .    Bài 15:  0      d  t = 1.68. a.  b.  Giải: a.      Email:doanvluong@gmail.com Trang 8   b.  d =(n  -1)A;  t =(n t -1)A   = D t  D  = =(n t -n  )A = (1,68-1,64). 4.3,14 180 =0,00279(rad). x = d( tanD t  tanD  ) d(D t  D  ) =1.0,00279(m) =2,79(mm) Bài 16:  0     t   A. 0,426 cm. B. 1,816 cm. C. 2,632 cm. D. 0,851 cm. Giải:     tanr t ) r i sin sin = n => sinr = sini/n = r i sin sin = n2 1 tanr = r r cos sin = r r 2 sin1 sin  = 2 4 1 1 2 1 n n  = 14 1 2 n tanr  = 1329,1.4 1 2  = 0,406; tanr t = 1343,.1.4 1 2  = 0,401 a = h (tanr   tanr t ) = 2(0,406  0,401) = 0,01m = 1cm    0 = 2 3a = 0,866 cm. Chọn đáp án D Bài 17:   v = 1,5 và n t = 1,52.  A. 0,77 0 B. 48,59 0 C. 4,46 0- D. 1,73 0 . Giải 1 = 30 0 Nên sini = n V sin 30 0   V = 48, 59 0 Sinr t = sini/n t = sin 48,59 0 /1,52= 0,493 r t = 29,57 0 -  t = 60 0  29,57 0 = 30,43 0  t = 1,52.sin30,43 0  t = 50,34 0  -48,59 = 1,75 0 Chọn D Bài 18:  0   A. 0,146 cm. B. 0,0146 m. C. 0,0146 cm. D. 0,292 cm. Giải:    a = e (tanr   tanr t ) (cm) r i sin sin = n => sinr = sini/n = r i sin sin = n2 3 tanr = r r cos sin = r r 2 sin1 sin  = 2 4 3 1 2 3 n n  = 34 3 2 n tanr t = 3732,1.4 3 2  = 0,5774; tanr  = 37,.1.4 3 2  = 0,592 a = e (tanr   tanr t ) = 2(0,592  0,5774) = 0,0292 (cm) => h = asin(90 0  i) = asin30 0 = a/2 = 0,0146 cm.Đáp án A    b h i r t r  V T  h i I i H   Email:doanvluong@gmail.com Trang 9 Bài 19:   0     0 . C. chùm sáng phân   Giải:    0 nên chùm tia ló là  0 .  u đáp án B Bài 20:   0    t   A. 0,426 cm. B. 1,816 cm. C. 2,632 cm. D. 0,851 cm. Giải:     tanr t ) r i sin sin = n => sinr = sini/n = r i sin sin = n2 1 tanr = r r cos sin = r r 2 sin1 sin  = 2 4 1 1 2 1 n n  = 14 1 2 n tanr  = 1329,1.4 1 2  = 0,406; tanr t = 1343,.1.4 1 2  = 0,401 a = h (tanr   tanr t ) = 2(0,406  0,401) = 0,01m = 1cm   tím ()  => 0 = 2 3a = 0,866 cm. c.Trắc nghiệm: Câu 1. Chiu mt tia sáng trng nm trong mt tit din thng ca m vuông góc vi mt bên ct quang cng 30 0 . Bit chit sut ci vi tia  i vi tia tím là 1,6. Tính góc làm b và tia ló màu tím A.4,54 0 . B.12,23 0 . C.2,34 0 . D.9,16 0 . Giải: S dng công thc:Sin i 1 =n.sinr 1 ; Sini 2 =n.sinr 2; A=r 1 +r 2  i mt bên c 1 =0 Bm máy nhanh shift sin (n t .sin30)- shift sin (n d .sin30)=4,54 0 Câu 2. My tinh có góc chit quang A = 6 0 , có chit sui v là n  i vi tia tím là n t = 1,58. Cho mt chùm tia sáng trng hp, chiu vuông góc vi mt phng phân giác ca góc chit quang, vào mt bên c và tia tím khi ló ra kh A.0,87 0 . B.0,24 0 . C.1,22 0 . D.0,72 0 . Giải: Góc nh nên áp dng D=(n-1)A ; Bm máy nhanh: 58x6 - .54x6 =0,24 Câu 3. Mt thu kính có hai mt lc làm bng thy tinh. Chit sut ca thi vi bc x  là n 1 i vi bc x màu tím là n 2 = 1,5318. Tính khong cách gim ca thu kính i v m ca thi vi ánh sáng tím. 60 0   T Đ b h i r t r đ   Email:doanvluong@gmail.com Trang 10 A.3cm. B.1,5 cm. C.0,97 cm. D.0,56cm. Giải: Áp dng công thc: D=1/f=(n-1).(1/R 1 +1/R 2 ) Bm máy: (.514÷15) -1 - (.5318÷15) -1 t li cùng bán kính, ta có th nhm 2/30=1/15 nên bm chia 15 cho nhanh và bt sai sót) Câu 4. Mt chùm tia sáng trng song song vi trc chính ca mt thu kính thy tinh có hai mt li ging nhau bán kính R = 10,5cm, có chit sui v và tím là n  = 1,5 và n t = 1,525 thì khong cách t  và tim màu tím là: A. 0,5cm B. 1cm C. 1,25cm D. 1,5cm Giải: Bm máy : (.5 x 2÷10.5) -1 - (.525 x 2÷10.5) -1 = 0.5 Câu 5:     = 1,643, n t   A. 32,96 0  i  41,27 0 B. 0  i  15,52 0 C. 0  i  32,96 0 D. 42,42 0  i  90 0 Giải   0 49,37 1 sin  i n i đ + Tím: 0 4,36' 1 'sin  i n i t    r > A-i=60-37,49=22,51  t i > tđ in 51,22sin >38,9 0 (1) + Tia tím : r> 60- 36,4=23,6 ; sin t i >n t .sin23,6  i t >42,42 0 .  Câu 6: ng A = 45 0   2 .T  A.  B.  C.  D.  Giải :  0 2 0 22 0 2 0 11 90145sin2sin.sin4590  irnirri lam  C. + Do lamtím nn     Câu 70 0    A. 2,12mm. B. 11,15mm. C. 4,04mm. D. 3,52mm. Giải:   b = h (tanr   tanr t ) r i sin sin = n => sinr = n isin = n2 1 tanr = r r cos sin = r r 2 sin1 sin  = 2 4 1 1 2 1 n n  = 14 1 2 n tanr  = 133,1.4 1 2  = 0,40570; tanr t = 134,1.4 1 2  = 0,40218 Độ rộng của dài màu cầu vồng hiện trên đáy bể là b = h (tanr đ – tanr t ) = 1(0,40570 – 0,40218) = 0,00352 m = 3,52mm. Đáp án D h i r t r đ [...]... nghim, nờn a v D khụng i => 201 = (n-1) 2 => (n 1) 20.1 2 => Th s: n 1 20.0, 45 15 Hay n= 16 Chn A : C 0, 60 Bi 18: Trong thi nghim Yõng v giao thoa ỏnh sỏng cú a=2mm, D=2m Khi c chiu bi ỏnh sỏng cú bc súng 1 0,5m thỡ trờn mn quan sỏt c rng trng giao thoa l 8,1mm Nu chiu ng thi thờm ỏnh sỏng cú 2 thỡ thy võn sỏng bc 4 ca nú trựng vi võn sỏng bc 6 ca ỏnh sỏng 2 Trờn mn cú s võn sỏng trựng nhau quan... trớ võn sỏng: x = b.V trớ võn ti: c Khong võn: k 'D kD = n.a a 'D D x =(2k +1) = (2k +1) 2a 2na ' D D i= = a an n Vớ d 1 Trong giao thoa ỏnh sỏng qua 2 khe Young, khong võn giao thoa bng i Nu t ton bthit b trong cht lng cú chit sut n thỡ khong võn giao thoa s bng A i , n 1 B i , n 1 C i n D n.i Gii : Chn C.Vn tc ỏnh sỏng truyn trong cht lng l v = c/n, (n l chit sut ca cht lng) Nờn bc súng ỏnh sỏng... bc súng Khong cỏch t S ti mt phng hai khe l d=60cm.Khong võn o c trờn mn bng 3mm.Cho S di theo phng song song vi S1S2 v phớa S2 Hi cng sỏng ti O chuyn t cc i sang cc tiu thỡ S phi dch chuyn mt on ti thiu bng bao nhiờu A.3,75mm B.2,4mm C.0,6mm D.1,2mm Cõu 6 :Ngun sỏng S phỏt ra ỏnh sỏng n sc cú bc súng Khong cỏch t S ti mt phng hai khe l d.Hai khe cỏch mn mt on l 2,7m.Cho S di theo phng song song... Email:doanvluong@gmail.com Trang 23 H võn trựng nhau: Hai võn trựng nhau khi: x1= x2 Vớ d 2: Trong thớ nghim Iõng v giao thoa ỏnh sỏng Khong cỏch gia hai khe l a= 1mm Khong cỏch t hai khe n mn l D =2m Ngi ta chiu ng thi hai bc x n sc cú bc súng 1 0, 5m v 2 0, 4m Xỏc nh hai v trớ u tiờn trờn mn (k t võn trung tõm ) ti ú hai võn sỏng trựng nhau D Gii : V trớ hai võn sỏng ng vi hai bc x 1 v 2 trờn mn l : x1 k1... Mụ t hỡnh nh quan sỏt c trờn mn: + Nu dựng riờng ỏnh sỏng n sc vng thỡ trờn mn thu c h võn vng + Nu dựng riờng ỏnh sỏng n sc thỡ trờn mn thu c mt h võn + Khi dựng c hai bc x trờn thỡ trờn mn thu c ng thi c h võn v h võn vng Võn trung tõm ca hai h võn ny trựng nhau, to ra mu tng hp ca v vng, gi l võn trựng Ngoi võn trung tõm l võn trựng, cũn cú cỏc v trớ cng l võn trựng (vớ d nh ti M) Vy trờn mn... võn xT trong min MN L: xM xT xN (xM; xN l ta v xM < xN (**) xT nm trong vựng kho sỏt: - S võn ti trựng trong vựng MN l s giỏ tr n tha món (**) Vớ d 5: Trong thớ nghim giao thoa I õng thc hin ng thi hai bc x n sc vi khong võn trờn mn thu c ln lt l: i1 = 0,5mm; i2 = 0,3mm Bit b rng trng giao thoa l 5mm, s v trớ trờn trng giao thoa cú 2 võn ti ca hai h trựng nhau l bao nhiờu? Gii: Khi 2 võn ti trựng... 1).i1 2 k1 p(2n 1) L L L L x p(2n 1)i1 s võn sỏng trựng võn ti l s giỏ tr ca n tha món biu thc ny 2 2 2 2 Chỳ ý: Cú th xột x xT xs 1 2 Vớ d 6: Trong thớ nghim giao thoa I õng, thc hin ng thi vi 2 ỏnh sỏng n sc khong võn giao thoa trờn mn ln lt i1 = 0,8mm, i2 = 0,6mm Bit trng giao thoa rng: L = 9,6mm Hi s v trớ m : a) x T xS ( -2,5 n 1,5 : cú 4 v trớ) 1 2 b) x S xT 1 2 i1 k2 i 0,8... võn sỏng gn nhau nht cựng mu vi võn trung tõm cú 15 võn ko tha k2 1 64 8 k 54 27 Vi ỏp ỏn D: 1 2 thỡ gia hai võn sỏng gn nhau nht cựng mu vi võn trung tõm 57 võn khụng tha k2 1 64 32 Vớ d 8: Chiu ng thi hai bc x nhỡn thy cú bc súng 1 = 0,72m v 2 vo khe Y-õng thỡ trờn on AB trờn Vi ỏp ỏn A: ta cú mn quan sỏt thy tng cng 19 võn sỏng, trong ú cú 6 võn sỏng ca riờng bc x 1, 9 võn sỏng ca riờng bc x... v B Do ú AB = 9i1 = 12i2 => 91 = 122 => 2 = 31/4 = 0,54m ỏp ỏn C Vớ d 9: Trong thớ nghim I õng v giao thoa ỏnh sỏng, khong cỏch gia hai khe a = 2mm, khong cỏch t hai khe n mn nh D = 2m Ngun S phỏt ng thi hai bc x cú bc súng 1 = 0,5m v 2= 0,4m Trờn on MN = 30mm (M v N mt bờn ca O v OM = 5,5mm) cú bao nhiờu võn ti bc x 2 trựng vi võn sỏng ca bc x 1: A 12 B 15 C 14 D 13 Gii: Khong võn: i1 = 1 D a = 0,5... k2 5n + 2; Khi ú x1 = 0,5k1 = 2n + 1 5,5 (mm) x1 = 2n + 1 35,5 (mm) => 3 n 17 Trờn on MN cú 15 võn ti bc x 2 trựng vi võn sỏng ca bc x 1: Chn B Vớ d 10: Trong thớ nghim giao thoa Iõng, thc hin ng thi vi hai bc x n sc trờn mn thu c hai h võn giao thoa vi khong võn ln lt l 1,35 (mm) v 2,25 (mm) Ti hai im gn nhau nht trờn mn l M v N thỡ cỏc võn ti ca hai bc x trựng nhau Tớnh MN: A 4,375 (mm) B 3,2 . Trang 1 CHƢƠNG : TÍNH CHẤT SÓNG CỦA ÁNH SÁNG A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT I. Tán sắc ánh sáng. * Sự tán sắc ánh sáng: . n          II. Nhiễu xạ ánh sáng – Giao thoa ánh sáng. a. Nhiểu xạ ánh sáng: 