C. BÀI TẬP TỰ GIẢ
2.27- Một nguồn sáng điểm phát ra ánh sáng đơn sắc bước sóng được đặt trên trục một lỗ tròn có bán kính r và cách tâm lỗ tròn một khoảng R Một màn quan sát được đặt sau lỗ tròn,
tròn có bán kính r và cách tâm lỗ tròn một khoảng R. Một màn quan sát được đặt sau lỗ tròn, song song với mặt phẳng lỗ tròn và cách tâm lỗ tròn một khoảng b. Gọi M là giao điểm của trục lỗ tròn và màn quan sát, I0 là cường độ sáng tại M khi chưa đặt lỗ tròn giữa nguồn sáng và màn. Cường độ sáng tại M bằng bao nhiêu nếu:
a. Lỗ tròn chứa một đới cầu.
b. Lỗ tròn chứa một đới cầu nhưng nửa đới trên bị che. c. Lỗ tròn chứa hai đới cầu.
d. Thay màn chứa lỗ tròn bằng đĩa tròn có kích thước bằng đới cầu Fresnel thứ nhất.
2.28- Chiếu chùm tia sáng đơn sắc song song có bước sóng = 0,5m vuông góc với một khe hẹp có bề rộng b. Trên màn quan sát song song với khe hẹp và cách khe 1,5m, người ta đo được khoảng cách từ cực đại giữa đến cực tiểu nhiễu xạ thứ hai là 1,2cm. Tính góc nhiễu xạ ứng với cực tiểu nhiễu xạ thứ hai và bề rộng khe hẹp.
2.29- Chiếu chùm tia sáng đơn sắc song song có bước sóng = 0,486m vuông góc với một khe hẹp có bề rộng b. Trên màn quan sát song song với khe hẹp và cách khe 50cm, người ta đo được khoảng cách từ cực tiểu nhiễu xạ thứ nhất đến cực tiểu thứ tư là 0,45mm. Tính góc nhiễu xạ ứng với cực tiểu nhiễu xạ thứ nhất và bề rộng khe hẹp.
2.30-Một chùm tia sáng đơn sắc song song có bước sóng 1 = 0,66m được chiếu vuông góc với một khe hẹp có bề rộng b = 0,1mm. Sau khe hẹp, người ta đặt một thấu kính hội tụ có trục với một khe hẹp có bề rộng b = 0,1mm. Sau khe hẹp, người ta đặt một thấu kính hội tụ có trục chính vuông góc với mặt phẳng khe và có tiêu cự f = 50cm để quan sát ảnh nhiễu xạ trên mặt phẳng tiêu của thấu kính.
a. Xác định vị trí của cực tiểu nhiễu xạ thứ hai trên mặt phẳng tiêu của thấu kính với gốc tọa độ tại tiêu điểm của thấu kính.
b. Nếu chiếu chùm tia sáng đơn sắc song song có bước sóng 2 vuông góc với khe hẹp trên thì tại vị trí xác định ở câu a, người ta quan sát thấy cực đại nhiễu xạ thứ hai. Tính 2.
rộng b.
a. Tìm hệ thức giữa hai bước sóng 1 và 2 nếu cực tiểu nhiễu xạ thứ nhất gây bởi chùm sáng 1 trùng với cực tiểu nhiễu xạ thứ ba gây bởi chùm sáng 2.
b. Nếu 1 = 0,75m thì các cực đại nhiễu xạ bậc k1 gây bởi chùm sáng 1 trùng với cực đại nhiễu xạ bậc k2 gây bởi chùm sáng 2. Tính 2 và giá trị nhỏ nhất của k1, k2.
2.32- Một chùm tia sáng đơn sắc song song có bước sóng = 0,5m được chiếu vuông góc với một khe hẹp có bề rộng b = 5m. Sau khe hẹp, người ta đặt một thấu kính hội tụ có trục với một khe hẹp có bề rộng b = 5m. Sau khe hẹp, người ta đặt một thấu kính hội tụ có trục chính vuông góc với mặt phẳng khe và có tiêu cự f = 60cm. Một màn ảnh hình vuông cạnh 1,2m được đặt vuông góc với trục chính sao cho tâm hình vuông trùng với tiêu điểm F của thấu kính và có 2 cạnh song song với khe hẹp.
a. Tính bề rộng của cực đại giữa và khoảng cách từ cực đại giữa đến cực đại thứ ba. b. Số cực đại tối đa có thể có trên màn ảnh là bao nhiêu?
2.33- Một chùm tia sáng đơn sắc song song có bước sóng = 0,5m được chiếu vuông góc với một màn chắn chứa khe hẹp có bề rộng b. Sau khe hẹp có một màn quan sát rất rộng, song song với màn chắn.
a. Bề rộng của khe hẹp bằng bao nhiêu nếu trên màn quan sát ta chỉ quan sát thấy một dãy sáng mờ.
b. Nếu bề rộng của khe hẹp là b = 1,8m thì số cực đại và cực tiểu có thể có trên màn quan sát là bao nhiêu?
2.34-Một chùm tia sáng đơn sắc song song có bước sóng = 0,75m được chiếu vuông góc với một màn chắn chứa khe hẹp có bề rộng b. Sau khe hẹp, người ta đặt một thấu kính hội tụ tiêu cự f = 1m, có trục chính vuông góc với màn chắn. Một màn quan sát rất rộng được đặt trùng với mặt phẳng tiêu của thấu kính.
a. Tính bề rộng của khe hẹp để cực đại giữa phủ toàn bộ màn quan sát.
b. Nếu bề rộng của khe hẹp là b = 2,5m thì bậc lớn nhất của các vân tối và vân sáng là bao nhiêu ?
2.35- Một chùm sáng đơn sắc bước sóng = 0,6m được rọi vuông góc với một màn chắn chứa N khe hẹp giống nhau, song song nhau. Trên một màn quan sát ở sau và song song với màn chắn, hai cực đại chính kế tiếp được quan sát dưới các góc nhiễu xạ 1, và 2 với
2 , 0
sin1 và sin2 0,3, cực đại chính bậc 4 không thấy xuất hiện.
a. Tính khoảng cách d giữa hai khe kế tiếp và bề rộng b nhỏ nhất có thể của mỗi khe. Xác định bậc của các cực đại chính có thể quan sát được.
b. Người ta quan sát thấy giữa hai cực đại chính có một cực đại phụ. Tính số khe hẹp và số cực tiểu phụ giữa hai cực đại chính. Vẽ đồ thị mô tả định tính sự phân bố cường độ sáng trên màn quan sát.
2.36- Một chùm sáng, đơn sắc bước sóng = 0,5m được rọi vuông góc với một màn chắn chứa N = 4 khe hẹp giống nhau, song song, cách đều nhau. Mỗi khe có bề rộng b = 0,25m và hai khe kế tiếp cách nhau d = 0,75m. Ảnh nhiễu xạ được quan sát trên một màn ở sau và song song với màn chắn.
a. Có bao nhiêu cực đại chính có thể quan sát được trên màn? Có bao nhiêu cực đại phụ và cực tiểu phụ giữa hai cực đại chính?
b. Vẽ đồ thị mô tả định tính sự phân bố cường độ sáng trên màn quan sát.
2.37- Một chùm ánh sáng đơn sắc bước sóng = 0,5m được rọi vuông góc với một cách tử truyền qua rộng 4cm. Dưới góc nhiễu xạ = 300, người ta quan sát thấy vạch quang phổ bậc 4.
a. Tìm chu kỳ và tổng số vạch của cách tử.
b. Tìm số vạch cực đại chính tối đa cho bởi cách tử đó.
33 truyền qua có 2000 vạch trên 1cm.
a. Tính chu kỳ cách tử và góc nhiễu xạ ứng với vạch quang phổ bậc 2. b. Tìm số vạch cực đại chính tối đa cho bởi cách tử đó.
c. Thay chùm đơn sắc trên bằng chùm sáng trắng có bước sóng trong khoảng từ 0,4m đến 0,7m. Theo phương nhiễu xạ = 30°, những bức xạ nào cho cực đại chính, màu sắc của chúng thế nào?
2.39- Một chùm sáng gồm hai ánh sáng đơn sắc có bước sóng 1 = 0,5m và 2 = 0,4m được rọi vuông góc với một cách tử truyền qua. Một màn quan sát rất rộng được đặt sau, song song rọi vuông góc với một cách tử truyền qua. Một màn quan sát rất rộng được đặt sau, song song với cách tử và cách nó một khoảng D = 0,5m. Theo phương nhiễu xạ = 45°, người ta thấy các cực đại chính bậc nhỏ nhất của hai ánh sáng đơn sắc trên trùng nhau.
a. Tính chu kỳ cách tử.
b. Có thể quan sát được bao nhiêu vị trí mà tại đó hai cực đại chính của hai ánh sáng trùng nhau trên màn quan sát. Tính khoảng cách từ cực đại chính giữa đến các vị trí đó.
2.40- Một chùm ánh sáng gồm có hai bước sóng 1 = 0,48m và 2 = 0,72m được rọi vuông góc với một cách tử truyền qua. Sau cách tử, người ta đặt một thấu kính hội tụ tiêu cự f = góc với một cách tử truyền qua. Sau cách tử, người ta đặt một thấu kính hội tụ tiêu cự f = 30cm , có trục chính vuông góc với cách tử. Một màn quan sát được đặt trùng với mặt phẳng tiêu của thấu kính. Theo phương nhiễu xạ = 37° , người ta thấy một cực đại chính của bước sóng 1 trùng với cực đại chính bậc 4 của bước sóng 2.
a. Tính chu kỳ cách tử.
b. Có thể quan sát được bao nhiêu vị trí mà tại đó hai cực đại chính của hai bước sóng trùng nhau trên màn quan sát. Tính khoảng cách từ cực đại chính giữa đến các vị trí đó.
2.41- Một chùm ánh sáng gồm có hai bước sóng 1 = 0,4044m và 2 =0,4047m được rọi vuông góc với một cách tử truyền qua có chu kỳ d = 1,5m. Sau cách tử, người ta đặt một vuông góc với một cách tử truyền qua có chu kỳ d = 1,5m. Sau cách tử, người ta đặt một thấu kính hội tụ tiêu cự f, có trục chính vuông góc với cách tử. Một màn quan sát được đặt trùng với mặt phẳng tiêu của thấu kính. Người ta đo được khoảng cách giữa hai vạch cực đại trong quang phổ bậc 1 trên màn quan sát bằng 0,1mm. Tìm tiêu cự của thấu kính.
2.42- Một chùm ánh sáng từ hồ quang thủy ngân gồm có hai bước sóng 1 = 0,5770m và 2= 0,5791m được rọi vuông góc với một cách tử truyền qua có chu kỳ d = 2m . Sau cách tử, = 0,5791m được rọi vuông góc với một cách tử truyền qua có chu kỳ d = 2m . Sau cách tử, người ta đặt một thấu kính hội tụ tiêu cự f = 40cm, có trục chính vuông góc với cách tử. Một màn quan sát được đặt trùng với mặt phẳng tiêu của thấu kính. Xác định khoảng cách giữa hai vạch cực đại trong quang phổ bậc 1 trên màn quan sát.