Dạng 1: Hiện tượng tỏn sắc ỏnh sỏng.
Gợi ý cỏch giải: Vận dụng cụng thức định luật khỳc xạ ỏnh sỏng: n1.sini1 = n2.sini2. Cỏc cụng
− + = + = = = A i i D r r A r sin . n i sin r sin . n i sin 2 1 2 1 2 2 1 1
Cụng thức tớnh gúc lệch trong trường hợp gúc tới và gúc chiết quang nhỏ: D = (n – 1).A
Vớ dụ 1: Chiếu một chựm ỏnh sỏng trắng, song song, hẹp, coi như một tia sỏng, vào mặt bờn của
một lăng kớnh cú gúc chiết quang A = 600, dưới gúc tới i.
a) Tớnh gúc tạo bởi tia lú màu đỏ và tia lú màu tớm khi i = 600. Chiết suất của lăng kớnh đối với tia đỏ là nđ = 1,50 và đối với tia tớm là nt = 1,54.
b) Tớnh gúc tạo bởi tia lú màu đỏ và tia lú màu tớm trong trường hợp gúc lệch của tia màu vàng là cực tiểu. Chiết suất của lăng kớnh đối với tia màu vàng là nV = 1,52.
Hướng dẫn:
a) Xột với tia màu đỏ: Áp dụng cỏc cụng thức lăng kớnh ta tớnh được i1d = i = 600 → r1d = 35015’51” → r2d = A – r1d = 24044’9” → i2d = 38052’36”.
Xột với tia màu tớm (làm tương tự): Áp dụng cỏc cụng thức lăng kớnh ta tớnh được i1t = i = 600 → r1t = 34013’8” → r2d = A – r1d = 25046’52” → i2d = 40043’23”.
Gúc lệch giữa tia lú màu đỏ và tia lú màu tớm là: i2t – i2d = 1050’47”.
b) Khi tia màu vàng cú gúc lệch đạt cực tiểu thỡ i1v = i2v, r1v = r2v = A/2 = 300. Áp dụng cụng thức lăng kớnh sini1v = nv.sinr1v suy ra i1v = 49027’51”.
Xột với tia màu đỏ: Áp dụng cỏc cụng thức lăng kớnh ta tớnh được i1d = i1v = 49027’51” → r1d = 30026’31” → r2d = A – r1d = 29033’29” → i2d = 47043’40”.
Xột với tia màu tớm (làm tương tự): Áp dụng cỏc cụng thức lăng kớnh ta tớnh được i1t = i1v = 49027’51” → r1t = 29034’17” → r2d = A – r1d = 30025’43” → i2d = 51015’23”.
Gúc lệch giữa tia lú màu đỏ và tia lú màu tớm là: i2t – i2d = 3031’43”.
Vớ dụ 2: Trong một thớ nghiệm người ta chiếu một chựm ỏnh sỏng đơn sắc song song hẹp vào
cạnh của một lăng kớnh cú gúc chiết quang A = 80 theo phương vuụng gúc với mặt phẳng phõn giỏc của gúc chiết quang. Đặt một màn ảnh E song song và cỏch mặt phẳng phõn giỏc của gúc chiết quang 1m. Trờn màn E ta thu được hai vết sỏng. Sử dụng ỏnh sỏng vàng, chiết suất của lăng kớnh là 1,65 thỡ khoảng cỏch giữa hai vết sỏng trờn màn là:
A. 9,1 cm. B. 8,5 cm. C. 8,02 cm. D. 7,68 cm.
Hướng dẫn: Cụng thức tớnh gúc lệch cực tiểu đối với lăng kớnh cú gúc chiết quang nhỏ và gúc
tới nhỏ là D = (n – 1)A = 5,20.. Khoảng cỏch từ lăng kớnh tới màn tới là AE = 1m, khoảng cỏch giữa hai vệt sỏng là EM = AE. tanD ≈ AE.D = 9,1 cm.
Đỏp ỏn: Chọn A.
Dạng 2: Hiện tượng giao thoa ỏnh sỏng (thớ nghiệm Y-õng). Gợi ý cỏch giải: Áp dụng cụng thức tớnh khoảng võn i =
a D . λ , cụng thức xỏc định vị trớ võn sỏng: xk = k.i.
Vớ dụ 1: Trong thớ nghiệm giao thoa ỏnh sỏng của Y-õng, người ta chiếu tới hai khe sỏng bằng
ỏnh sỏng đơn sắc cú bước súng λ. Khoảng cỏch giữa hai khe là 0,6mm, khoảng cỏch từ hai khe tới màn ảnh là 2m. Trờn màn người ta đo được khoảng cỏch giữa 15 võn sỏng liờn tiếp là 2,8cm. Tớnh bước súng ỏnh sỏng.
Hướng dẫn:
Theo bài ra khoảng cỏch giữa 15 võn sỏng liờn tiếp trờn màn là 2,8cm suy ra khoảng võn i = 2,8/14 = 0,2cm = 2mm. Áp dụng cụng thức tớnh khoảng võn i = a D . λ ta suy ra D a .i = λ = 6.10-7m = 0,6μm.
Vớ dụ 2: Hai khe Y-õng cỏch nhau 3mm được chiếu bằng ỏnh sỏng đơn sắc cú bước súng
0,60àm. Cỏc võn giao thoa được hứng trờn màn cỏch hai khe 2m. Tại điểm M cỏch võn trung tõm 1,2 mm cú A. võn sỏng bậc 2. B. võn sỏng bậc 3. C. võn sỏng bậc 4. D. võn tối. Hướng dẫn: Khoảng võn a D i= λ = 0,4mm k.i = 3.0,4mm =1,2mm k = 4 , 0 2 , 1 2 , 1 = i = 3.
Vậy tại điểm M cú võn sỏng bậc 3. Đỏp ỏn: Chọn B. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
II. CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP
5.1. Phỏt biểu nào sau đõy là khụng đỳng?
A. Ánh sỏng trắng là tập hợp của vụ số cỏc ỏnh sỏng đơn sắc cú màu biến đổi liờn tục từ đỏ đến tớm.
B. Chiết suất của chất làm lăng kớnh đối với cỏc ỏnh sỏng đơn sắc là khỏc nhau. C. Ánh sỏng đơn sắc khụng bị tỏn sắc khi đi qua lăng kớnh.
D. Khi chiếu một chựm ỏnh sỏng mặt trời đi qua một cặp hai mụi trường trong suốt thỡ tia tớm bị lệch về phớa mặt phõn cỏch hai mụi trường nhiều hơn tia đỏ.
5.2. Một chựm ỏnh sỏng mặt trời cú dạng một dải sỏng mỏng, hẹp rọi xuống mặt nước trong một bể nước tạo nờn ở đỏy bể một vết sỏng
A. cú màu trắng dự chiếu xiờn hay chiếu vuụng gúc. B. cú nhiều màu dự chiếu xiờn hay chiếu vuụng gúc.
C. cú nhiều màu khi chiếu xiờn và cú màu trắng khi chiếu vuụng gúc. D. cú nhiều màu khi chiếu vuụng gúc và cú màu trắng khi chiếu xiờn.
5.3. Cho cỏc chựm ỏnh sỏng: trắng, đỏ, vàng, tớm. Nhận xột nào sau đõy là khụng đỳng? A. Chựm ỏnh sỏng trắng bị tỏn sắc khi đi qua lăng kớnh.
B. Chựm ỏnh sỏng trắng qua mỏy quang phổ sẽ thu được quang phổ liờn tục. C. Mỗi chựm ỏnh sỏng trờn đều cú một bước súng xỏc định.
D. Chựm sỏng tớm bị lệch về phớa đỏy lăng kớnh nhiều nhất nờn chiết suất của lăng kớnh đối với nú lớn nhất.
5.4. Nguyờn nhõn gõy ra hiện tượng tỏn sắc ỏnh sỏng Mặt Trời trong thớ nghiệm của Niu-tơn là: A. gúc chiết quang của lăng kớnh trong thớ nghiệm chưa đủ lớn.
B. chiết suất của lăng kớnh đối với cỏc ỏnh sỏng đơn sắc là khỏc nhau. C. bề mặt của lăng kớnh trong thớ nghiệm khụng nhẵn.
D. chựm ỏnh sỏng mặt trời đó bị nhiễu xạ khi đi qua lăng kớnh.
5.5. Trong một thớ nghiệm người ta chiếu một chựm ỏnh sỏng đơn sắc song song hẹp vào cạnh của một lăng kớnh cú gúc chiết quang A = 80 theo phương vuụng gúc với mặt phẳng phõn giỏc của gúc chiết quang. Đặt một màn ảnh E song song và cỏch mặt phẳng phõn giỏc của gúc chiết quang 1m. Trờn màn E ta thu được hai vết sỏng. Sử dụng ỏnh sỏng vàng, chiết suất của lăng kớnh là 1,65 thỡ gúc lệch của tia sỏng là:
A. 4,00. B. 5,20. C. 6,30. D. 7,80.
5.6. Trong thớ nghiệm giao thoa ỏnh sỏng trắng của Y-õng trờn màn quan sỏt thu được hỡnh ảnh giao thoa gồm
A. chớnh giữa là vạch sỏng trắng, hai bờn cú những dải màu. B. một dải màu cầu vồng biến thiờn liờn tục từ đỏ đến tớm. C. cỏc vạch sỏng trắng và vạch tối xen kẽ cỏch đều nhau.
5.7. Trong một thớ nghiệm đo bước súng ỏnh sỏng thu được một kết quả λ = 0,526μm. Ánh sỏng dựng trong thớ nghiệm là ỏnh sỏng màu
A. đỏ. B. lục. C. vàng. D. tớm.
5.8. Trong một thớ nghiệm giao thoa ỏnh sỏng, đo được khoảng cỏch từ võn sỏng thứ tư đến võn sỏng thứ 10 ở cựng một phớa đối với võn sỏng trung tõm là 2,4 mm, khoảng cỏch giữa hai khe Y-õng là 1mm, khoảng cỏch từ màn chứa hai khe tới màn quan sỏt là 1m. Bước súng ỏnh sỏng dựng trong thớ nghiệm là
A. 0,40 μm. B. 0,45 μm. C. 0,68 μm. D. 0,72 μm.
5.9. Hai khe Y-õng cỏch nhau 5mm được chiếu bằng ỏnh sỏng đơn sắc cú bước súng 0,75 μm. Cỏc võn giao thoa được hứng trờn màn cỏch hai khe 1,2m. Tại điểm M cỏch võn trung tõm 0,9 mm cú
A. võn sỏng bậc 2. B. võn sỏng bậc 5. C. võn tối bậc 2. D. võn tối bậc 3. 5.10. Trong một thớ nghiệm về giao thoa ỏnh sỏng. Hai khe Y-õng cỏch nhau 3mm, hỡnh ảnh giao thoa được hứng trờn màn ảnh cỏch hai khe 3m. Sử dụng ỏnh sỏng trắng cú bước súng từ 0,40 μm đến 0,75 μm. Trờn màn quan sỏt thu được cỏc dải quang phổ. Bề rộng của dải quang phổ thứ nhất (ngay sỏt vạch sỏng trắng trung tõm) là
A. 0,35 mm. B. 0,45 mm. C. 0,50 mm. D. 0,55 mm. 5.11. Phỏt biểu nào sau đõy là khụng đỳng?
A. Trong mỏy quang phổ, ống chuẩn trực cú tỏc dụng tạo ra chựm tia sỏng song song. B. Trong mỏy quang phổ, buồng ảnh nằm ở phớa sau lăng kớnh.
C. Trong mỏy quang phổ, lăng kớnh cú tỏc dụng phõn tớch chựm ỏnh sỏng phức tạp song song thành cỏc chựm sỏng đơn sắc song song.
D. Trong mỏy quang phổ, quang phổ của ỏnh sỏng thu được trong buồng ảnh luụn là một dải sỏng cú màu sắc như cầu vồng.
5.12. Quang phổ liờn tục của một vật
A. phụ thuộc vào bản chất của vật núng sỏng. B. phụ thuộc vào nhiệt độ của vật núng sỏng. C. khụng phụ thuộc vào nhiệt độ của vật núng sỏng. D. phụ thuộc vào nhiệt độ và bản chất của vật núng sỏng. 5.13. Phỏt biểu nào sau đõy là khụng đỳng? (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
A. Quang phổ vạch phỏt xạ của cỏc nguyờn tố khỏc nhau thỡ khỏc nhau về số lượng vạch màu, màu sắc vạch, vị trớ và độ sỏng tỉ đối của cỏc vạch quang phổ.
B. Mỗi nguyờn tố húa học ở trạng thỏi khớ hay hơi ở ỏp suất thấp được kớch thớch phỏt sỏng cú một quang phổ vạch phỏt xạ đặc trưng.
C. Quang phổ vạch phỏt xạ là những dải màu biến đổi liờn tục nằm trờn một nền tối. D. Quang phổ vạch phỏt xạ là một hệ thống cỏc vạch sỏng màu nằm riờng rẽ trờn một nền tối.
5.14. Khẳng định nào sau đõy là đỳng?
A. Vị trớ vạch tối trong quang phổ hấp thụ của một nguyờn tố trựng với vị trớ vạch sỏng màu trong quang phổ vạch phỏt xạ của nguyờn tố đú.
B. Trong quang phổ vạch hấp thụ cỏc võn tối cỏch đều nhau.
C. Trong quang phổ vạch phỏt xạ cỏc võn sỏng và cỏc võn tối cỏch đều nhau. D. Quang phổ vạch của cỏc nguyờn tố húa học đều giống nhau ở cựng một nhiệt độ. 5.15. Phỏt biểu nào sau đõy là đỳng?
A. Tia hồng ngoại cú tần số cao hơn tần số của tia sỏng vàng. B. Tia tử ngoại cú bước súng lớn hơn bước súng của tia sỏng đỏ. C. Bức xạ tử ngoại cú tần số cao hơn tần số của bức xạ hồng ngoại.
D. Bức xạ tử ngoại cú chu kỡ lớn hơn chu kỡ của bức xạ hồng ngoại.
5.16. Bức xạ cú bước súng trong khoảng từ 10-9m đến 4.10-7m thuộc loại nào trong cỏc loại bức xạ dưới đõy?
A. Tia X. B. Ánh sỏng nhỡn thấy. C. Tia hồng ngoại. D. Tia tử ngoại. 5.17. Phỏt biểu nào sau đõy là khụng đỳng?
A. Tia hồng ngoại và tia tử ngoại đều cú cựng bản chất là súng điện từ. B. Tia hồng ngoại cú bước súng nhỏ hơn tia tử ngoại.
C. Tia hồng ngoại và tia tử ngoại đều là những bức xạ khụng nhỡn thấy. D. Tia hồng ngoại và tia tử ngoại đều cú tỏc dụng nhiệt
5.18. Chiếu một chựm ỏnh sỏng trắng, song song, hẹp, coi như một tia sỏng, vào mặt bờn của một lăng kớnh cú gúc chiết quang A = 600, dưới gúc tới i.
a)Tớnh gúc tạo bởi tia lú màu đỏ và tia lú màu tớm khi i = 600. Chiết suất của lăng kớnh đối với tia đỏ là nđ = 1,50 và đối với tia tớm là nt = 1,54.
b)Tớnh gúc tạo bởi tia lú màu đỏ và tia lú màu tớm trong trường hợp gúc lệch của tia màu vàng là cực tiểu. Chiết suất của lăng kớnh đối với tia màu vàng là nV = 1.52.
5.19. Trong thớ nghiệm giao thoa ỏnh sỏng của Y-õng, người ta chiếu tới hai khe sỏng bằng ỏnh sỏng đơn sắc cú bước súng λ. Khoảng cỏch giữa hai khe là 0,6mm, khoảng cỏch từ hai khe tới màn ảnh là 2m. Trờn màn người ta đo được khoảng cỏch giữa 15 võn sỏng liờn tiếp là 2,8cm. Tớnh bước súng ỏnh sỏng.
5.20.* Trong thớ nghiệm giao thoa ỏnh sỏng của Y-õng, hai khe được chiếu bởi bằng nguồn sỏng đơn sắc cú bước súng λ = 0,6àm. Khoảng cỏch giữa hai khe là a = 1,2mm, khoảng cỏch từ mặt phẳng chứa hai khe tới màn quan sỏt là D = 2m.
a)Tớnh khoảng võn.
b)Tại cỏc điểm M và N trờn màn, ở cựng một phớa đối với võn sỏng chớnh giữa, cỏch võn này lần lượt là 0,6cm và 1,55cm cú võn sỏng hay võn tối? Trong khoảng giữa M và N cú bao nhiờu võn sỏng.
5.21.* Trong thớ nghiệm giao thoa ỏnh sỏng của Y-õng, người ta sử dụng ỏnh sỏng đơn sắc cú bước súng λ. Khoảng cỏch giữa hai khe Y-õng là 0,64mm. Khoảng cỏch từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn ảnh là 2m. Khoảng cỏch giữa hai võn sỏng liờn tiếp trờn màn là 2mm.
a)Tớnh bước súng λ.
b)Xỏc định vị trớ võn sỏng thứ 4 kể từ võn sỏng trung tõm. c)Xỏc định vị trớ võn tối thứ 3 kể từ võn sỏng trung tõm.
5.22.* Trong thớ nghiệm giao thoa ỏnh sỏng của Y-õng, người ta chiếu tới hai khe bằng ỏnh sỏng trắng. Khoảng cỏch giữa hai khe là 0,5 mm, khoảng cỏch từ màn chứa hai khe tới màn quan sỏt là 2 m. Hóy tớnh bề rộng của quang phổ liờn tục bậc 1 và bậc 2 thu được trờn màn. Biết bước súng của ỏnh sỏng đỏ là 0,75 μm, của ỏnh sỏng tớm là 0,40 μm.
Cỏc cõu hỏi và bài tập tổng hợp
5.23. Hiện tượng nào dưới đõy khẳng định ỏnh sỏng cú tớnh chất súng? A. Hiện tượng phản xạ. B. Hiện tượng khỳc xạ. C. Hiện tượng tỏn sắc. D. Hiện tượng giao thoa.
5.24. Trong thớ nghiệm giao thoa ỏnh sỏng của Y-õng trong khụng khớ, hai khe cỏch nhau 3mm được chiếu bằng ỏnh sỏng đơn sắc cú bước súng 0,60 μm, màn quan cỏch hai khe 2m. Sau đú đặt toàn bộ thớ nghiệm vào trong nước cú chiết suất 4/3, khoảng võn i quan sỏt trờn màn là
A. 0,4m. B. 0,3m. C. 0,4mm. D. 0,3mm.
5.25. Trong thớ nghiệm về giao thoa ỏnh sỏng, hai khe Y-õng cỏch nhau 3mm, hỡnh ảnh giao thoa được hứng trờn màn ảnh cỏch hai khe 3m. Sử dụng ỏnh sỏng trắng cú bước súng từ 0,40 μm đến 0,75 μm. Trờn màn quan sỏt thu được cỏc dải quang phổ. Bề rộng của dải quang phổ thứ hai kể từ võn sỏng trắng trung tõm là
A. 0,45 mm. B. 0,60 mm. C. 0,70 mm. D. 0,85 mm. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
5.26.* Trong thớ nghiệm Y-õng, người ta dựng một nguồn sỏng điểm phỏt đồng thời một bức xạ màu đỏ cú bước súng 640 nm và một bức xạ màu lục. Trờn màn quan sỏt, người ta thấy giữa hai võn sỏng cựng màu với võn sỏng chớnh giữa cú 7 võn màu lục. Hỏi:
a) Giữa hai võn sỏng núi trờn cú bao nhiờu võn sỏng màu đỏ? b) Bước súng của bức xạ màu lục là bao nhiờu?
5.27.* Trong một thớ nghiệm Y-õng, khoảng cỏch giữa hai khe F1 và F2 là 1,2 mm, khoảng cỏch từ mặt phẳng chứa hai khe tới màn quan sỏt là 60 cm. Trờn màn quan sỏt người ta đo được khoảng cỏch giữa 13 võn sỏng liờn tiếp là 1,56 mm.
a) Tớnh bước súng và khoảng võn của bức xạ núi trờn.
b) Nếu đặt toàn bộ hệ thống núi trờn vào nước (chiết suất 4/3) thỡ khoảng cỏch giữa hai võn sỏng núi trờn là bao nhiờu?
5.28. Phỏt biểu nào sau đõy về hiện tượng tỏn sắclà khụng đỳng?
A. Tỏn sắc là hiện tượng một chựm ỏnh sỏng trắng hẹp bị tỏch thành nhiều chựm sỏng đơn sắc khỏc nhau.
B. Hiện tượng tỏn sắc chứng tỏ ỏnh sỏng trắng là tập hợp vụ số cỏc ỏnh sỏng đơn sắc khỏc nhau.
C. Thớ nghiệm của Niu-tơn về tỏn sắc ỏnh sỏng chứng tỏ lăng kớnh là nguyờn nhõn của hiện tượng tỏn sắc.