Skkn một số bài tập về giao thoa ánh sáng

  • Số trang: 30 |
  • Loại file: DOC |
  • Lượt xem: 35 |
  • Lượt tải: 0
nguyen-thanhbinh

Đã đăng 8358 tài liệu

Mô tả:

Trường THPT Vĩnh Cửu Huỳnh Thị Lệ Tuyết SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỒNG NAI Đơn vị: Trường THPT Vĩnh Cửu Mã số: .......................... Chuyên đề: MỘT SỐ BÀI TẬP VỀ GIAO THOA ÁNH SÁNG Người thực hiện: HUỲNH THỊ LỆ TUYẾT Lĩnh vực nghiên cứu: Quản lý giáo dục  Phương pháp dạy học bộ môn:...................... Phương pháp giáo dục  Lĩnh vực khác: .............................................. Có đính kèm:  Mô hình  Phần mềm  Phim ảnh Chuyên đề: Một số bài tập về giao thoa ánh sáng  Hiện vật khác Trang 0 Trường THPT Vĩnh Cửu Huỳnh Thị Lệ Tuyết Năm học: 2012- 2013 Chuyên đề: Một số bài tập về giao thoa ánh sáng Trang 1 Trường THPT Vĩnh Cửu Huỳnh Thị Lệ Tuyết SƠ LƯỢC LÝ LỊCH KHOA HỌC I. THÔNG TIN CHUNG VỀ CÁ NHÂN: Họ và tên: Huỳnh Thị Lệ Tuyết Ngày tháng năm sinh: 13/07/ 1977 Nam, Nữ: Nữ Địa chỉ: Ấp Ông Hường, Xã Thiện Tân- Vĩnh cửu- Đồng Nai Điện thoại: 0613865022( CQ) 0613971582 (NR): ĐTDĐ: 0988811018 Fax: E-mail: tuyethuynhthile@yahoo.com.vn Chức vụ: Giáo viên Đơn vị công tác: Trường THPT Vĩnh Cửu II. TRÌNH ĐỘ ĐÀO TẠO - Học vị cao nhất: Cử nhân - Năm nhận bằng: 1999 - Chuyên ngành đào tạo: Vật lý III. KINH NGHIỆM KHOA HỌC - Lĩnh vực chuyên môn có kinh nghiệm: vật lý Số năm có kinh nghiệm: 14 năm - Các sáng kiến kinh nghiệm đã có trong 5 năm gần đây: Ứng dụng phần mềm Director trong dạy học vật lý. Chuyên đề: Một số bài tập về giao thoa ánh sáng Trang 2 Trường THPT Vĩnh Cửu Huỳnh Thị Lệ Tuyết I. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI: Với sự pháp triển như vũ bão của ngành công nghệ thông tin, việc tìm kiếm tài liệu cho giảng dạy không còn là vấn đề khó khăn nữa. Tuy nhiên không phải tài liệu nào cũng phù hợp với đối tượng học sinh mà giáo viên cần truyền đạt. Xuất phát từ nhu cầu đó tôi đã hệ thống lại lý thuyết và đưa ra một số bài tập sát với chương trình chuẩn và phù hợp với thực tế học tập của học sinh ở trường. Vì thời gian có hạn, tôi xin trình bày một phần trong chương giao thoa ánh sáng. Chuyên đề: Một số bài tập về giao thoa ánh sáng Trang 3 Trường THPT Vĩnh Cửu Huỳnh Thị Lệ Tuyết II. THỰC TRẠNG TRƯỚC KHI THỰC HIỆN CÁC GIẢI PHÁP CỦA ĐỀ TÀI: 1. THUẬN LỢI: Trong những năm qua tôi đã được nhà trường phân công giảng dạy bộ môn vật lý ở khối 12. 2. KHÓ KHĂN: phần lớp đối tượng dạy học chỉ ở mức độ trung bình, yếu việc soạn bài tập chỉ ở mức độ cơ bản III. NỘI DUNG CỦA ĐỀ TÀI: 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN: Dạy và học thực chất là quá trình phát và thu thông tin của thầy và trò. Để đạt được mục đích dạy học của mình tôi đã: o Tóm tắt lý thuyết giúp các em nắm vững các công thức và phương pháp khi giải các bài toán vật lý o Giúp các em đi từ vấn đề cơ bản đến vấn đề nâng cao hơn o Giải một số bài tập mẫu thật chi tiết để các em nắm vững phương pháp giải o Đưa ra một số các bài tập vận dụng để các em luyện tập thêm, giúp các em suy nghĩ và nhớ lại kiến thức cũ Tôi xin đưa ra bài tập về “ Một số bài tập về giao thoa ánh sáng” . Chuyên đề: Một số bài tập về giao thoa ánh sáng Trang 4 Trường THPT Vĩnh Cửu Huỳnh Thị Lệ Tuyết 2. NỘI DUNG: CHỦ ĐỀ 1: TÁN SẮC ÁNH SÁNG A. Tóm tắt lý thuyết: a. Định nghĩa hiện tượng tán sắc ánh sáng: Là hiện tượng ánh sáng bị tách thành nhiều màu khác nhau khi đi qua mặt phân cách của hai môi trường trong suốt. * Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng không bị tán sắc * ánh sáng đơn sắc có tần số xác định, chỉ có một màu * Bước sóng của ánh sáng đơn sắc   v f , trong chân không 0  c f 0 c     0  v n n là chiết suất của môi trường trong suốt phụ thuộc vào màu sắc ( bước sóng) ánh sáng. Đối với ánh sáng màu đỏ là nhỏ nhất, màu tím là lớn nhất. * Ánh sáng trắng là tập hợp của vô số ánh sáng đơn sắc có màu biến thiên liên tục từ đỏ đến tím * Bước sóng của ánh sáng trắng 0,4m  0,76m Chú ý: Khi truyền từ môi trường trong suốt này sang môi trường trong suốt khác vận tốc của ánh sáng , bước sóng của ánh sáng thay đổi nhưng tần số của ánh sáng không đổi. b. Công thức của lăng kính: Tại I: sin i= n.sinr Tại J: sini’= n.sinr’ Góc chiết quang của lăng kính: A= r+r’ Góc lệch của tia sáng qua lăng kính: D= i+i’-A * Trường hợp nếu các góc là nhỏ ta có các công thức gần đúng: i=n.r i’= n.r’ A= r+r’ D= (n-1).A c. Góc lệch cực tiểu: Khi tia sáng qua lăng kính có góc lệch cực tiểu thì đường đi của tia sáng đối xứng qua mặt phân giác của góc chiết quang của lăng kính. Ta có: i= i’=im ( góc tới ứng với độ lệch cực tiểu) r=r’= A/2 Dm= 2.im – A hay im= (Dm +A)/2 Sin(Dm+A)/2= nsin(A/2) Chuyên đề: Một số bài tập về giao thoa ánh sáng Trang 5 Trường THPT Vĩnh Cửu Huỳnh Thị Lệ Tuyết B. BÀI TẬP: a. Bài tập minh họa: Bài 1: Bước sóng của ánh sáng đỏ trong không khí là 0,64  m. Tính bước sóng của ánh sáng đó trong nước biết chiết suất của nước đối với ánh sáng đỏ là 4/3 Hướng dẫn: Viết công thức liên hệ giữa bước sóng ánh sáng trong môi trường và trong chân không Ta có '  v c  0,48m f nf Bài 2:Một chùm ánh sáng hẹp, đơn sắc có bước sóng trong chân không là 0,6 m. Xác định chu kỳ, tần số của ánh sáng đó. Tính tốc độ và bước sóng của ánh sáng đó khi truyền trong thủy tinh có chiết suất n=1,5. Hướng dẫn: Tần số : f  c 5.1014 Hz  Chu kỳ : T  1 2.10  15 s f Tốc độ truyền sóng: '  v c 2.108 m / s n  0,4 m n Bài 3: Một lăng kính có góc chiết quang là 60 0. Biết chiết suất của lăng kính đối với ánh sáng đỏ là 1,5. Chiếu tia sáng màu đỏ vào mặt bên của lăng kính dưới góc tới 600. Tính góc lệch của tia ló so với tia tới Hướng dẫn: sin i1 0.58 sin 35,50  r1 35,50  r2  A  r1 24,7 0 n sin i2 n sin r2 0,63 sin 38,80  i2 38,80  D i1  i2  A 38,80 Ta có: sin r1  Bài 4: Một lăng kính thủy tinh có góc chiết quang A= 60 0, có chiết suất đối với tia đỏ là 1,514. Tính góc lệch cực tiểu của tia này Hướng dẫn: sin Dm  A A n sin 0,757 sin 49,2 0  Dm 2.49,2 0  A 38,4 0 2 2 Bài 5: Một lăng kính thủy tinh có góc chiết quang A=4 0, đặt trong không khí. Chiết suất của lăng kính đối với ánh sáng đỏ và tím lần lượt là 1,643 và 1,685. Chiếu một chùm tia sáng song song hẹp gồm hai bức xạ đỏ và tím vào mặt bên của lăng kính theo phương vuông góc với mặt này. Tính góc tạo bởi tia đỏ và tia tím sau khi ló ra khỏi mặt bên kia của lăng kính. Hướng dẫn: Với A và i1 nhỏ ( 100) ta có: D=(n-1)A.  Dđ= 2,5720 ; Dtím = 2,740 Góc tạo bởi tia ló đỏ và tia ló tím là D= 0,1680 =2,93.10-3 rad/s b. Bài tập trắc nghiệm: Chuyên đề: Một số bài tập về giao thoa ánh sáng Trang 6 Trường THPT Vĩnh Cửu Huỳnh Thị Lệ Tuyết Câu 1: Bước sóng của bức xạ da cam trong chân không là 600nm thì tần số của bức xạ đó là: A. 5.1012Hz B. 5.1013Hz C. 5.1014Hz D. 5.1015Hz Câu 2: Bước sóng của một ánh sáng đơn sắc trong môi trường vật chất chiết suất n=1,6 là 600nm. Bước sóng của nó trong nước có chiết suất n’=4/3: A. 450nm B. 500nm C. 720nm D. 760nm Câu 3: Bước sóng của ánh sáng đỏ trong không khí là 0,64m. Biết chiết suất của nước đối với ánh sáng đỏ là 4/3. Bước sóng của nó là: A. 0,42m B. 0,48m C. 0,52m D. 0,85m Câu 4: Một ánh sáng đơn sắc có tần số dao động là 5.10 13Hz, khi truyền trong một môi trường có bước sóng là 600nm. Tốc độ ánh sáng trong môi trường đó bằng: A. 3.108m/s B. 3.107m/s C. 3.106m/s D. 3.105m/s Câu 5: Một lăng kính có góc chiết quang A=80. Chiết suất của thủy tinh làm lăng kính đối với ánh sáng màu đỏ và ánh sáng màu tím lần lượt là n d= 1,6444 và nt= 1,6852. Chiếu một chùm ánh sáng trắng rất hẹp, coi như một tia sáng, vào mặt bên của lăng kính theo phương vuông góc với mặt đó. Góc tạo bởi tia ló màu đỏ và tia ló màu tím là: A. 0,057rad B. 0,57rad C. 0,0057 rad D. 0,0075rad Câu 6: Chiếu một chùm tia sáng trắng, song song, hẹp (coi như một tia sáng) vào một mặt bên của một lăng kính thủy tinh, có góc chiết quang A=6 0 dưới góc tới i= 600. Biết chiết suất của lăng kính tia đỏ là 1,5 và đối với tia tím là 1,54. Góc tạo bởi tia ló màu đỏ là tia ló màu tím là: A. 0,240 B. 30 C. 3,240 D. 0,30 Câu 7: Trong một thí nghiệm người ta chiếu một chùm ánh sáng đơn sắc song song hẹp vào cạnh của một lăng kính có góc chiết quang A=8 0 theo phương vuông góc với mặt phân giác của góc chiết quang. Sử dụng ánh sáng vàng, chiết suất của lăng kính là 1,65 thì góc lệch của tia sáng là: A. 40 B. 5,20 C. 6,30 D. 7,80 Câu 8: Chiếu một chùm tia sáng trắng song song, hẹp coi như một tia sáng vào mặt bên của một lăng kính có góc chiết quang A=45 0 dưới góc tới i1= 600. Biết chiết suất của lăng kính với tia đỏ là nd= 1,5. Góc ló của tia màu đỏ bằng: A. 9,740 B. 450 C. 35,260 D. 14,70 Câu 9: Chiếu một chùm tia sáng trắng song song, hẹp coi như một tia sáng vào mặt bên của một lăng kính có góc chiết quang A=9 0, dưới góc tới i1= 60. Biết chiết suất của lăng kính với tia màu vàng là n=1,52. Góc lệch của tia màu vàng bằng: A. 30 B. 3,120 C. 4,50 D. 4,680 Câu 10:Chiếu vào mặt bên một lăng kính có góc chiết quang A=50 0 một chùm ánh sáng trắng hẹp coi như một tia sáng dưới góc tới i. Biết góc lệch của tia màu tím là cực tiểu Dmin. Chiết suất của lăng kính đối với tia tím là n t= 1,54. Giá trị của Dmin bằng: Chuyên đề: Một số bài tập về giao thoa ánh sáng Trang 7 Trường THPT Vĩnh Cửu A. 31,20 C. 250 Huỳnh Thị Lệ Tuyết B. 40,60 D. Một giá trị khác Đáp án: Câu Đáp án 1 C 2 A 3 B 4 B 5 C 6 A Chuyên đề: Một số bài tập về giao thoa ánh sáng 7 B 8 D 9 D 10 Trang 8 Trường THPT Vĩnh Cửu Huỳnh Thị Lệ Tuyết CHỦ ĐỀ 2: GIAO THOA ÁNH SÁNG A. Tóm tắt lý thuyết: a. Hiện tượng giao thoa ánh sáng:Là sự tổng hợp của hai hay nhiều sóng ánh sáng kết hợp trong không gian trong đó xuất hiện những vạch sáng và những vạch tối xen kẽ nhau. Cách vạch sáng ( vân sáng) và các vạch tối ( vân tối) gọi là vân giao thoa Hiệu đường đi của ánh sáng: d d 2  d 1  ax d H d1 A x S1 Trong đó: a=S1S2 là khoảng cách giữa hai khe d 2 I a sáng O D S D: là khoảng cách từ hai khe đến màn quan sát 2 B d1= S1A; d2= S2A x= OA: là khoảng cách từ vân trung tâm đến A M b. Vị trí vân sáng: Những chỗ hai sáng gặp nhau cùng pha, khi đó chúng tăng cường lẫn nhau và tạo nên vân sáng. Tại A có vân sáng khi hai sóng cùng pha, hiệu đường đi bằng số nguyên lần bước sóng: d 2  d1 k Vị trí vân sáng: x k D a k=0: vân sáng trung tâm k= 1: vân sáng bậc 1 k= 2: vân sáng bậc hai c. Vị trí vân tối: Những chỗ hai sóng gặp nhau ngược pha nhau, chúng triệt tiêu lẫn nhau sẽ tạo nên vân tối. Tại A có vân tối khi hai sóng ngược pha, hiệu đường đi bằng số lẻ nửa bước sóng Vị trí vân tối: x ( k  0,5) D a d. Khoảng vân i: Là khoảng cách giữa hai vân tối hoặc hai vân sáng liên tiếp i D a e. Xác định số vân sáng, vân tối trong vùng giao thoa: Số vân trên một nửa giao thoa trường: n, p  L 2i ; n là phần nguyên, p là phần thập phân Số vân sáng: N s 2.n  1 Số vân tối là : Nếu phần thập phân p<0,5 thì: N t 2n Nếu phần thập phân p 0,5 thì Nt= 2(n+1) L(m) là bề rộng vùng giao thoa, bề rộng trường giao thoa f. Giao thoa với ánh sáng nhiều thành phần: Nếu ánh sáng phát ra từ nguồn gồm nhiều thành phần đơn sắc khác nhau thì mỗi thành phần đơn sắc sẽ cho một hệ vân giao thoa riêng. Màu của vân sáng trung tâm là màu của ánh sáng thí nghiệm. Vị trí vân sáng của các bức xạ trùng nhau: Chuyên đề: Một số bài tập về giao thoa ánh sáng Trang 9 Trường THPT Vĩnh Cửu Huỳnh Thị Lệ Tuyết xs1 = xs2= ...=xsn  k1x1= k2x2 =... = knxn Bề rộng của quang phổ bậc n: x n(imax  i min ) n D ( max   min ) a Những bức xạ có vân sáng tại vị trí x: x ki k Vì D ax 1    . (1) a D k  min   max nên min  ax 1 .  max D k Kết hợp với điều kiện k  N ta suy ra đựơc các giá trị của k. Cuối cùng thay vào (1) ta tìm đựơc bước sóng của các bức xạ đã cho tại vị trí x Việc tìm những bức xạ đã cho vân tối tại vị trí x cũng được tiến hành tương tự. Chuyên đề: Một số bài tập về giao thoa ánh sáng Trang 10 Trường THPT Vĩnh Cửu Huỳnh Thị Lệ Tuyết BÀI TẬP: g. Bài tập minh họa: DẠNG 1: TÍNH TOÁN CÁC ĐẠI LƯỢNG THƯỜNG GẶP TRONG CÔNG THỨC: Bài 1: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng dùng hai khe Young, tìm bước sóng ánh sáng chiếu vào hai khe, biết hai khe cách nhau một khoảng 0,3mm; khoảng vân đo được 3m; khoảng cách từ hai khe đến màn quan sát D=1,5m Hướng dẫn:  ia 0,3.10  3.3.10  3  0,6.10  6 m 0,6 m D 1,5 Bài 2: Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng,biết khoảng cách giữa hai khe 0,35mm; D= 1,5m và  = 0,7m. Tìm khoảng cách giữa hai vân sáng liên tiếp Hướng dẫn: i D a =3.10-3m= 3mm Bài 3: Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng biết D=2m; i= 0,5mm;  = 0,5m. Khoảng cách giữa hai khe bằng bao nhiêu? Hướng dẫn: a D 2.10  3 m 2mm i Bài 4: Trong thí nghiệm về giao thoa ánh sáng, biết D=2m; a=1mm;  = 0,6m. Tìm vị trí vân sáng thứ ba Hướng dẫn: i D a =1,2mm Vị trí vân sáng thứ 3: x3= 3.1= 3,6mm Bài 5: Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng, biết D= 3m; a=1mm. Tại vị trí cách vân trung tâm 4,5mm ta thu được vân tối thứ 3. tính bước sóng ánh sáng dùng trong thí nghiệm Hướng dẫn: Vị trí vân tối thứ 3: 1 x3 ( 2  )i 2,5i 4,5mm  i 1,8mm 2 10  3.1,8.10  3  0,6.10  6 m 0,6 m D 3 ia Bước sóng:   Bài 6:Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng, biết D=3m; a=1mm;  = 0,6m. Tại vị trí cách vân trung tâm 6,3mm có vân sáng hay vân tối bậc mấy? Hướng dẫn: Tìm khoảng vân i i  Xét tỉ số: 6,3 3,5 . i D 0,6.10  6.3  1,8.10  3 m 1,8mm a 10  3 Tại vị trí cách vân trung tâm 6,3mm có vân tối thứ 4 Bài 7: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng dùng hai khe Young, biết D=1m, a=1mm, khoảng cách từ vân sáng thứ 4 đến vân sáng thứ 10 ở cùng một bên vân sáng trung tâm là 3,6mm. Tìm bước sóng ánh sáng? Hướng dẫn: Khoảng cách từ vân sáng thứ 10 đến vân sáng thứ 4 : x=6i=3,6 i= 0,6mm Bước sóng   ia 10  3.0,6.10  3  0,6.10  6 m 0,6 m D 1 Chuyên đề: Một số bài tập về giao thoa ánh sáng Trang 11 Trường THPT Vĩnh Cửu Huỳnh Thị Lệ Tuyết DẠNG 2: TÍNH KHOẢNG CÁCH GIỮA HAI VÂN: Bài 1: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng , hai khe được chiếu bằng ánh sáng có bước sóng =0,5m, a=0,5mm, D=1m. Tính khoảng cách giữa vân sáng bậc 1 và vân tối thứ 3 ở cùng một bên so với vân trung tâm. Hướng dẫn: i D 0,5.10  6.1  10  3 m 1mm a 0,5.10  3 Vị trí vân sáng bậc 1: x1= i=1mm; vị trí vân tối thứ 3: x3= (2+0,5)i= 2,5mm Khoảng cách giữa chúng x=1,5mm Bài 2: Ta chiếu sáng hai khe young bằng ánh sáng trắng với bước sóng ánh sáng đỏ đ=0,75m và ánh sáng tím =0,4m, biết a= 0,5mm; D=2m. Khoảng cách giữa vân sáng bậc 4 màu đỏ và vân sáng bậc 4 màu tím cùng một phía đối với vân trắng chính giữa là bao nhiêu? đ . D 12mm a  .D Vị trí vân sáng bậc 4 màu tím: x4t 4 t 6,4mm a Hướng dẫn: Vị trí vân sáng bậc 4 màu đỏ x 4 đ 4 Khoảng cách giữa chúng: x=xđ –xt= 5,6mm Chuyên đề: Một số bài tập về giao thoa ánh sáng Trang 12 Trường THPT Vĩnh Cửu Huỳnh Thị Lệ Tuyết DẠNG 3: TÍNH SỐ VÂN SÁNG, SỐ VÂN TỐI TRÊN VÙNG GIAO THOA Bài 1: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng , hai khe được chiếu bằng ánh sáng có bước sóng =0,5m, biết a= 0,5mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là D=1m. bề rộng vùng giao thoa quan sát được trên màn là L= 13mm. Tính số vân sáng và số vân tối quan sát được trên màn Hướng dẫn: Tìm i: i D a =1mm Số vân trên một nửa giao thoa trường: L 13  6,5 2i 2 Số vân sáng quan sát được trên màn: Ns= 2.6+1= 13 vân sáng Số vân tối quan sát được trên màn: Nt= 2.(6+1)= 14 vân tối Bài 2: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng, biết D= 2,5m; a=1mm; =0,6m. Bề rộng giao thoa trường là 12,5mm. Tìm số vân quan sát được trên màn? Hướng dẫn: i D a = 1,5mm Số vân trên một nửa giao thoa trường: L 12,6  4,16 2i 3 Số vân sáng quan sát được trên màn: Ns= 2.4+1= 9 vân sáng Số vân tối quan sát được trên màn: Nt= 2.4=8 vân tối Vậy tổng số vân quan sát được trên màn là: 8+9= 17 vân Chuyên đề: Một số bài tập về giao thoa ánh sáng Trang 13 Trường THPT Vĩnh Cửu Huỳnh Thị Lệ Tuyết DẠNG 4: VỊ TRÍ VÂN SÁNG CỦA CÁC BỨC XẠ ĐƠN SẮC TRÙNG NHAU Bài 1: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng, biết D= 2m; a=2mm. Hai khe được chiếu bằng ánh sáng trắng ( có bước sóng từ 0,4m đến 0,75m). Tại điểm trên màn quan sát cách vân trắng chính giữa 3,3mm có bao nhiêu bức xạ cho vân sáng tại đó? Hướng dẫn: Vị trí các vân sáng: x s k x .a 3,3 D   s  a D k Với ánh sáng trắng 0,4  0,75  0,4  3,3 0,75  4,4 k 8,25 k và kZ Chọn k=5,6,7,8; có 4 bức xạ cho vân sáng tại đó Bài 2: Hai khe ở thí nghiệm Young được chiếu bằng ánh sáng trắng ( bước sóng của ánh sáng tím là 0,4m, của ánh sáng đỏ là 0,75m. Hỏi ở đúng vị trí vân sáng bậc 4 của ánh sáng đỏ có bao nhiêu vạch sáng của những ánh sáng đơn sắc khác nằm trùng ở đó? Hướng dẫn: Vị trí vân sáng bậc 4 màu đỏ: xđ 4 Với ánh sáng trắng:  đ . D 3D D 3   x s k  a a a k 3 0,4  0,75  0,4  0,75  4 k 7,5 k (kZ) Chọn k=4,5,6,7: Có 4 bức xạ cho vân sáng tại đó Bài 3: Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe là 0,4mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là 2m. Dùng ánh sáng trắng để chiếu hai khe ( 0,38m0,76m). Xác định bước sóng của những bức xạ cho vân tối và những bức xạ cho vân sáng tại điểm M cách vân trung tâm 8mm. Hướng dẫn: Tại M có vân tối khi: x M ( k  0,5) ax M D   a D(k  0,5) Mặc khác:0,38m0,76m Giải tìm k: 1,6 k  3,7 k=2  =0,64m k=3  =0,48m Tại M có vân sáng : x M k a. x D  M a D.k Tương tự 2,1 k  4,2 k=3  =0,53m k=4  =0,4m Chuyên đề: Một số bài tập về giao thoa ánh sáng Trang 14 Trường THPT Vĩnh Cửu Huỳnh Thị Lệ Tuyết h. Bài tập trắc nghiệm tổng hợp: Câu 1: Trong một thí nghiệm giao thoa ánh sáng, đo được khoảng cách từ vân sáng thứ tư đến vân sáng thứ 10 ở cùng một phía đối với vân sáng trung tâm là 2,4 mm, khoảng cách giữa hai khe Iâng là 1mm, khoảng cách từ màn chứa hai khe tới màn quan sát là 1m. Bước sóng ánh sáng dùng trong thí nghiệm là A.  = 0,40 m; B.  = 0,45 m; C. = 0,68 m; D. = 0,72 m. Câu 2: Trong một thí nghiệm Iâng về giao thoa ánh sáng, hai khe Iâng cách nhau 2mm, hình ảnh giao thoa được hứng trên màn ảnh cách hai khe 1m. Sử dụng ánh sáng đơn sắc có bước sóng , khoảng vân đo được là 0,2 mm. Bước sóng của ánh sáng đó là A.  = 0,64 m; B.  = 0,55 m; C.  = 0,48 m; D.  = 0,40 m Câu 3 : Trong một TN về giao thoa ánh sáng. Hai khe Iâng cách nhau 3mm, hình ảnh giao thoa được hứng trên màn ảnh cách hai khe 3m. Sử dụng ánh sáng đơn sắc có bước sóng , khoảng cách giữa 9 vân sáng liên tiếp đo được là 4mm. Bước sóng của ánh sáng đó là A.  = 0,40 m; B.  = 0,50 m; C.  = 0,55 m; D.  = 0,60 m. Câu 4 : Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng, hai khe cách nhau 2mm ; D=1m. Khoảng cách giữa 5 vân sáng liên tiếp trên màn là 1,2mm. Bước sóng ánh sáng dùng trong thí nghiệm là : A. 0,4m B. 0,5m C. 0,6m D. 0,76m Câu 5 : Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng. Biết a=1mm, D=3m. Người ta quan sát thấy rằng tại vị trí cách vân trung tâm 4,5mm ta thu được vân tối thứ 3. Bước sóng ánh sáng dùng trong thí nghiệm là : A. 0,42m B. 0,48m C. 0,55m D. 0,6m Câu 6 : Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng. Biết a=0,75mm, D=2m. Người ta quan sát thấy rằng tại vị trí cách vân trung tâm 4,2mm ta thu được vân tối thứ 4. Bước sóng ánh sáng dùng trong thí nghiệm là : A. 0,35m B. 0,45m C. 0,6m D. 0,64m Câu 7: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa màn quan sát đến hai khe là 2m ; khoảng vân là i=0,5mm. Bứơc sóng của ánh sáng thí nghiệm =0,5m. Khoảng cách a giữa hai khe bằng : A. 1mm B. 1,5mm C. 2mm D. 1,2mm Câu 8 : Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe là 2,5mm ; khoảng cách giữa màn quan sát đến hai khe là 2,5m. Bứơc sóng của Chuyên đề: Một số bài tập về giao thoa ánh sáng Trang 15 Trường THPT Vĩnh Cửu Huỳnh Thị Lệ Tuyết ánh sáng thí nghiệm =0,58m. Khoảng cách từ vân tối bậc 3 đến vân sáng trung tâm là A. 1,45mm B. 2,03mm C. 0,58mm D. 1,74mm Câu 9 : Trong một TN Iâng về giao thoa ánh sáng, hai khe Iâng cách nhau 2mm, hình ảnh giao thoa được hứng trên màn ảnh cách hai khe 1m. Sử dụng ánh sáng đơn sắc có bước sóng , khoảng vân đo được là 0,2 mm. Vị trí vân sáng thứ ba kể từ vân sáng trung tâm là A. 0,4 mm; B. 0,5 mm; C. 0,6 mm; D. 0,7 mm. Câu 10 : Trong một TN Iâng về giao thoa ánh sáng, hai khe Iâng cách nhau 1,5mm, hình ảnh giao thoa được hứng trên màn ảnh cách hai khe 3m, bước sóng  = 0,60 m . Khoảng cách giữa vân sáng và vân tối liên tiếp trên màn là : A. 0,6mm B. 1,2mm C. 2,4mm D. 1,5mm Câu 11 : Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng . Biết a= 2,5mm, D=2,5m. Bước sóng ánh sáng dùng trong thí nghiệm  = 0,58 m. Khoảng cách từ vân sáng bậc 4 đến vân sáng trung tâm là : A. 1,45mm B. 1,74mm C. 2,16mm D. 2,32mm Câu 12 : Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng với bức xạ có bước sóng . Vân sáng bậc 4 cách vân sáng trung tâm là 4,8mm. Xác định tọa độ của vân tối thứ 4: A. 4,2mm B. 4,4mm C. 4,6mm D. 3,6mm Câu 13 : Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng dùng hai khe iâng. Khoảng cách từ vân sáng bậc 4 bên này đến vân sáng bậc 4 bên kia của vân trung tâm là 9,6mm. Vân tối bậc 3 cách vân trung tâm một khoảng : A. 6,4mm B. 6mm C. 7,2mm D. 3mm Câu 14 : Hai khe Yâng cách nhau 1mm. Nguồn sáng đơn sắc có bứơc sóng 0,5m cách đều 2 khe. Màn quan sát được đặt cách hai khe một khoảng 2m. Khoảng cách giữa vân sáng bậc hai và vân tối bậc 5 cùng bên vân sáng trung tâm trên màn quan sát là : A. 1,5mm B. 2mm C. 2,5mm D. 3,6mm Câu 15 : Hai khe Iâng cách nhau 3mm được chiếu bằng ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,60m. Các vân giao thoa được hứng trên màn cách hai khe 2m. Tại điểm M cách vân trung tâm 1,2 mm có A. vân sáng bậc 2; B. vân sáng bậc 3; C. vân tối bậc 2; D. vân tối bậc 3. Câu 16 : Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe a=2mm, từ khe đến màn D=1m, bước sóng ánh sáng là 0,50m. Tại vị trí cách vân trung tâm 0,75mm ta được vân loại gì ? thứ mấy ? Chuyên đề: Một số bài tập về giao thoa ánh sáng Trang 16 Trường THPT Vĩnh Cửu Huỳnh Thị Lệ Tuyết A. vân sáng, thứ 2 B. Vân tối, thứ 2 C. vân sáng, thứ 3 D. vân tối, thứ 3 Câu 17 : Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe là 0,8mm ; màn quan sát cách mặt phẳng hai khe là 2,2m. Ánh sáng đơn sắc chiếu vào hai khe có bước sóng 0,48m. Khoảng cách từ vân tối thứ nhất đến vân sáng bậc 3 là : A. 3,3mm B. 2,7mm C. 3mm D.3,6mm Câu 18 : Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe là 0,8mm ; màn quan sát cách mặt phẳng hai khe là 2,2m. Ánh sáng đơn sắc chiếu vào hai khe có bước sóng 0,48m.Khoảng cách từ vân sáng bậc 1 đến vân tối thứ 4 : A. 3,3mm B. 2,7mm C. 3mm D.3,6mm Câu 19 : Hai khe I- âng cách nhau 1mm. Nguồn sáng đơn sắc có bước sóng 0,5m cách đều 2 khe. Màn quan sát được đặt cách hai khe một khoảng 2m. Khoảng cách giữa vân sáng bậc hai và vân tối thứ năm cùng phía so với vân trung tâm trên màn quan sát là : A. 1,5mm B. 2mm C. 2,5mm D. 3,6mm Câu 20 : Trong thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng. Biết khoảng cách từ màn quan sát đến hai khe D=2m, khoảng cách giữa hai khe a=3mm. Khoảng cách từ vân sáng bậc hai đến vân sáng bậc 4 ở khác phía so với vân trung tâm là 3mm. Bước sóng ánh sáng dùng trong thí nghiệm là : A. 0,44m B. 0,58m C. 0,64m D. 0,75m Câu 21 : Trong thí nghiệm I- âng về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe 0,5mm, khoảng cách từ hai khe đến màn quan sát là 1m. Bước sóng ánh sáng dùng trong thí nghiệm 0,5m. Tại vị trí cách vân trung tâm một khoảng x=3,5mm có : A. vân sáng bậc 3 B. Vân sáng bậc 4 C. Vân tối thứ 3 D. vân tối thứ 4 Câu 22 : Trong thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe đặt cách nhau a=0,9mm và cách màn D=1,8m. Nguồn đơn sắc có bước sóng 0,7m. Khoảng cách từ vân sáng bậc 4 đến vân tối thứ 1 tính từ vân trung tâm và nằm khác phía nhau đối với vân trung tâm : A. 1,4mm B. 6,3mm C. 7mm D. 7,7mm Câu 23 : Ta chiếu sáng hai khe I-âng bằng ánh sáng trắng với bước sóng ánh sáng đỏ 0,75m và ánh sáng tím 0,4m. Biết a= 0,5mm, D=2m. Khoảng cách Chuyên đề: Một số bài tập về giao thoa ánh sáng Trang 17 Trường THPT Vĩnh Cửu Huỳnh Thị Lệ Tuyết giữa vân sáng bậc 4 màu đỏ và vân sáng bậc 4 màu tím cùng phía đối với vân trắng chính giữa là : A. 2,8mm B. 5,6mm C. 4,8mm D. 6,4mm Câu 24 : Trong thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng, người ta chiếu hai khe bằng ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,5m. Khoảng cách giữa hai khe 0,5mm. Khoảng cách từ hai khe đến màn quan sát là 2m. Khoảng cách giữa hai vân sáng nằm ở hai đầu là 19mm. Số vân sáng quan sát được trên màn : A. 7 B. 8 C. 9 D. 11 Câu 25 : Trong thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng, người ta chiếu hai khe bằng ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,6m. Khoảng cách giữa hai khe 2mm . Khoảng cách từ hai khe đến màn quan sát là 3m. Bề rộng vùng giao thoa quan sát được trên màn là 16mm . Số vân tối quan sát được trên màn : A. 16 B. 18 C. 19 D. 20 Câu 26 : Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng. Biết D= 2,4m ; a=0,8mm, ánh sáng làm thí nghiệm =0,64m. Bề rộng giao thoa trường là 4,8cm. Số vân sáng trên màn là : A. 25 B. 26 C. 24 D. 23 Câu 27 : Một nguồn sáng S phát ra ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ = 0,5µm đến khe I-âng S1S2 với S1S2 = a = 0,5mm. Mặt phẳng chứa S1S2 cách màn (E) một khoảng D = 1m. Bề rộng của vùng giao thoa quan sát được trên màn là L = 13mm. Số vân sáng và vân tối quan sát được là: A. 13 vân sáng, 14 vân tối B. 11 vân sáng, 12 vân tối C. 12 vân sáng, 13 vân tối D. 10 vân sáng, 11 vân tối Câu 28 : Trong một thí nghiệm giao thoa với ánh sáng trắng, nguồn phát ra hai bức xạ đơn sắc có bước sóng lần lượt là 1=0,5m và 2. Vân sáng bậc 12 của 1 trùng với vân sáng bậc 10 của bức xạ 2. Bước sóng của 2 là : A. 0,45m B. 0,55m C. 0,6m D. 0,75m Câu 29 : Trong thí nghiệm I-âng bằng ánh sáng trắng (0,4µm ≤ λ ≤ 0,76µm), khoảng cách từ hai nguồn đến màn là 2m, khoảng cách giữa hai nguồn là 2mm. Số bức xạ cho vân sáng tại M cách vân trung tâm 4mm là: A. 4 B. 7 C. 6 D. 5 Câu 30 : Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng với hai bước sóng λ1 = 0,6µm và λ2. Trên màn ảnh người ta thấy vân tối thứ 5 của hệ vân ứng với λ1 trùng với vân sáng thứ 5 của hệ vân ứng với λ2. Bước sóng λ2 dùng trong thí nghiệm có những giá trị nào sau đây: A. 0,45µm B. 0,54m C. 0,54µm D. 0,45mm Câu 31 : Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng biết D=2m; a=2mm. Hai khe được chiếu bằng ánh sáng trắng có bước sóng từ 0,4m đến 0,75m. Tại điểm Chuyên đề: Một số bài tập về giao thoa ánh sáng Trang 18 Trường THPT Vĩnh Cửu Huỳnh Thị Lệ Tuyết tên màn quan sát cách vân trắng chính giữa 3,3mm có bao nhiêu bức xạ cho vân sáng tại đó? A. 3 B. 4 C. 5 D. 6 Câu 32 :Hai khe của thí nghiệm I- âng được chiếu bằng ánh sáng trắng( bước sóng của ánh sáng tím là 0,40m, của ánh sáng màu đỏ là 0,75m). Hỏi ở đúng vị trí vân sáng bậc 4 của ánh sáng đỏ có bao nhiêu vạch sáng của những ánh sáng đơn sắc khác nằm trùng ở đó ? A. 4 B. 3 C. 5 D. 6 Câu 33 : Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng, nguồn sáng là hai bức xạ có bước sóng lần lượt là 1, 2. Trong đó 1=0,7m. Biết rằng vân sáng bậc 4 của bức xạ 1 trùng với vân sáng bậc 7 của 2. Bứơc sóng 2 là: A. 0,48m B. 0,52m C. 0,4m D. 0,6m Câu 34: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng, nguồn sáng là hai bức xạ có bước sóng lần lượt là 1, 2. Trong đó 1=0,42m. Biết rằng vân sáng bậc 7 của bức xạ 1 trùng với vân sáng bậc 4 của 2. Bứơc sóng 2 là: A. 0,48m B. 0,52m C. 0,64m D. 0,735m Câu 35 : Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng, người ta dùng ánh sáng trắng có bước sóng nằm trong khoảng từ 0,38m đến 0,76m và quan sát điểm M trên màn cách vân sáng trung tâm x0= 6mm. Biết a= 1,5mm, D=3m. Những bức xạ trong miền ánh sáng nhìn thấy đã cho vân tối tại M là: A. 0,643 m; 0,545m; 0,44m và 0,4m B. 0,762m; 0,551m; 0,482m; 0,4m C. 0,667m; 0,545m; 0,462m và 0,4m D. 0,667m; 0,551m; 0,482m;0,44m Câu 36: Trong thí nghiệm giao thoa của Y- âng, khoảng cách giữa hai khe là 2mm, khoảng cách từ hai khe tới màn D= 1,2m. Chiếu đồng thời hai bức xạ đơn sắc có bước sóng 1= 640nm, 2= 0,48m vào hai khe thì thấy trên màn có những vị trí tại đó vân sáng của hai bức xạ trùng nhau ( gọi là vân trùng). Khoảng cách giữa hai vân trùng là bao nhiêu? A. 1,152mm B. 1,050mm C. 1,060mm D. 1,250mm Câu 37: Trong thí nghiệm giao thoa của Y- âng, khoảng cách giữa hai khe là 2mm, khoảng cách từ hai khe đến màn 2m. Nguồn sáng dùng trong thí nghiệm gồm hai bức xạ 1= 0,4m, 2= 0,5m. Với bề rộng vùng giao thoa L=13mm, người ta quan sát thấy số vân sáng có bước sóng 1, 2 chồng nhau là: A. 5 vân B. 7 vân C. 9 vân D. 3 vân ** Đề dẫn chung cho các câu 37, 38: Nguồn sáng S trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng với khe Y- âng phát đồng thời hai bức xạ đơn sắc 1, 2. Trên màn quan sát, thấy vân tối thứ 3 của bức xạ 1 trùng với vân tối thứ 4 của bức xạ 2. 1 Câu 38: Tỉ số  có giá trị là: 2 A. 1,5 B. 1,4 C. 4/3 Câu 39: Cho 1= 0,56m, 2 có giá trị là: Chuyên đề: Một số bài tập về giao thoa ánh sáng D. 1,2 Trang 19
- Xem thêm -