Tài liệu Tuyển tập chuyên đề sóng ánh sáng và mạch dao động có hướng dẫn giải

- ðT: 01689.996.187 28 Di n ñàn: http://lophocthem.net - [email protected] TÁN S C ÁNH SÁNG H và tên h c sinh :…………………………Trư ng:THPT……………………………………. I. KI N TH C CHUNG: 1. Hi n tư ng tán s c ánh sáng. * ð/n: Là hi n tư ng ánh sáng b tách thành nhi u màu khác nhau khi ñi qua m t phân cách c a hai môi trư ng trong su t. * Ánh sáng ñơn s c là ánh sáng không b tán s c Ánh sáng ñơn s c có t n s xác ñ nh, ch có m t màu. v c λ0 c λ0 Bư c sóng c a ánh sáng ñơn s c λ = f , truy n trong chân không λ0 = f ⇒ λ = v ⇒ λ = n * Chi t su t c a môi trư ng trong su t ph thu c vào màu s c (bư c sóng) ánh sáng. ð i v i ánh sáng màu ñ là nh nh t, màu tím là l n nh t. * Ánh sáng tr ng là t p h p c a vô s ánh sáng ñơn s c có màu bi n thiên liên t c t ñ ñ n tím. A Bư c sóng c a ánh sáng tr ng: 0,4 µ m - 0,76 µ m. CHÚ Ý: Khi truy n t môi trư ng trong su t này sang môi trư ng trong su t khác v n t c truy n c a ánh sáng thay ñ i, bư c sóng c a ánh sáng thay ñ i nhưng t n s (chu I J kì, t n s góc) c a ánh sáng không thay ñ i. S 2. Công th c c a lăng kính: - T i I: sini = n.sinr. n - T i J: sini’ = n.sinr’. - Góc chi t quang c a lăng kính: A = r + r’. - Góc l ch c a tia sáng qua lăng kính: D = i + i’ – A. * Trư ng h p n u các góc là nh ta có các công th c g n ñúng: i = n.r i’ = n.r’. A = r + r’. D = (n – 1).A 3. Góc l ch c c ti u: Khi tia sáng qua lăng kính có góc l ch c c ti u thì ñư ng ñi c a tia sáng ñ i x ng qua m t phân giác c a góc chi t quang c a lăng kính. Ta có: i = i’ = im(góc t i ng v i ñ l ch c c ti u) K 1 SÓNG ÁNH SÁNG - ð s 28 - ðT: 01689.996.187 Di n ñàn: http://lophocthem.net - [email protected] r = r’ = A/2. Dm = 2.im – A. hay im = (Dm + A)/2. sin(Dm + A)/2 = n.sinA/2. 4. ð t th u kính. D=1/f= (n-1)(1/R1 +1/R2)V i n:chi t su t t ñ i, R bán kính m t c u, m t ph ng 1/R= 0 => ð t c a th u kính ph thu c vào chi t su t ch t làm th u kính, chi t su t ch t làm th u kính II. Các d ng bài t p: *Bµi to¸n 1: kho¶ng c¸ch 2 v¹ch khi chiÕu as ®¬n s¾c qua ®Ønh l¨ng kÝnh. * Bµi to¸n 2: t¸n s¾c ¸nh s¸ng tr¾ng (®é réng d¶i quang phæ, gãc t¹o bëi 2 tia….) * Bµi to¸n 3: §é tô, tiªu cù phô thuéc chiÕt suÊt chÊt lµm thÊu kÝnh * Bµi to¸n 4: T¸n s¾c ¸nh s¸ng cho b i lư ng ch t ph ng * Bài t p minh h a: VD1. Bư c sóng c a ánh sáng ñ trong không khí là 0,64 µm. Tính bư c sóng c a ánh 4 sáng ñó trong nư c bi t chi t su t c a nư c ñ i v i ánh sáng ñ là . 3 v c λ = 0,48 µm. HD ; Ta có: λ’ = = = f nf n VD2. M t chùm ánh sáng h p, ñơn s c có bư c sóng trong chân không là λ = 0,60 µm. Xác ñ nh chu kì, t n s c a ánh sáng ñó. Tính t c ñ và bư c sóng c a ánh sáng ñó khi truy n trong th y tinh có chi t su t n = 1,5. c 1 c HD: Ta có: f = = 5.1014 Hz; T = = 2.10-15 s; v = = 2.108 m/s; λ f n v λ λ’ = = = 0,4 µm. f n VD3. M t ánh sáng ñơn s c có bư c sóng trong không khí là 0,6 µm còn trong m t ch t l ng trong su t là 0,4 µm. Tính chi t su t c a ch t l ng ñ i v i ánh sáng ñó. HD: Ta có: λ’ = λ n n= λ = 1,5. λ' VD4. M t lăng kính có góc chi t quang là 600. Bi t chi t su t c a lăng kính ñ i v i ánh sáng ñ là 1,5. Chi u tia sáng màu ñ vào m t bên c a lăng kính v i góc t i 600. Tính góc l ch c a tia ló so v i tia t i. sin i1 HD: Ta có: sinr1 = = 0,58 = sin35,30 r1 = 35,30 r2 = A – r1 = 24,70; n sini2 = nsinr2 = 0,63 = sin38,80 i2 = 38,80 D = i1 + i2 – A = 38,80. VD5. M t lăng kính th y tinh có góc chi t quang A = 600, có chi t su t ñ i v i tia ñ là 1,514; ñ i v i tia tím là 1,532. Tính góc l ch c c ti u c a hai tia này. Dd min + A D +A A HD:V i tia ñ : sin d min = ndsin = sin49,20 = 49,20 2 2 2 2 SÓNG ÁNH SÁNG - ð s 28 - ðT: 01689.996.187 0 0 Di n ñàn: http://lophocthem.net - [email protected] 0 Ddmin = 2.49,2 – A = 38,4 = 38 24’. Dt min + A A = ntsin = sin500 V i tia tím: sin 2 2 0 0 Dtmin = 2.50 – A = 40 . Dt min + A = 500 2 VD6. M t lăng kính th y tinh có góc chi t quang A = 40, ñ t trong không khí. Chi t su t c a lăng kính ñ i v i ánh sáng ñ và tím l n lư t là 1,643 và 1,685. Chi u m t chùm tia sáng song song, h p g m hai b c x ñ và tím vào m t bên c a lăng kính theo phương vuông góc v i m t này. Tính góc t o b i tia ñ và tia tím sau khi ló ra kh i m t bên kia c a lăng kính. HD: 6. V i A và i1 nh (≤ 100) ta có: D = (n – 1)A. => Dd = (nd – 1)A; Dt = (nt – 1)A. Góc t o b i tia ló ñ và tia ló tím là: ∆D = Dt – Dd = (nt – nd)A = 0,1680 ≈ 10’. VD7. Chi u m t tia sáng ñơn s c màu vàng t không khí (chi t su t coi như b ng 1 ñ i v i m i ánh sáng) vào m t ph ng phân cách c a m t kh i ch t r n trong su t v i góc t i 600 thì th y tia ph n x tr l i không khí vuông góc v i tia khúc x ñi vào kh i ch t r n. Tính chi t su t c a ch t r n trong su t ñó ñ i v i ánh sáng màu vàng. HD: Ta có: sini = nsinr = nsin(900 – i’) = nsin(900 – i) = ncosi n = tani = 3 . VD8. Chi u m t tia sáng g m hai thành ph n ñ và tím t không khí (chi t su t coi như b ng 1 ñ i v i m i ánh sáng) vào m t ph ng c a m t kh i th y tinh v i góc t i 600. Bi t chi t su t c a th y tinh ñ i v i ánh sáng ñ là 1,51; ñ i v i ánh sáng tím là 1,56. Tính góc l ch c a hai tia khúc x trong th y tinh. sin i sin i HD. Ta có: sinrd = = 0,574 = sin350; sinrt = = 0,555 = sin33,70 nd nt ∆r = rd – rt = 1,30. VD9. M t lăng kính có góc chi t quang A = 60 (coi là góc nh ) ñư c ñ t trong không khí. Chi u m t chùm ánh sáng tr ng song song, h p vào m t bên c a lăng kính theo phương vuông góc v i m t ph ng phân giác c a góc chi t quang, r t g n c nh c a lăng kính. ð t m t màn E sau lăng kính, vuông góc v i phương c a chùm tia t i và cách m t ph ng phân giác c a góc chi t quang 1,2 m. Chi t su t c a lăng kính ñ i v i ánh sáng ñ là nñ = 1,642 và ñ i v i ánh sáng tím là nt = 1,685. Tính ñ r ng t màu ñ ñ n màu tím c a quang ph liên t c quan sát ñư c trên màn. HD : Ta có: ðT = d.tanDt – d.tanDñ = d.(Dt – Dñ) = d.A(nt – nñ) = 1,2. 6π (1,685 180 – 1,642) = 5,4.10-3 (m). Vì v i i và A r t nh thì D r t nh và tanD ≈ D và D = A(n – 1). Các góc ñ u tính ra rad. III. ð TR C NGHI M T NG H P: Câu 1: M t lăng kính thu tinh có góc chi t quang A = 80. Chi t su t c a thu tinh làm lăng kính ñ i v i ánh sáng màu ñ và ánh sáng màu tím l n lư t là nñ = 1,6444 và nt = 1,6852. 3 SÓNG ÁNH SÁNG - ð s 28 - ðT: 01689.996.187 Di n ñàn: http://lophocthem.net - [email protected] Chi u m t chùm ánh sáng tr ng r t h p, coi như m t tia sáng, vào m t bên c a lănh kính theo phương vuông góc v i m t ñó. Góc t o b i tia ló màu ñ và màu tím là C. 0,0057rad. D. 0,0075rad. A. 0,057rad. B. 0,57rad. Câu 2: Chi u m t chùm sáng tr ng song song, h p, coi như m t tia sáng vào m t b nư c dư i góc t i 600. Chi u sâu c a b nư c là 100cm. Dư i ñáy b có m t gương ph ng, ñ t song song v i m t nư c. Chi t su t c a nư c ñ i v i ánh sáng tím là 1,34 và ñ i v i ánh sáng ñ là 1,33. Chi u r ng c a d i màu mà ta thu ñư c chùm sáng ló là D. 0,009m. A. 0,09m. B. 0,0009m. C. 0,009cm. Câu 3: M t th u kính thu tinh, có hai m t c u l i gi ng nhau, bán kính m i m t b ng 20cm. Chi t su t c a th u kính ñ i v i tia ñ là nñ = 1,50 và ñ i v i tia tím là nt = 1,54. Kho ng cách gi a tiêu ñi m ñ i v i tia ñ và tiêu ñi m ñ i v i tia tím b ng bao nhiêu ? A. 1,60cm. B. 1,49cm. C. 1,25cm. D. 2,45cm. Câu 4: Chi t su t c a nư c ñ i v i ánh sáng ñ ( λ d = 0,759 µm ) là 1,239; ñ i v i ánh sáng tím ( λ t = 0,405 µm ) là 1,343. Chi t su t c a nư c ñ i v i ánh sáng xanh( λ x = 0,500 µm ) b ng B. 1,293. C. 1,236. D.1,336. A. 1,326. Câu 5: M t tia sáng tr ng chi u t i b n hai m t song song v i góc t i 600. Bi t chi t su t c a b n m t ñ i v i tia tím là nt = 1,732; ñ i v i tia ñ là nñ = 1,700. B dày b n m t là e = 2cm. ð r ng c a chùm tia khi ló ra kh i b n m t b ng C. 0,014cm. D. 0,034cm. A. 0,024cm. B. 0,044cm. Câu 6: M t ngu n sáng S phát ra hai b c x λ1 = 0,4µm và λ 2 = 0,6µm , t i tr c chính c a m t th u kính. Bi t chi t su t c a thu tinh làm th u kính thay ñ i theo bư c sóng c a ánh sáng 0,0096 ( λ tính ra µm ). V i b c x λ2 50cm. Tiêu c c a th u kính ng v i bư c sóng λ 2 là theo quy lu t: n = 1,55 + λ1 thì th u kính có tiêu c f1 = B. 0,53m. C. 0,50m. D. 0,53cm. A. 0,35m. Câu 7: Ch n câu sai trong các câu sau: A. Ánh sáng ñơn s c là ánh sáng không b tán s c khi ñi qua lăng kính. B. M i ánh sáng ñơn s c khác nhau có màu s c nh t ñ nh khác nhau. C. Ánh sáng tr ng là t p h p c a 7 ánh sáng ñơn s c: ñ , cam, vàng, l c, lam, chàm, tím. D. Lăng kính có kh năng làm tán s c ánh sáng. Câu 8: Ch n câu tr l i không ñúng: A. ð i lư ng ñ c trưng cho ánh sáng ñơn s c là t n s . B. T c ñ c a ánh sáng ñơn s c không ph thu c môi trư ng truy n. C. Chi t su t c a ch t làm lăng kính ñ i v i ánh sáng ñ nh hơn ñ i v i ánh sáng l c. D. Sóng ánh sáng có t n s càng l n thì t c ñ truy n trong môi trư ng trong su t càng nh . Câu 9: G i nc, nl, nL, nv l n lư t là chi t su t c a thu tinh ñ i v i các tia chàm, lam, l c, vàng. S p x p th t nào dư i ñây là ñúng ? A. nc > nl > nL > nv. B. nc < nl < nL < nv. D. nc < nL < nl < nv. C. nc > nL > nl > nv. Câu 10: T i sao khi ñi qua l p kính c a s , ánh sáng tr ng không b tán s c thành các màu cơ b n ? A. Vì do k t qu c a tán s c, các tia sáng màu ñi qua l p kính và ló ra ngoài dư i d ng nh ng chùm tia ch ng ch t lên nhau, t ng h p tr l i thành ánh sáng tr ng. B. Vì kính c a s là lo i thu tinh không tán s c ánh sáng. C. Vì kính c a s không ph i là lăng kính nên không tán s c ánh sáng. D. Vì ánh sáng tr ng ngoài tr i là nh ng sóng không k t h p, nên chúng không b tán s c. Câu 11: Tán s c ánh sáng là hi n tư ng 4 SÓNG ÁNH SÁNG - ð s 28 - ðT: 01689.996.187 Di n ñàn: http://lophocthem.net - [email protected] A. ñ c trưng c a lăng kính thu tinh. B. chung cho m i ch t r n, ch t l ng trong su t. C. chung cho m i môi trư ng trong su t, tr chân không. D. chung cho m i môi trư ng trong su t, k c chân không. Câu 12: Hi n tư ng tán s c x y ra khi cho chùm ánh sáng tr ng h p ñi qua lăng kính ch y u là vì A. ánh sáng tr ng là t p h p c a nhi u ánh sáng khác nhau. B. thu tinh ñã nhu m màu cho ánh sáng tr ng. C. chi t su t c a thu tinh ph thu c vào màu s c c a ánh sáng. D. ñã x y ra hi n tư ng giao thoa. Câu 13: Hi n tư ng c u v ng ñư c gi i thích d a vào hi n tư ng nào sauasastcdd ? A. Hi n tư ng tán s c ánh sáng. B. Hi n tư ng giao thoa ánh sáng. C. Hi n tư ng quang ñi n. D. Hi n tư ng ph n x toàn ph n. Câu 14: Hãy ch n câu ñúng. Khi m t chùm sáng ñơn s c truy n t không khí vào trong thu tinh thì A. t n s tăng, bư c sóng gi m. B. t n s gi m, bư c sóng tăng. C. t n s không ñ i, bư c sóng gi m. D. t n s không ñ i, bư c sóng tăng. Câu 15: Khi truy n qua lăng kính, chùm ánh sáng tr ng s A. b bi n thành ánh sáng màu ñ . B. ch b tách ra thành nhi u màu. C. ch b l ch phương truy n. D. b l ch phương truy n và tách ra thành nhi u màu. Câu 16: Trong chùm ánh sáng tr ng có A. vô s các ánh sáng ñơn s c khác nhau. B. b y lo i ánh sáng màu là: ñ , cam, vàng, l c, lam, chàm, tím. C. ba lo i ánh sáng ñơn s c thu c màu ñ , l c, lam. D. m t lo i ánh sáng màu tr ng duy nh t. Câu 17: Hi n tư ng tán s c ánh sáng th c ch t là hi n tư ng A. ñ i màu c a các tia sáng. B. chùm sáng tr ng b m t ñi m t s màu. C. t o thành chùm ánh sáng tr ng t s hoà tr n c a các chùm ánh sáng ñơn s c. D. chùm sáng tr ng b tách thành nhi u chùm ñơn s c khác nhau. Câu 18: Khi chi u chùm ánh sáng tr ng h p vào m t lăng kính thì chùm sáng màu tím b l ch nhi u nh t. Nguyên nhân là do A. chi t su t c a ch t làm lăng kính ñ i v i ánh sáng tím có giá tr nh nh t. B. chi t su t c a ch t làm lăng kính ñ i v i ánh sáng tím có giá tr l n nh t. C. ánh sáng tím b hút v phí ñáy lăng kính m nh hơn so v i các màu khác. D. ánh sáng tím là màu cu i cùng trong quang ph c a ánh sáng tr ng. Câu 19: Ch n câu phát bi u không ñúng: A. Chi t su t c a m t môi trư ng trong su t có giá tr khác nhau ñ i v i ánh sáng ñơn s c khác nhau. B. Các ánh sáng ñơn s c khi ñi qua lăng kính ch b l ch phương truy n mà không b tán s c. C. Ánh sáng màu ñ b tán s c khi qua lăng kính và bi n thành ánh sáng màu tím. D. Trong thí nghi m tán s c ánh sáng, chùm ánh sáng màu tím b l ch nhi u nh t. Câu 20: Hãy ch n câu ñúng. M t ánh sáng M t Tr i h p r i xu ng m t nư c trong m t b bơi và t o ñáy b m t v t sáng A. có màu tr ng dù chi u xiên hay chi u vuông góc. B. có nhi u màu dù chi u xiên hay chi u vuông góc. C. có nhi u màu khi chi u xiên và có màu tr ng khi chi u vuông góc. D. không có màu dù chi u th nào. 5 SÓNG ÁNH SÁNG - ð s 28 - ðT: 01689.996.187 Di n ñàn: http://lophocthem.net - [email protected] Câu 21: Hi n tư ng tán s c ánh sáng x y ra A. ch v i lăng kính thu tinh. B. ch v i các lăng kính ch t r n ho c ch t l ng. C. m t phân cách hai môi trư ng chi t quang khác nhau. D. m t phân cách m t môi trư ng r n ho c l ng, v i chân không(ho c không khí). Câu 22: S ph thu c c a chi t su t vào bư c sóng A. x y ra v i m i ch t r n, l ng ho c khí. B. ch x y ra v i ch t r n và ch t l ng. C. ch x y ra ñ i v i ch t r n. D. là hi n tư ng ñ c trưng c a thu tinh. Câu 23: Hãy ch n câu ñúng. Khi sóng ánh sáng truy n t m t môi trư ng này sang m t môi trư ng khác thì A. t n s không ñ i, nhưng bư c sóng thay ñ i. B. bư c sóng không ñ i, nhưng t n s không ñ i. C. c t n s và bư c sóng ñ u không ñ i. D. c t n s l n bư c sóng ñ u thay ñ i. Câu 24: Hi n tư ng tán s c ánh sáng, trong thí nghi m I c a Niu-tơn, x y ra do ánh sáng tr ng là m t h n h p c a nhi u ánh sáng ñơn s c khác nhau, và do A. lăng kíng làm b ng thu tinh. B. lăng kính có góc chi t quang quá l n. C. lăng kính không ñ t ñ l ch c c ti u. D. chi t su t c a m i ch t - trong ñó có thu tinh - ph thu c bư c sóng c a ánh sáng. Câu 25: G i Dñ, fñ, Dt, ft l n lư t là ñ t và tiêu c c a cùng m t th u kính thu tinh ñ i v i ánh sáng ñ và ánh sáng tím, do nñ < nt nên B. Dñ = Dt. C. fñ > ft. D. Dñ > Dt. A. fñ < ft. Câu 26: M t sóng ánh sáng ñơn s c ñư c ñ c trưng nh t là A. màu s c c a ánh sáng. B. t n s ánh sáng. C. t c ñ truy n ánh sáng. D. chi t su t lăng kính ñ i v i ánh sáng ñó. Câu 27: Ch n câu tr l i ñúng trong các câu sau: A. Sóng ánh sáng có phương dao ñ ng d c theo phương truy n ánh sáng. B. ng v i m i ánh sáng ñơn s c, sóng ánh sáng có m t chu kì nh t ñ nh. C. T c ñ ánh sáng trong môi trư ng càng l n n u chi t su t c a môi trư ng càng l n. D. ng v i ánh sáng ñơn s c, bư c sóng không ph thu c vào chi t su t c a môi trư ng ánh sáng truy n qua. Câu 28: Bư c sóng c a b c x da cam trong chân không là 600nm thì t n s c a b c x ñó là B. 5.1013Hz. C. 5.1014Hz. D. 5.1015Hz. A. 5.1012Hz. Câu 29: M t sóng ñi n t ñơn s c có t n s 60 GHz thì có bư c sóng trong chân không là A. 5mm. B. 5cm. C. 500 µm . D. 50 µm . Câu 30: Bư c sóng c a m t ánh sáng ñơn s c trong môi trư ng v t ch t chi t su t n = 1,6 là 600nm. Bư c sóng c a nó trong nư c chi t su t n’ = 4/3 là A. 459nm. B. 500nm. C. 720nm. D. 760nm. 13 Câu 31: M t ánh sáng ñơn s c có t n s dao ñ ng là 5.10 Hz, khi truy n trong m t môi trư ng có bư c sóng là 600nm. T c ñ ánh sáng trong môi trư ng ñó b ng B. 3.107m/s. C. 3.106m/s. D. 3.105m/s. A. 3.108m/s. Câu 32: Góc chi t quang c a lăng kính b ng 80. Chi u m t tia sáng tr ng vào m t bên c a lăng kính, theo phương vuông góc v i m t ph ng phân giác c a góc chi t quang. ð t m t màn quan sát, sau lăng kính, song song v i m t ph ng phân giác c a lăng kính và cách m t 6 SÓNG ÁNH SÁNG - ð s 28 - ðT: 01689.996.187 Di n ñàn: http://lophocthem.net - [email protected] phân giác này m t ño n 1,5m. Chi t su t c a lăng kính ñ i v i tia ñ là nñ = 1,50 và ñ i v i tia tím là nt = 1,54. ð r ng c a quang ph liên t c trên màn quan sát b ng B. 8,4mm. C. 6,5mm. D. 9,3mm. A. 7,0mm. Câu 33: M t th u kính h i t có hai m t c u, bán kính cùng b ng 20cm. Chi t su t c a th u kính ñ i v i tia tím là 1,69 và ñ i v i tia ñ là 1,60, ñ t th u kính trong không khí. ð bi n thiên ñ t c a th u kính ñ i tia ñ và tia tím là D. 0,9dp. A. 46,1dp. B. 64,1dp. C. 0,46dp. Câu 34: Chi u m t tia sáng tr ng t i vuông góc v i m t bên c a m t lăng kính có góc chi t quang A = 40. Chi t su t c a lăng kính ñ i v i ánh sáng ñ và ánh sáng tím l n lư t là nñ = 1,643 và nt = 1,685. Góc gi a các tia ló màu ñ và màu tím là A. 1,66rad. B. 2,93.103 rad. C. 2,93.10-3rad. D. 3,92.10-3rad. Câu 35: M t cái b sâu 1,5m ch a ñ y nư c. M t tia sáng M t Tr i r i vào m t nư c b dư i góc t i i, có tani = 4/3. Bi t chi t su t c a nư c ñ i v i ánh sáng ñ và ánh sáng tím l n lư t là nñ = 1,328 và nt = 1,343. B r ng c a quang ph do tia sáng t o ra ñáy b b ng: A. 19,66mm. B. 14,64mm. C. 12,86mm. D. 16,99mm. Câu 36: Trong m t thí nghi m ngư i ta chi u m t chùm ánh sáng ñơn s c song song h p vào c nh c a m t lăng kính có góc chi t quang A = 80 theo phương vuông góc v i m t ph ng phân giác c a góc chi t quang. S d ng ánh sáng vàng, chi t su t c a lăng kính là 1,65 thì góc l ch c a tia sáng là A. 4,00. B. 5,20. C. 6,30. D. 7,80. Câu 37:(07) T không khí ngư i ta chi u xiên t i m t nư c n m ngang m t chùm tia sáng h p song song g m hai ánh sáng ñơn s c: màu vàng, màu chàm. Khi ñó chùm tia khúc x A. g m hai chùm tia sáng h p là chùm màu vàng và chùm màu chàm, trong ñó góc khúc x c a chùm màu vàng l n hơn góc khúc x c a chùm màu chàm. B. ch là chùm tia màu vàng còn chùm tia màu chàm b ph n x toàn ph n. C. g m hai chùm tia sáng h p là chùm màu vàng và chùm màu chàm, trong ñó góc khúc x c a chùm màu vàng nh hơn góc khúc x c a chùm màu chàm. D. v n ch là m t chùm tia sáng h p song song. Câu 38:(08) Phát bi u nào sau ñây là sai khi nói v ánh sáng ñơn s c ? A. Chi t su t c a m t môi trư ng trong su t ñ i v i ánh sáng ñ l n hơn chi t su t c a môi trư ng ñó ñ i v i ánh sáng tím. B. Ánh sáng ñơn s c là ánh sáng không b tán s c khi ñi qua lăng kính. C. Trong cùng m t môi trư ng truy n, v n t c ánh sáng tím nh hơn v n t c ánh sáng ñ . D. Trong chân không, các ánh sáng ñơn s c khác nhau truy n ñi v i cùng v n t c. Câu 39:(09) Chi u xiên m t chùm sáng h p g m hai ánh sáng ñơn s c là vàng và lam t không khí t i m t nư c thì A. chùm sáng b ph n x toàn ph n. B. so v i phương tia t i, tia khúc x vàng b l ch ít hơn tia khúc x lam. C. tia khúc x ch là ánh sáng vàng, còn tia sáng lam b ph n x toàn ph n. D. so v i phương tia t i, tia khúc x lam b l ch ít hơn tia khúc x vàng. “Tôi tin r ng m i ư c mơ ñ u có th ñ t ñư c b ng s kiên nh n” ðÁP ÁN 28 1C 11C 21C 31B 2D 12C 22A 32B 3B 13A 23A 33D 4B 14C 24D 34C 5C 15D 25C 35A 6B 16A 26B 36B 7C 17D 27B 37A 8B 18B 28C 38A 9A 19C 29A 39B 10A 20C 30C 7 SÓNG ÁNH SÁNG - ð s 28 - ðT: 01689.996.187 Di n ñàn: http://lophocthem.net - [email protected] GIAO THOA ÁNH SÁNG – S 29 1 H và tên h c sinh :………………………….Trư ng:THPT…………………………………… Vùng I.KI N TH C CHUNG 1Hi n tư ng giao thoa ánh sáng (ch xét giao thoa ánh sáng trong thí nghi m Iâng). * ð/n: Là s t ng h p c a hai hay nhi u sóng ánh sáng k t h p trong không gian trong ñó xu t hi n nh ng v ch sáng và nh ng v ch t i xen k nhau. Các v ch sáng (vân sáng) và các v ch t i (vân t i) g i là vân giao thoa. * Hi u ñư ng ñi c a ánh sáng (hi u quang trình) ∆d = d 2 − d1 = ax D Trong ñó: Trong ñó: a = S1S2 là kho ng cách gi a hai khe sáng D = OI là kho ng cách t hai khe sáng S1, S2 ñ n màn quan sát S1M = d1; S2M = d2 x = OM là (to ñ ) kho ng cách t vân trung tâm ñ n ñi m M ta xét a. V trí vân sáng Nh ng ch hai sóng g p nhau cùng pha, khi ñó chúng tăng cư ng l n nhau và t o nên vân sáng. T i A có vân sáng khi hai sóng cùng pha, hi u ñư ng ñi b ng s nguyên l n bư c sóng: λD d2 – d1 = k λ V trí (to ñ ) vân sáng: x = k a ; k ∈ Z SÓNG ÁNH SÁNG - ð s 29 1 - ðT: 01689.996.187 Di n ñàn: http://lophocthem.net - [email protected] k = 0: Vân sáng trung tâm k = +-1: Vân sáng b c (th ) 1 k = +-2: Vân sáng b c (th ) 2 b. V trí vân t i * T i M có vân t i khi hai sóng t hai ngu n ñ n M ngư c pha nhau, chúng tri t tiêu l n nhau s t o nên vân t i. ði u ki n này th a mãn khi hi u ñư ng ñi t hai ngu n ñ n M b ng s l n a bư c sóng λD V trí (to ñ ) vân t i: x = (k + 0, 5) a ; k ∈ Z k = 0, k = -1: Vân t i th (b c) nh t k = 1, k = -2: Vân t i th (b c) hai k = 2, k = -3: Vân t i th (b c) ba λD * Kho ng vân i: Là kho ng cách gi a hai vân sáng ho c hai vân t i liên ti p: i = a * N u thí nghi m ñư c ti n hành trong môi trư ng trong su t có chi t su t n thì bư c sóng và kho ng vân: λn = λD i λ ⇒ in = n = n a n * Xác ñ nh s vân sáng, vân t i trong vùng giao thoa (trư ng giao thoa) có b r ng L (ñ i x ng qua vân trung tâm) L + S vân sáng (là s l ): N S = 2  2i  +1   L  + S vân t i (là s ch n): N t = 2  2 i + 0, 5    Trong ñó [x] là ph n nguyên c a x. Ví d : [6] = 6; [5,05] = 5; [7,99] = 7 L (m): b r ng vùng giao thoa, b r ng trư ng giao thoa * Xác ñ nh s vân sáng, vân t i gi a hai ñi m M, N có to ñ x1, x2 (gi s x1 < x2) + Vân sáng: x1 < ki < x2 + Vân t i: x1 < (k+0,5)i < x2 S giá tr k Z là s vân sáng (vân t i) c n tìm Lưu ý: M và N cùng phía v i vân trung tâm thì x1 và x2 cùng d u. M và N khác phía v i vân trung tâm thì x1 và x2 khác d u. * Xác ñ nh kho ng vân i trong kho ng có b r ng L. Bi t trong kho ng L có n vân sáng. L + N u 2 ñ u là hai vân sáng thì: i = n −1 L + N u 2 ñ u là hai vân t i thì: i = n L + N u m t ñ u là vân sáng còn m t ñ u là vân t i thì: i = n − 0,5 * V trí vân sáng c a các b c x ñơn s c trùng nhau x = k1 λ1 D a = k2 λ2 D a = k3 λ3 D a = …= k n λn D a . (14) k1λ1=k2λ2=k3λ3=k4λ4=....=knλn. (15) v i k1, k2, k3,…, kn ∈ Z D a vào phương trình bi n lu n ch n các giá tr k thích h p, thông thư ng ch n k là b i s c a s nguyên nào ñó. SÓNG ÁNH SÁNG - ð s 29 2 - ðT: 01689.996.187 Di n ñàn: http://lophocthem.net - [email protected] II. CÁC D NG BÀI T P: * D NG BÀI T P ð I CƯƠNG ( TÍNH TOÁN CÁC ð I LƯ NG THƯ NG G P TRONG CÔNG TH C: VD.1. Trong thí nghi m giao thoa ánh sáng dùng hai khe Young, tìm bư c sóng ánh sáng chi u vào hai khe, bi t hai khe cách nhau m t kho ng a = 0,3mm; kho ng vân ño ñư c i = 3mm, kho ng cách t hai khe ñ n màn quan sát D = 1,5m. A. 0,45µm B. 0,50µm C. 0,60µm D. 0,55µm. Ch n: C. Hư ng d n: λ = a.i = 0,3.10 −3.3.10−3 = 0, 6.10−6 m = 0, 6 µ m 1,5 D VD.2. Trong thí nghi m Young v giao thoa ánh sáng, bi t D = 3m; a = 1mm. T i v trí M cách vân trung tâm 4,5mm, ta thu ñư c vân t i b c 3. Tính bư c sóng ánh dùng trong thí nghi m. A. 0,60µm B. 0,55µm C. 0,48µm D. 0,42µm. Ch n: A.  1  2 Hư ng d n: V trí vân t i th ba: x3 =  2 +  .i = 2,5.i = 4,5 mm → i = 1,8mm. Bư c sóng : λ = a.i −3 = 10 .1,8.10 D −3 = 0, 6.10−6 m = 0, 6 µ m 3 VD.3. Trong thí nghi m giao thoa ánh sáng dùng hai khe Young, bi t D = 1m, a = 1mm. kho ng cách t vân sáng th 4 ñ n vân sáng th 10 cùng bên v i vân trung tâm là 3,6mm. Tính bư c sóng ánh sáng. A. 0,44µm B. 0,52µm C. 0,60µm D. 0,58µm. Ch n: C. Hư ng d n: Kho ng cách t vân sáng th 10 ñ n vân sáng th tư: x10 – x4 = 10.i – 4.i= 6.i =3,6mm → i = 0,6mm = 0,6.10-3m Bư c sóng: λ = ai = 1.10−3.0, 6.10−3 D = 0, 6.10−6 m = 0, 6 µ m 1 VD.4. Trong thí nghi m giao thoa ánh sáng dùng hai khe Young, bi t kho ng cách gi a hai khe S1S2 = a = 0,35mm, kho ng cách D = 1,5m và bư c sóng λ = 0,7µm. Tìm kho ng cách gi a hai vân sáng liên ti p. A. 2mm B. 1,5mm C. 3mm D. 4mm Ch n: C. Hư ng d n: i = λD a = 0, 7.10−6.1,5 0,35.10 −3 = 3.10 −3 m = 3mm VD.5. Thí nghi m Young v giao thoa ánh sáng, hai khe ñư c chi u b ng ánh sáng có bư c sóng λ = 0,5µm, ta thu ñư c các vân giao thoa trên màn E cách m t ph ng hai khe m t kho ng D = 2m, kho ng cách vân là i = 0,5mm. Kho ng cách a gi a hai khe b ng: A. 1mm B. 1,5mm C. 2mm D. 1,2mm. SÓNG ÁNH SÁNG - ð s 29 3 - ðT: 01689.996.187 Di n ñàn: http://lophocthem.net - [email protected] Ch n: C. Hư ng d n: Kho ng cách gi a hai khe: a = λD = i 0,5.10 −6.2 0, 5.10 −3 = 2.10−3 mm = 2mm VD.6. Trong thí nghi m Young v giao thoa ánh sáng, bi t D = 2m; a =1mm; λ = 0,6µm. Vân sáng th ba cách vân trung tâm m t kho ng : A. 4,2mm B. 3,6mm C. 4,8mm D. 6mm λD Ch n: B.Hư ng d n: i = 0, 6.10−6.2 = a 10 −3 = 1, 2.10 −3 m = 1, 2mm V trí vân sáng th ba: x3 = 3.i = 3.1,2 = 3,6mm. VD.7. Trong thí nghi m Young v giao thoa ánh sáng, bi t D = 2m; a = 1mm; λ = 0,6µm. Vân t i th tư cách vân trung tâm m t kho ng : A. 4,8mm B. 4,2mm C. 6,6mm D. 3,6mm λD Ch n: B. Hư ng d n: i = 0, 6.10−6.2 = a 10  = 1, 2.10 −3 m = 1, 2mm 1  −3 2 V trí vân t i th tư: x4 =  3 +  .1, 2 = 4, 2mm VD.8. Trong thí nghi m Young v giao thoa ánh sáng, bi t D = 3m; a = 1mm; λ = 0,6µm. T i v trí cách vân trung tâm 6,3mm, có vân sáng hay vân t i, b c m y ? A. Vân sáng b c 5. B. Vân t i b c 6. C. Vân sáng b c 4. D. Vân t i b c 4. Ch n: D .Hư ng d n: Kho ng vân: i = λD a 6,3 Xét t s : i = 6,3 = 0, 6.10−6.3 10 −3 = 1,8.10 −3 m = 1,8mm = 3, 5 V y t i v trí cách vân trung tâm 6,3mm có vân t i th 4. 1,8 VD.9. Trong thí nghi m giao thoa ánh sáng dùng hai khe Young, hai khe ñư c chi u b ng ánh sáng có bư c sóng λ = 0,5µm, bi t S1S2 = a = 0,5mm, kho ng cách t m t ph ng ch a hai khe ñ n màn quan sát là D = 1m. T i v trí M cách vân trung tâm m t kho ng x = 3,5mm, có vân sáng hay vân t i, b c m y ? A. Vân sáng b c 3. B. Vân t i b c 4. C. Vân sáng b c 4. D. Vân t i b c 2. Ch n: B. Hư ng d n: i = λD = 0, 5.10 a Xét t : xM i = 3,5 1 0,5.10 −6.1 −3 = 10−3 m = 1mm 1 = 3,5 = 3 + → t i M có vân t i b c 4. 2 VD.10. Trong thí nghi m giao thoa ánh sáng dùng hai khe Young, t i v trí cách vân trung tâm 3,6mm, ta thu ñư c vân sáng b c 3. Vân t i b c 3 cách vân trung tâm m t kho ng: A. 4,2mm B. 3,0mm C. 3,6mm D. 5,4mm Ch n: B.Hư ng d n: Kho ng vân i = x = 1, 2mm ; V trí vân t i th 3  1  2 ba: x3 =  2 + .i = 2,5.1,2 = 3mm. VD.11. Trong thí nghi m giao thoa ánh sáng dùng hai khe Young, t i v trí cách vân trung tâm 4mm, ta thu ñư c vân t i b c 3. Vân sáng b c 4 cách vân trung tâm m t kho ng: A. 6,4mm B. 5,6mm C. 4,8mm D. 5,4mm SÓNG ÁNH SÁNG - ð s 29 4 - ðT: 01689.996.187 Di n ñàn: http://lophocthem.net - [email protected] x Ch n: A.Hư ng d n: Kho ng vân i = 4 = 2, 5 = 1, 6mm 2, 5 Vân sáng b c 4 cách vân trung tâm: x4 = 4.i = 6,4mm. VD.12. Trong thí nghi m giao thoa ánh sáng dùng hai khe Young, kho ng cách gi a hai vân sáng b c 4 ( hai phía c a vân trung tâm) ño ñư c là 9,6mm. Vân t i b c 3 cách vân trung tâm m t kho ng: A. 6,4mm B. 6mm C. 7,2mm D. 3mm Ch n: D.Hư ng d n: Kho ng cách t vân sáng b c 4 bên này ñ n vân sáng b c 4 bên kia c a vân trung tâm là: 8.i = 9,6 ⇒ i = 1,2mm.  1  2 V trí vân t i th ba: x3 =  2 +  .i = 2,5.1, 2 = 3mm . * D NG BÀI T P TÍNH KHO NG CÁCH GI A 2 VÂN VD.13. Trong thí nghi m giao thoa ánh sáng dùng hai khe Young, hai khe ñư c chi u b ng ánh sáng có bư c sóng λ = 0,5µm, bi t S1S2 = a = 0,5mm, kho ng cách t m t ph ng ch a hai khe ñ n màn quan sát là D = 1m. Tính kho ng cách gi a vân sáng b c 1 và vân t i b c 3 cùng bên so v i vân trung tâm. A. 1mm B. 2,5mm C. 1,5mm D. 2mm Ch n: C. Hư ng d n: i = λD = 0,5.10 −6.1 0, 5.10 a −3 = 10−3 m = 1mm  1  2 V trí vân sáng b c 1: x1= i = 1mm; V trí vân t i b c 3: x3 =  2 +  i = 2,5mm Kho ng cách gi a chúng: ∆x = x3 − x1 = 2,5 − 1 = 1, 5mm VD.14.Ta chi u sáng hai khe Young b ng ánh sáng tr ng v i bư c sóng ánh sáng ñ λñ =0,75µm và ánh sáng tím λt = 0,4µm. Bi t a = 0,5mm, D = 2m. Kho ng cách gi a vân sáng b c 4 màu ñ và vân sáng b c 4 màu tím cùng phía ñ i v i vân tr ng chính gi a là: A. 2,8mm B. 5,6mm C. 4,8mm D. 6,4mm Ch n: B. Hư ng d n: V trí vân sáng b c 4 màu ñ : x4 d = 4. V trí vân sáng b c 4 màu tím: x4t = 4. λt .D a = 4. 0, 4.10−6.2 0,5.10 −3 λd .D a = 4. 0, 75.10−6.2 0,5.10 −3 = 12mm = 6, 4mm Kho ng cách gi a chúng: ∆x = x4d - x4t = 5,6mm. * D NG BÀI T P TÍNH S VÂN SÁNG, T I TRÊN VÙNG QUAN SÁT VD.15. Trong thí nghi m giao thoa ánh sáng dùng hai khe Young, hai khe ñư c chi u b ng ánh sáng có bư c sóng λ = 0,5µm, bi t S1S2 = a = 0,5mm, kho ng cách t m t ph ng ch a hai khe ñ n màn quan sát là D = 1m. B r ng vùng giao thoa quan sát ñư c trên màn là L =13mm. Tính s vân sáng và t i quan sát ñư c trên màn. A. 10 vân sáng; 12 vân t i B. 11 vân sáng; 12 vân t i C. 13 vân sáng; 12 vân t i D. 13 vân sáng; 14 vân t i Ch n: D. Hư ng d n: i = λD a SÓNG ÁNH SÁNG - ð s 29 = 0,5.10 −6.1 0, 5.10 −3 = 10−3 m = 1mm 5 - ðT: 01689.996.187 Di n ñàn: http://lophocthem.net - [email protected] L S vân trên m t n a trư ng giao thoa: = 13 2i = 6,5 . 2 ⇒ s vân sáng quan sát ñư c trên màn là: Ns = 2.6+1 = 13 vân sáng. ⇒ s vân t i quan sát ñư c trên màn là: Nt = 2.(6+1) = 14 vân t i. VD.16. Trong thí nghi m Young v giao thoa ánh sáng, bi t D = 2,5m; a = 1mm; λ = 0,6µm. B r ng trư ng giao thoa ño ñư c là 12,5mm. S vân quan sát ñư c trên màn là: A. 8 B. 9 C. 15 D. 17 Ch n: D. Hư ng d n: i = λD = 0, 6.10−6.2,5 a 10 −3 S vân trên m t n a trư ng giao thoa: L = 2i = 1, 5.10−3 m = 1, 5mm 12,5 = 4,16 . 2.1,5 ⇒ s vân t i quan sát ñư c trên màn là: Nt = 2.4 = 8 vân t i. Và s vân sáng quan sát ñư c trên màn là: Ns = 2.4+1 = 9 vân sáng. V y t ng s vân quan sát ñư c là 8 + 9 =17 vân. *D NG BÀI T P V trí vân sáng c a các b c x ñơn s c trùng nhau PHƯƠNG PHÁP: x = k1 λ1 D a = k2 λ2 D a = k3 λ3 D a = …= k n λn D a . (14) (15) k1λ1=k2λ2=k3λ3=k4λ4=....=knλn. v i k1, k2, k3,…, kn ∈ Z D a vào phương trình bi n lu n ch n các giá tr k thích h p, thông thư ng ch n k là b i s c a s nguyên nào ñó. Ví d : Hai b c x λ1 và λ2 cho vân sáng trùng nhau. Ta có k1λ1=k2λ2 ⇒ k1 = Vì k1, k2 là các s nguyên, nên ta ch n ñư Có th l p b ng như sau: k1 0 5 10 15 k2 0 6 12 18 x 0 ..... ..... ..... λ2 5 k2 = k2 6 λ1 c k2 là b i c a 6 và k1 là b i c a 5 20 24 ..... 25 30 ..... ..... ..... ..... VD.17. Ta chi u sáng hai khe Young b ng ánh sáng tr ng v i bư c sóng ánh sáng ñ λñ = 0,75µm và ánh sáng tím λt = 0,4µm. Bi t a = 0,5mm, D = 2m. ñúng v trí vân sáng b c 4 màu ñ , có bao nhiêu b c x cho vân sáng n m trùng ñó ? A. 5 B. 2 C. 3 D. 4 Ch n: D. Hư ng d n: V trí vân sáng b c 4 màu ñ : x4 d = 4. V trí các vân sáng: x4 d = xs = k λ.D →λ = x4 d .a = 3 λd .D a = 4. 0, 75.10−6.2 0,5.10 −3 = 12mm ; v i k∈Z a k .D k 3 V i ánh sáng tr ng: 0,4≤λ ≤0,75 ⇔ 0, 4 ≤ ≤ 0, 75 → 4 ≤ k ≤ 7,5 và k∈Z. k Ch n k = 4,5,6,7: Có 4 b c x cho vân sáng t i ñó. VD.18. Trong thí nghi m Young v giao thoa ánh sáng, bi t D = 2m; a = 2mm. Hai khe ñư c SÓNG ÁNH SÁNG - ð s 29 6 - ðT: 01689.996.187 Di n ñàn: http://lophocthem.net - [email protected] chi u b ng ánh sáng tr ng (có bư c sóng t 0,4µm ñ n 0,75µm). T i ñi m trên màn quan sát cách vân tr ng chính gi a 3,3mm có bao nhiêu b c x cho vân sáng t i ñó ? A. 3 B. 4 C. 5 D. 6 Ch n: B.Hư ng d n: V trí các vân sáng: xs = k V i ánh sáng tr ng: 0,4≤λ ≤0,75 ⇔ 0, 4 ≤ 3,3 λ.D →λ = a xs .a k .D = 3,3 . k ≤ 0, 75 → 4, 4 ≤ k ≤ 8, 25 và k∈Z. k Ch n k=5, 6, 7, 8: Có b n b c x cho vân sáng t i ñó. VD.19. Trong thí nghi m Young v giao thoa ánh sáng, a = 1,5mm; D = 2m, hai khe ñư c chi u sáng ñ ng th i hai b c x λ1 = 0,5µm và λ2 = 0,6µm. V trí 2 vân sáng c a hai b c x nói trên trùng nhau g n vân trung tâm nh t, cách vân trung tâm m t kho ng: A. 6mm B. 5mm C. 4mm D. 3,6mm Ch n: .C. Hư ng d n: Khi hai vân sáng trùng nhau:x1 = x2 ⇔ k1 λ1D a = k2 λ2 D 6 ⇔ k1 = k2 ; k1, k2 ∈ Z a 5 Vì v trí g n vân trung tâm nh t, nên ta ch n k1, k2 nh nh t → ch n k2 = 5. ; k1 = 6 V trí trùng nhau: x2 = k2 λ2 .D a = 5. 0, 6.10−6.2 1, 5.10 −3 = 4.10−3 m = 4mm . VD21. Hai khe Iâng cách nhau 0,8 mm và cách màn 1,2 m. Chi u ñ ng th i 2 b c x ñơn s c λ1 = 0,75 µm và λ2 = 0,45 µm vào hai khe. L p công th c xác ñ nh v trí trùng nhau c a các vân sáng c a 2 b c x λ1 và λ2 trên màn. λ λD λD 5 HD. V trí vân trùng có: k1 1 = k2 2 k2 = k1 1 = k1; v i k1 và k2 ∈ Z thì k1 a a λ2 3 nh n các giá tr 0, 3, 6, ... tương ng v i các giá tr 0, 5, 10, ... c a k2. D NG BÀI T P :Giao thoa v i khe Young (Iâng) trong môi trư ng có chi t su t là n G i λ là bư c sóng ánh sáng trong chân không ho c không khí. G i λ ' là bư c sóng ánh sáng trong môi trư ng có chi t su t n. λ n kλ ' D kλ D = a. V trí vân sáng: x = a n.a λ 'D λD b.V trí vân t i: x =(2k +1) = (2k +1) 2a 2na λ ' D λD = c. Kho ng vân: i= a an λ' = (21) (22) (23) (24) VD.22: Trong thí nghi m giao thoa ánh sáng c a Iâng trong không khí, hai cách nhau 3mm ñư c chi u b ng ánh sáng ñơn s c có bư c sóng 0,60µm, màn quan cách hai khe 2m. Sau ñó ñ t toàn b thí nghi m vào trong nư c có chi t su t 4/3, kho ng vân quan sát trên màn là bao nhiêu? A. i‘= 0,4m. B. i' = 0,3m. C. i’ = 0,4mm. D. i‘= 0,3mm. SÓNG ÁNH SÁNG - ð s 29 7 - ðT: 01689.996.187 Di n ñàn: http://lophocthem.net - [email protected] Ch n: D.Hư ng d n: V n t c ánh sáng trong không khí là c, bư c sóng λ, khi ánh sáng truy n t không khí vào nư c thì t n s c a ánh sáng không ñ i, v n t c ánh sáng truy n trong nư c là v = c/n, (n là chi t su t c a nư c). Nên bư c sóng ánh sáng trong nư c là: λ’ = v/f = c/nf = λ/n. Kho ng vân khi toàn b thí nghi m ñ t trong nư c: i ' = λ'D a = λD n.a = 0,3mm VD.23: Trong giao thoa ánh sáng qua 2 khe Young, kho ng vân giao thoa b ng i. N u ñ t toàn b thi t b trong ch t l ng có chi t su t n thì kho ng vân giao thoa s b ng A. i , n −1 B. i , n +1 C. i n D. n.i Ch n: C.Hư ng d n: v n t c ánh sáng truy n trong ch t l ng là v = c/n, (n là chi t su t c a ch t l ng). Nên bư c sóng ánh sáng trong nư c là: λ’ = v/f = c/nf = λ/n. Kho ng vân quan sát trên màn khi toàn b thí nghi m ñ t trong ch t l ng : i ' = λ'D a = λD n.a = i n III. ð TR C NGHI M T NG H P Câu 1: Ch n hi n tư ng liên quan ñ n hi n tư ng giao thoa ánh sáng: A. Màu s c c a ánh sáng tr ng sau khi chi u qua lăng kính. B. Màu s c s c s c a bong bóng xà phòng. C. Bóng ñèn trên t gi y khi dùng m t chi c thư c nh a ch n chùm tia sáng chi u t i. D. V t sáng trên tư ng khi chi u ánh sáng t ñèn pin. Câu 2: Ch n công th c ñúng dùng ñ xác ñ nh v trí vân sáng trên màn A. x = D (k+1) λ . a B. x = D kλ. a C. x = D 2 kλ. a D. x = (2k+1) λD . 2a Câu 3: Ch n ñ nh nghĩa ñúng khi nói v kho ng vân: A. Kho ng vân là kho ng cách gi a hai vân t i k ti p. B. Kho ng vân là kho ng cách gi a hai vân sáng k ti p. C. Kho ng vân là kho ng cách nh nh t gi a hai vân sáng. D. C A, B, C ñ u ñúng. Câu 4: Ch n thí nghi m ñúng dùng ñ ño bư c sóng c a ánh sáng: A. Thí nghi m giao thoa v i khe Iâng. B. Thí nghi m v ánh sáng ñơn s c. C. Thí nghi m tán s c c a Niutơn. D. Thí nghi m t ng h p ánh sáng tr ng. Câu 5: Th c hi n giao thoa v i ánh sáng tr ng, trên màn quan sát thu ñư c hình nh như th nào sau ñây ? A. Các v ch màu khác nhau riêng bi t hi n trên m t n n t i. B. Không có các vân màu trên màn. C. Vân trung tâm là vân sáng tr ng, hai bên có nh ng d i màu như màu c u v ng. D. M t d i màu bi n thiên liên l c t ñ ñ n tím. Câu 6: Hi n tư ng giao thoa ch ng t r ng A. ánh sáng có b n ch t sóng. B. ánh sáng là sóng ngang. C. ánh sáng là sóng ñi n t . D. ánh sáng có th b tán s c. Câu 7: Hi n tư ng giao thoa ánh sáng ch quan sát ñư c khi hai ngu n ánh sáng là hai ngu n A. ñơn s c. B. k t h p. C. cùng màu s c. D. cùng cư ng ñ . Câu 8: Trong thí nghi m Iâng, vân sáng b c nh t xu t hi n trên màn t i các v trí mà hi u 8 SÓNG ÁNH SÁNG - ð s 29 - ðT: 01689.996.187 Di n ñàn: http://lophocthem.net - [email protected] ñư ng ñi c a ánh sáng t hai ngu n ñ n các v trí ñó b ng B. λ /2. C. λ . D. 2 λ . A. λ /4. Câu 9: G i i là kho ng vân, kho ng cách t vân chính gi a ñ n vân t i th 2 là B. 1,5i. C. 2i. D. 2,5i. A. i. Câu 10: Trong thí nghi m giao thoa khe Young, kho ng cách gi a hai vân sáng c nh nhau là A. λ D/a. B. λ a/D. C. ax/D. D. λ /aD. Câu 11: ng d ng c a hi n tư ng giao thoa ánh sáng ñ ño B. bư c sóng c a ánh sáng. A. t n s ánh sáng. C. chi t su t c a môi trư ng. D. t c ñ c a ánh sáng. Câu 12: Trong thí nghi m Iâng, vân t i th hai xu t hi n trên màn t i các v trí mà hi u ñư ng ñi c a ánh sáng t hai ngu n ñ n các v trí ñó b ng A. 3 λ /2. B. λ /2. C. λ . D. 2 λ . Câu 13: Trong thí nghi m giao thoa ánh sáng, kho ng vân s A. gi m ñi khi tăng kho ng cách hai khe. B. gi m ñi khi tăng kho ng cách t màn ch a 2 khe và màn quan sát. C. tăng lên khi tăng kho ng cách gi a hai khe. D. không thay ñ i khi thay ñ i kho ng cách gi a hai khe và màn quan sát. Câu 14: Dư i ánh n ng m t tr i r i vào, màng d u trên m t nư c thư ng có màu s c s c s là do hi n tư ng: A. giao thoa. B. nhi u x . C. tán s c. D. khúc x . Câu 15: Trong thí nghi m Young v giao thoa ánh sáng, có a = 1mm, D = 2m. Chi u sáng hai khe b i ánh sáng ñơn s c có bư c sóng λ , ngư i ta ño ñư c kho ng cách t vân sáng chính gi a ñ n vân sáng b c 4 là 4,5mm. Bư c sóng c a ánh sáng ñơn s c ñó có giá tr là A. 0,5625 µ m. B. 0,6000 µ m. C. 0,7778 µ m. D. 0,8125 µ m. Câu 16: Trong thí nghi m khe Iâng, ta có a = 0,5mm, D = 2m. thí nghi m v i ánh sáng có bư c sóng λ = 0,5 µm . Kho ng cách gi a hai vân sáng n m hai ñ u là 32mm. S vân sáng quan sát ñư c trên màn là C. 17. D. 18. A. 15. B. 16. Câu 17: Trong thí nghi m giao thoa ánh sáng qua khe Young v i b c x ñơn s c có bư c sóng λ . Vân sáng b c 4 cách vân trung tâm là 4,8mm. Xác ñ nh to ñ c a vân t i th tư A. 4,2mm. B. 4,4mm. C. 4,6mm. D. 3,6mm. Câu 18: Trong thí nghi m giao thoa ánh sáng kh Young, cho kho ng cách 2 khe là 1mm; màn E cách 2 khe 2m. Ngu n sáng S phát ñ ng th i 2 b c x λ1 = 0,460 µ m và λ 2 . Vân sáng b c 4 c a λ1 trùng v i vân sáng b c 3 c a λ 2 . Tính λ 2 ? A. 0,512 µ m. B. 0,586 µ m. C. 0,613 µ m. D. 0,620 µ m. Câu 19: Trong thí nghi m giao thoa ánh sáng khe Young, kho ng cách gi a hai khe h p là 3mm; kho ng cách t hai khe ñ n màn là 3m. ánh sáng ñơn s c có bư c sóng λ = 0,64 µ m. B r ng trư ng giao thoa là 12mm. S vân t i quan sát ñư c trên màn là D. 18. A. 15. B. 16. C. 17. Câu 20: Trong chân không, b c x có bư c sóng 0,75 µ m. Khi b c x này truy n trong thu tinh có chi t su t n = 1,5 thì bư c sóng có giá tr nào sau ñây: B. 0,5 µ m. C. 0,70 µ m. D. 0,6 µ m. A. 0,65 µ m. Câu 21: M t ngu n sáng ñơn s c có λ = 0,6 µ m chi u vào m t ph ng ch a hai khe h p, hai khe cách nhau 1mm. Màn nh cách màn ch a hai khe là 1m. Kho ng cách g n nh t gi a hai vân t i là 9 SÓNG ÁNH SÁNG - ð s 29 - ðT: 01689.996.187 Di n ñàn: http://lophocthem.net - [email protected] A. 0,3mm. B. 0,5mm. C. 0,6mm. D. 0,7mm. Câu 22: Trong m t thí nghi m giao thoa ánh sáng tr ng, ngu n phát ra hai b c x ñơn s c có bư c sóng l n lư t là λ1 = 0,5 µ m và λ 2 . Vân sáng b c 12 c a λ1 trùng v i vân sáng b c 10 c a λ 2 . Bư c sóng c a λ 2 là: A. 0,45 µ m. B. 0,55 µ m. C. 0,6 µ m. D. 0,75 µ m. Câu 23: Th c hi n thí nghi m giao thoa ánh sáng khe Iâng, kho ng cách gi a hai khe a = 2mm, kho ng cách t hai khe ñ n màn D = 1m. Trên màn, ngư i ta quan sát ñư c kho ng cách t vân sáng trung tâm ñ n v n sáng th 10 là 4mm. Bư c sóng c a ánh sáng làm thí nghi m là B. 0,83 µ m. C. 0,78 µ m. D. 0,80 µ m. A. 0,85 µ m. Câu 24: Khi th c hi n giao thoa v i ánh sáng ñơn s c, hai khe Iâng cách nhau 1mm thì kho ng vân là 0,8mm. N u kho ng cách gi a 2 khe tăng thêm 0,01mm thì kho ng vân tăng, gi m th nào? A. tăng 0,08mm. B. tăng 0,01mm. D. gi m 0,008mm. C. gi m 0,002mm. Câu 25: Thí nghi m giao thoa Iâng: a = 2mm; D = 1,2m. Ngư i ta quan sát ñư c 7 vân sáng mà kho ng cách gi a hai vân sáng ngoài cùng là 2,4mm. Bư c sóng c a ánh sáng là A. 0,67 µ m. B. 0,77 µ m. C. 0,62 µ m. D. 0,67mm. Câu 26: Thí nghi m giao thoa khe Iâng, hai khe cách nhau 0,8mm; màn cách 2 khe 2,4m, ánh sáng làm thí nghi m λ = 0,64 µ m. B r ng c a vùng giao thoa trư ng là 4,8cm. S vân sáng trên màn là A. 25. B. 24. C. 26. D. 23. Câu 27: Trong thí nghi m Young v giao thoa ánh sáng, ngư i ta ño ñư c kho ng vân là 1,12.103 µm . Xét hai ñi m M và N cùng m t phía v i vân sáng chính gi a O, OM = 0,56.104 µm và ON = 1,288.104 µm . Gi a M và N có s vân sáng là C. 6. D. 5. A. 8. B. 7. Câu 28: Th c hi n giao thoa ánh sáng 2 khe Young cách nhau a = 1,2mm có kho ng vân là 1mm. Di chuy n màn nh E ra xa 2 khe Young thêm 50cm, thì kho ng vân là 1,25mm. Tính bư c sóng c a b c x trong thí nghi m. A. 0,50 µ m. B. 0,60 µ m. C. 0,54 µ m. D. 0,66 µ m. Câu 29: Trong thí nghi m giao thoa ánh sáng khe Young, kho ng cách gi a vân t i th 5 và vân sáng b c 2 là 2,8mm. Xác ñ nh kho ng cách gi a vân t i th 3 và vân sáng b c 1. D. 1,68mm. A. 2,4mm. B. 1,82mm. C. 2,12mm. Câu 30: Trong thí nghi m Young v giao thoa ánh sáng, ngu n sáng S phát ñ ng th i 2 b c x có bư c sóng là λ1 = 0,42 µ m và λ 2 = 0,7 µ m. Kho ng cách hai khe S1 và S2 là a = 0,8mm, màn nh cách 2 khe là D = 2,4m. Tính kho ng cách t vân t i th 3 c a b c x λ1 và vân t i th 5 c a b c x λ 2 . B. 6,30mm. C. 8,15mm. D. 6,45mm. A. 9,45mm. Câu 31: Trong thí nghi m Iâng v giao thoa ánh sáng, kho ng cách gi a hai khe Iâng là 2mm, kho ng cách t hai khe ñ n màn là 2m. Bư c sóng ñơn s c dùng trong thí nghi m là λ = 0,5 µ m. Kho ng cách t vân sáng b c 1 ñ n vân sáng b c 10 là A. 5,5mm. B. 4,5mm. C. 4,0mm. D. 5,0mm. Câu 32: Trong thí nghi m khe Iâng, ta có a = 0,5mm, D = 2m. thí nghi m v i ánh sáng có bư c sóng λ = 0,5 µm . Kho ng cách gi a hai vân sáng n m hai ñ u là 32mm. S vân t i quan sát ñư c trên màn là SÓNG ÁNH SÁNG - ð s 29 10 - ðT: 01689.996.187 Di n ñàn: http://lophocthem.net - [email protected] A. 14. B. 16. C. 17. D. 18. Câu 33: Trong thí nghi m giao thoa khe Young v giao thoa ánh sáng, cho a = 0,6mm, D = 2m. Trên màn quan sát ñư c 21 vân sáng. Kho ng cách gi a hai vân sáng n m hai ñ u là 40mm. Bư c sóng c a ánh sáng ñó b ng B. 0,60 µ m. C. 0,55 µ m. D. 0,65 µ m. A. 0,57 µ m. Câu 34: Th c hi n thí nghi m giao thoa ánh sáng kh Young, S1S2 = a = 0,5mm. Kho ng cách t m t ph ng hai khe ñ n màn là D = 2m. Bư c sóng ánh sáng là λ = 5.10-4mm. ði m M trên màn cách vân sáng trung tâm 9mm là A. vân sáng b c 3. B. vân sáng b c 4. C. vân t i th 4. D. vân t i th 5. Câu 35: Trong thí nghi m Iâng v giao thoa ánh sáng, kho ng cách gi a hai khe b ng 1,2mm và kho ng cách t hai khe ñ n màn quan sát b ng 2m. Chi u hai khe b ng ánh sáng ñơn s c. Bi t kho ng vân quan sát ñư c trên màn b ng 1mm. Bư c sóng c a ánh sáng chi u t i b ng B. 0,50 µ m. C. 0,60 µ m. D. 0,75 µ m. A. 0,48 µ m. Câu 36: Chi u m t b c x ñơn s c có bư c sóng λ = 0,60 µ m t không khí vào thu tinh có chi t su t ng v i b c x ñó b ng 1,50. Trong thu tinh b c x ñó có bư c sóng bao nhiêu? A. 0,40 µ m. B. 0,48 µ m. C. 0,60 µ m. D. 0,72 µ m. Câu 37: Chi u hai khe, trong thí nghi m Iâng v giao thoa ánh sáng, b ng ánh sáng ñơn s c có bư c sóng 0,6 µ m, ngư i ta ño ñư c kho ng cách ng n nh t gi a vân sáng b c 3 và vân t i th 6 g n nhau nh t b ng 3,0mm. Bi t kho ng cách t hai khe ñ n màn quan sát b ng 2,0m. Kho ng cách gi a hai khe b ng bao nhiêu? A. 0,6mm. B. 1,0mm. C. 1,5mm. D. 2mm. Câu 38: Trong thí nghi m Iâng v giao thoa ánh sáng, ngư i ta dùng ánh sáng ñơn s c có bư c sóng λ = 0,60 µ m. Hi u kho ng cách t hai khe ñ n v trí quan sát ñư c vân sáng b c b n b ng bao nhiêu? A. 4,8 µ m. B. 2,4 µ m. C. 3,6 µ m. D. 1,2 µ m. Câu 39: Trong thí nghi m Iâng v giao thoa, trên m t ño n nào ñó trên màn ngư i ta ñ m ñư c 12 vân sáng khi dùng ánh sáng có bư c sóng 600nm. N u dùng ánh sáng có bư c sóng 400nm thì s vân quan sát ñư c trên ño n ñó là A. 12. B. 18. C. 24. D. 30. Câu 40: Th c hi n giao thoa ánh sáng 2 khe Young cách nhau a = 1,2mm có kho ng vân là 1mm. Di chuy n màn nh E ra xa 2 khe Young thêm 50cm, thì kho ng vân là 1,25mm. Tính bư c sóng c a b c x trong thí nghi m. A. 0,50 µ m. B. 0,60 µ m. C. 0,54 µ m. D. 0,66 µ m. Câu 41: Th c hi n thí nghi m giao thoa ánh sáng khe I-âng kho ng cách gi a hai khe b ng 0,5mm; ánh sáng ñơn s c làm thí nghi m có bư c sóng λ = 0,5 µm . Kho ng cách t hai khe ñ n màn h ng nh b ng 200cm. T i v trí M trên màn E có to ñ 7mm, t i M là A. vân sáng b c 7. B. vân t i th 7. C. vân t i th 4. D. vân sáng b c 4. Câu 42: Trong m t thí nghi m Young v giao thoa ánh sáng, hai khe h p S1, S2 cách nhau m t kho ng a = 1,2mm. Màn E ñ h ng vân giao thoa cách m t ph ng ch a hai khe m t kho ng D = 0,9m. Ngư i ta quan sát ñư c 9 vân sáng, kho ng cách gi a hai vân sáng ngoài cùng là 3,6mm. T n s c a b c x s d ng trong thí nghi m này là A. f = 5.1012Hz. B. f = 5.1013Hz. C. f = 5.1014Hz. D. f = 5.1015Hz. Câu 43: ð hai sóng cùng t n s giao thoa ñư c v i nhau, thì chúng ph i có ñi u ki n nào sau ñây? A. Cùng biên ñ và cùng pha. B. Cùng biên ñ và ngư c pha. 11 SÓNG ÁNH SÁNG - ð s 29 - ðT: 01689.996.187 Di n ñàn: http://lophocthem.net - [email protected] C. Hi u s pha không ñ i theo th i gian. D. Cùng biên ñ và hi u s pha không ñ i theo th i gian. Câu 44: Hãy ch n câu ñúng. N u làm thí nghi m I-âng v i ánh sáng tr ng thì: A. Ch quan sát ñư c vài vân b c th p có màu s c, tr vân b c 0 v n có màu tr ng. B. Hoàn toàn không quan sát ñư c vân. C. V n quan sát ñư c vân, g m vân sáng và t i xen k ñ u ñ n. D. Ch th y các vân sáng có màu s c mà không th y vân t i nào. Câu 45: Trong m t thí nghi m v giao thoa ánh sáng, t i ñi m M có vân t i khi hi u s pha c a hai sóng ánh sáng t hai ngu n k t h p ñ n M b ng π . 2 C. s ch n l n π . A. s ch n l n π . 2 D. s l l n π . B. s l l n Câu 46 : T i ñi m M trên màn c a m t thí nghi m v giao thoa ánh sáng, hi u ñư ng ñi c a hai sóng t i M là 2,6 µm . Bi t r ng t i M có vân sáng. Bư c sóng ánh sáng không th có giá tr nào dư i ñây ? A. 0,48 µm . B. 0,52 µm . C. 0,65 µm . D. 0,43 µm . “Nhìn lên cao, h c r ng thêm, tìm cách vươn lên cao mãi” Pasteur ðÁP ÁN ð S 29 1B 2B 3D 4A 5C 6A 7B 8C 9B 10A 11B 12A 13A 14A 15A 16C 17A 18C 19D 20B 21C 22C 23D 24D 25A 26A 27C 28B 29D 30B 31B 32B 33B 34D 35C 36A 37B 38B 39B 40B 41C 42C 43C 44A 45D 46A SÓNG ÁNH SÁNG - ð s 29 12 - ðT: 01689.996.187 Di n ñàn: http://lophocthem.net - [email protected] GIAO THOA ÁNH SÁNG – S 2 30 H và tên h c sinh :…………………………..Trư ng:THPT………………………………… I.KI N TH C CHUNG: * S trùng nhau c a các b c x λ 1, λ 2 ... (kho ng vân tương ng là i1, i2 ...) + Trùng nhau c a vân sáng: xs = k1i1 = k2i2 = ... => k1 λ 1 = k2 λ 2 = ... + Trùng nhau c a vân t i: xt = (k1 + 0,5)i1 = (k2 + 0,5)i2 = ...=> (k1 + 0,5) λ 1 = (k2 + 0,5) λ 2 = ... Lưu ý: V trí có màu cùng màu v i vân sáng trung tâm là v trí trùng nhau c a t t c các vân sáng c a các b c x . * Trong hi n tư ng giao thoa ánh sáng tr ng (0,4 µ m - 0,76 µ m.) D - B r ng quang ph b c k: ∆x = k a (λñ − λt ) v i ñ và t là bư c sóng ánh sáng ñ và tím - Xác ñ nh s vân sáng, s vân t i và các b c x tương ng t i m t v trí xác ñ nh (ñã bi t x) ax λD + Vân sáng: x = k a ⇒ λ = kD , k ∈ Z ax < 0,76 µ m ; các giá tr c a k ∈ Z kD λD ax + Vân t i: x = (k + 0, 5) a ⇒ λ = (k + 0, 5) D , k ∈ Z V i 0,4 µ m < λ = V i 0,4 µ m - 0,76 µ m. các giá tr c a k - Kho ng cách dài nh t và ng n nh t gi a vân sáng và vân t i cùng b c k: D [kλt − (k − 0, 5)λñ ] a D = [kλñ + (k − 0, 5)λt ] Khi vân sáng và vân t i n m khác phía ñ i v i vân trung tâm. a D = [kλñ − (k − 0,5)λt ] Khi vân sáng và vân t i n m cùng phía ñ i v i vân trung tâm. a ∆xMin = ∆xMax ∆xMax * Khi ngu n sáng S di chuy n theo phương song song v i S1S2 thì h vân di chuy n ngư c chi u và kho ng vân i v n không ñ i. D ð d i c a h vân là: x0 = D d 1 Trong ñó: D là kho ng cách t 2 khe t i màn D1 là kho ng cách t ngu n sáng t i 2 khe d là ñ d ch chuy n c a ngu n sáng * Khi trên ñư ng truy n c a ánh sáng t khe S1 (ho c S2) ñư c ñ t m t b n m ng dày e, chi t su t n thì h vân s d ch chuy n v phía S1 (ho c S2) m t ño n: x0 = (n −1)eD a II CÁC D NG BÀI T P * D NG BÀI T P Giao thoa ánh sáng v i nhi u b c x ñơn s c hay ánh sáng tr ng 1 SÓNG ÁNH SÁNG - ð s 30