Bài tập tự luận: Bài 1: Trong thớ nghiệm giao thoa ỏnh sỏng dựng hai khe Young cỏch nhau 0,8mm, cỏch màn 1,6 m.. Bài 3: Trong thớ nghiệm giao thoa ỏnh sỏng dựng 2 khe Young.. Bài 4: Tron
Trang 1Trờng THPT Phụ Dực Vật lý 12
Chuyên đề: Sóng ánh sáng
I Các công thức áp dụng:
1 * Hiệu đờng đi của 2 sóng tại vân sáng là:
d1 – d2 = kλ (k = 0; ± 1 ; ± 2 ; )
* Hiệu đờng đi của 2 sóng tại vân tối là:
d1 – d2 = (k +
2
1
)λ
* Tại điểm M bất kỳ trên màn E cách vân trung tâm khoảng x có:
d1 – d2 =
D
ax
2 * Vị trí vân sáng bậc k: xk = k
a
D
λ = ki
Với i =
a
D
λ
; là khoảng vân.; k = 0 ứng với vân sáng bậc 0 (vân sáng trung tâm)
k = ± 1 ; ± 2… ứng với vân sáng bậc1; bậc 2 …
* Vị trí vân tối: xt = (k +
2
1
)
a
Dλ
= (k +
2
1
) i
Lu ý: - Với vân tối không có khái niệm bậc chỉ có khái niệm thứ
- Theo chiều dơng: Vân thứ nhất (I) ứng với k = 0, vân thứ n ứng với k = n – 1
- Theo chiều âm : Vân thứ nhất (I) ứng với k = - 1; vân thứ n ứng với k = -n
3 Công thức tính số vân:
* Số vân sáng: NS = 1 + 2
i
L
2
Trong đó: P1P2 = L là miền (vùng) giao thoa
i
L
2 đợc lấy giá trị nguyên.
* Số vân tối : - Nếu 2 biên P1 , P2 là 2 vân sáng thì: Nt = NS – 1
- Nếu 2 biên P1 , P2 là 2 vân tối thì: Nt = NS + 1
- Nếu 1 biên nằm trên vân sáng, 1 biên nằm trên vân tối thì: Nt = NS
II Bài tập tự luận:
Bài 1: Trong thớ nghiệm giao thoa ỏnh sỏng dựng hai khe Young cỏch nhau 0,8mm, cỏch màn 1,6 m Tỡm bước súng ỏnh sỏng chiếu vào
nếu ta đo được võn sỏng thứ 4 cỏch võn trung tõm là 3,6 mm
Bài 2: Trong thớ nghiệm giao thoa ỏnh sỏng dựng hai khe Young biết bề rộng hai khe cỏch nhau 0,35mm, từ khe đến màn là 1,5 m và bước súng λ
= 0,7 àm Tỡm khoảng cỏch 2 võn sỏng liờn tiếp
Bài 3: Trong thớ nghiệm giao thoa ỏnh sỏng dựng 2 khe Young Tỡm bước súng ỏnh sỏng λ chiếu vào biết a = 0,3mm, D = 1,5m, i = 3mm
Bài 4: Trong thớ nghịờm Young về giao thoa ỏnh sỏng, khoảng cỏch giữa hai khe là 0,3mm, khoảng cỏch từ hai khe đến màn giao thoa là
2m Bước súng của ỏnh sỏng đơn sắc trong thớ nghiệm là 6000A0 Vị trớ võn tối thứ 5 so với võn trung tõm là bao nhiêu?
Bài 5: Trong thớ nghiệm Young về giao thoa ỏnh sỏng, khoảng cỏch hai khe là 0,5mm, từ hai khe đến màn giao thoa là 2m Bước súng của
ỏnh sỏng trong thớ nghiệm là 4.10− 7 m Tại điểm cỏch võn trung tõm 5,6mm là võn sỏng hay võn tối? Thứ mấy?
Bài 6: Trong thớ nghiệm Young về giao thoa ỏnh sỏng, khoảng cỏch hai khe là 0,5mm, từ hai khe đến màn giao thoa là 2m Bước súng của
ỏnh sỏng trong thớ nghiệm là 4,5.10− 7 m Xột điểm M ở bờn phải và cỏch võn trung tõm 5,4mm; điểm N ở bờn trỏi và cỏch võn trung tõm 9mm Từ điểm M đến N cú bao nhiờu võn sỏng?
Bài 7: Trong thớ nghiệm giao thoa ỏnh sỏng với hai khe Young cỏch nhau 0,5mm, ỏnh sỏng cú bước súng
λ = 5.10 -7 m, màn ảnh cỏch hai khe 2m Vựng giao thoa trờn màn rộng 17mm thỡ số võn sỏng quan sỏt được trờn màn là bao nhiêu?
Bài 8: Trong thớ nghiệm Young về giao thoa ỏnh sỏng (a = 0,6 mm, D = 2 m), ta thấy 15 võn sỏng liờn tiếp cỏch nhau 2,8 cm Hóy tỡm
bước súng λ của ỏnh sỏng đơn sắc đó dựng trong thớ nghiệm.
Bài 9:Thực hiện thớ nghiệm Young về giao thoa ỏnh sỏng với hai khe S 1, S 2 cỏch nhau một đoạn a = 0,5mm, hai khe cỏch màn ảnh một khoảng D = 2m Ánh sỏng đơn sắc dựng trong thớ nghiệm cú bước súng λ = 0,5 à m Bề rộng miền giao thoa trờn màn đo được là l =
26mm Khi đú, trong miền giao thoa ta quan sỏt được
B i 10 à : Ánh sỏng đơn sắc trong Tn Y õng cú bước súng 0,5 àm Khoảng cỏnh từ 2 nguồn đến màn là 1m, khoảng cỏch giữ 2 nguồn là 2mm Khoảng cỏch giữa võn sỏng bậc 3 và võn tối thứ 5 ở 2 bờn so với võn trung tõm là bao nhiờu?
1
I
S2
M
S1
d2
d1
x
E
Trang 2Trờng THPT Phụ Dực Vật lý 12
Bài 11: Ánh sỏng trờn bề mặt rộng 7,2mm của vựng giao thoa người ta đếm được 9 võn sỏng ( ở 2 rỡa là 2 võn sỏng ) Tại vị
trớ cỏch võn trung tõm 14,4mm là võn sỏng hay tối thứ mấy?
Bài 12: Trong TN Y õng bằng ỏnh sỏng trắng khoảng cỏch từ 2 nguồn đến màn là 2m, khoảng cỏch giữa 2 nguồn là 2mm
tỡm số bức xạ cho võn sỏng tại M cỏch võn trung tõm 4mm ?
Bài 13: Trong TN giao thoa ỏnh sỏng bằng khe Y õng , cho biết S1S2 = a = 1mm, khoảng cỏch giữa 2 khe đến màn là 2m , bước súng ỏnh sỏng dựng trong Tn là λ=0,50àm; X là khoảng cỏch từ điểm M trờn màn đến võn sỏng chớnh giữa
a/ Tớnh khoảng cỏch từ võn sỏng chớnh giữa đến võn sỏng bậc 4 ?
b/ Muốn M nằm trờn võn sỏng thỡ XM bằng bao nhiờu?
c/ Khoảng cỏch từ võn sỏng bậc 3 bờn này võn trung tõm đến võn sỏng bậc 7 bờn kia võn trung tõm là bao nhiờu ?
Bài 14: Trong giao thoa với khe Y õng cú: a = 1,5mm, D = 3mm, người ta đo dược khoảng cỏch giữa võn sỏng bậc 2 và võn
sỏng bậc 5 cựng một phớa võn trung tõm là 3mm
a/ Tớnh bước súng ỏnh sỏng dựng trong TN ?
b/ Tớnh khoảng cỏch giữa võn sỏng bậc 3 và võn sỏng bậc 8 cựng một phớa võn trung tõm ?
c/ Tỡm số võn sỏng quan sỏt được trờn vựng giao thoa cú bề rụng 11mm?
Bài 15: Trong giao thoa với khe Y õng , nguồn sỏng phỏt ra 2 đơn sắc cú bước súng λ1= 0,5 àm, λ2= 0,6àm 2 khe I õng
cỏch nhau 1,5mm, màn ảnh cỏch 2 khe 1,5m Xỏc điịnh vị trớ của võn sỏng bậc 4 ứng với 2 đơn sắc trờn Khoảng cỏch giữa 2 van sỏng này là bao nhiờu?
Bài 16: Trong giao thoa với khe Y õng cú: a = 0,5mm ;D = 2m nguồn sỏng dựng ỏnh sỏng trắng cú λd= 0,75à m, λt= 0,40
àm.
a/ Tớnh bề rộng của quang phổ bậc 1 và bậc 3?
b/ Xỏc định số bức xạ bị tắt tại điểm M cỏch võn trung tõm 0,72cm?
Bài 17: (Tuyển sinh ĐH - 2003) một nguồn sáng điểm nằm cách đều 2 khe I âng và phát ra đồng thời 2 bức xạ đơn sắc có bớc sóng
m
à
λ1 = 0 , 6 và bớc sóng λ2 cha biết Khoảng cách 2 khe a = 0,2 mm , khoảng cách từ các khe đến màn D = 1m
1 Tính khoảng vân giao thoa tren màn đối với λ1
2 trong 1 khoảng rộng L = 2,4 cm trên màn, đếm đợc 17 vạch sáng , trong đó có 3 vạch là kết quả trùng nhau của 2 hệ vân Tính bớc sóng
2
λ , biết 2 trong3 vạch trùng nhau nằm ngoài cùng của khoảng L
Bài 18: (TS Đ H - 2004) Trong Tn giao thoa ánh sáng của I âng ngời ta sử dụng ánh sáng đơn sắc có bớc sóng λ Khoảng cách giữa 2 khe Iâng là 0,64mm Khoảng cách từ mặt phẳng chứa 2 khe đến màn ảnh là 2 m , khoảng cách giữa 2 vân sáng liên tiép trên màn là 2mm Tính bớc sóng λ và xác định vị trí vân tối tứ 3 kể từ vân sáng trung tâm?
Bài 19:(TS Đ H - 2005) Trong TN nghiệm Iâng về giao thoa ánh sáng, ngời ta sử dụng ánh sáng đơn sắc có bớc sóng λ = 0,600àm khoảng cách giữa 2 khe là 0,9mm , khoảng cách từ mặt phẳng chứa 2 khe đến màn ảnh là 1,8m Xác định vị trí vân sáng bậc 4 kể từ vân sáng chính giữa Thay ánh sáng trên bằng ánh sáng trắng có bớc sóng là 0,400àm đến 0,760àm Hỏi ở đúng vị trí của vân sáng bậc 4 nêu trên còn có những vân sáng của những áng sáng đơn sắc nào?
Bài 20: (TS Đ H -2006) Trong TN nghiệm Iâng về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa 2 khe là a = 1mm , lkhoảng cách từ 2 khe đến màn
quan sát D = 2m
a Chiếu sáng 2 khe bằng ánh sáng đơn sắc có bớc sóng λ1 = 0,6àm Tính khoảng vân?
b Chiếu đồng thời 2 bức xạ đơn sắc có bớc sóng λ1 = 0,6àm và λ2 = 0,5àm vào 2 khe thì thấy trên màn có những vị trí tại đó vân sáng của 2 bức xạ trùng nhau, gọi là vân trùng Tính khoảng cách nhỏ nhất giữa 2 vân trùng?
Bài 21:(TS Đ H KTQD - 2001) Trong một TN giao thoa ánh sáng với 2 khe Iâng, khoảng cách giữa 2 khe a = 1,5mm 2 khe đặt cách màn
ảnh D = 2m
a. Chiếu ánh sáng đơn sắc có bớc sóng λ1 = 0,48àm Tìm khoảng cách gần nhất giữa 2 vân sáng liên tiếp và k/c từ vân sáng trung
tâm O đến vân sáng bậc 4
b. Chiếu đồng tời 2 bức xạ đơn sắc λ1 và λ2 = 0,64àm Tìm khoảng cách gần nhất giữa 2 vân sáng cùng màu so với vân sáng ở O
Cho biết h = 6,625.10-34 Js, c = 3.108 m/s, e =1,6 10-19 C
Bài 22: (ĐHGTVT-2002) trong TN giao thoa nhờ khe Iâng’từ một khe sáng hẹp S ngừi ta tạo đợc 2 nguồn đồng pha S1 , S2 cách nhau 5mm , khoảng cách từ chúng đến màn quan sát E là 2m
a. Nguồn S phát ánh sáng đơn sắc λV = 0,580àm ( màu vàng) Tìm
Khoảng vânvà vị trí vân sáng bậc3 trên màn
b. S1 , S2 có thể tạo đợc nhờ 2 hệ gơng phẳng dặt nghiêng với nhau một góc là π − α vói α rất nhỏ Khe sáng S đặt song song với giao
tuyến I của 2 gơng và cách I là SI = 1m màn E đặt vuông góc với mặt phẳng trung trực của S1 S2 Vẽ hình tìm α và độ rộng vùng giao thoa trên màn? Nếu S phát đồng thời 2 ánh sáng đơn sắc λV = 0,580à m và λX cha biết, vị trí vân sáng cùng màu đầu tiên so với vân trung tâm là x = 1,16 mm Tìm λX, cho biết vân sáng trung tâm có màu hồng (nằm trong vùng từ vàn đến đỏ) Trên màn có mấy vân màu hồng nh thế?
2