sáng kiến kinh nghiệm phương pháp giải đề thi tốt nghiệp và đại học chuyên đề sóng ánh sáng

Trong thí nghiệm Iâng Y-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe hẹp cách nhau một khoảng a = 0,5 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là D = 1,5 m.. Trong thí nghiệm Iâ

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỒNG NAI

Đơn vị: TRƯỜNG THPT BÌNH SƠN

Mã số:

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

PHƯƠNG PHÁP GIẢI ĐỀ THI TỐT NGHIỆP VÀ ĐẠI HỌC

CHUYÊN ĐỀ : SÓNG ÁNH SÁNG

Người thực hiện: Phạm Ngọc ThànhLĩnh vực nghiên cứu:

- Quản lý giáo dục: 

- Phương pháp dạy học bộ môn: Vật Lí 

Có đính kèm: Các sản phẩm không thể hiện trong bản in SKKN

 Mô hình  Đĩa CD (DVD)  Phim ảnh  Hiện vật khác

(các phim, ảnh, sản phẩm phần mềm)

SƠ LƯỢC LÝ LỊCH KHOA HỌC

8 Đơn vị công tác: Trường THPT Bình Sơn

II TRÌNH ĐỘ ĐÀO TẠO

- Học vị (hoặc trình độ chuyên môn, nghiệp vụ) cao nhất: Cử nhân Vật Lí

- Năm nhận bằng: Cử nhân Vật Lí

- Chuyên ngành đào tạo: Vật Lí

III KINH NGHIỆM KHOA HỌC

- Lĩnh vực chuyên môn có kinh nghiệm: Dạy vật lí

- Số năm có kinh nghiệm: 8 năm

- Các sáng kiến kinh nghiệm đã có trong 5 năm gần đây:

Năm 2011-2012 : Phương pháp giải đề thi trắc nghiệm chương sóng cơ sóng âm ôn thi tốt nghiệp và đại học

Năm 2012-2013 : Phương pháp giải đề thi đại học phần cực trị và ứng dụng giản đồ vectơ trong mạch điện xoay chiều

Tên SKKN: PHƯƠNG PHÁP GIẢI ĐỀ THI TỐT NGHIỆP VÀ ĐẠI HỌC

CHUYÊN ĐỀ : SÓNG ÁNH SÁNG

I LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Hiện nay, khi mà hình thức thi trắc nghiệm khách quan được áp dụng trong các kì thi tốt nghiệp và tuyển sinh đại học, cao đẳng thì yêu cầu về việc nhận dạng để giải nhanh và tối ưu các câu trắc nghiệm, đặc biệt là các câu trắc nghiệm định lượng là rất cần thiết để có thể đạt được kết quả cao trong kì thi Trong đề thi tuyển sinh ĐH và CĐ năm 2010, năm

2011, năm 2012 và 2013 môn Vật Lý có những câu trắc nghiệm định lượng khá khó mà các

đề thi trước đó chưa có, nếu chưa gặp và chưa giải qua lần nào thì thí sinh khó mà giải nhanh và chính xác các câu này, mặt khác về lý thuyết cung như bài tập về sóng ánh sáng các em còn mơ hồ các nên việc giải đề thi loại này còn rất khó khăn

Để giúp các em học sinh nhận dạng được các câu trắc nghiệm định lượng từ đó có thể giải nhanh và chính xác từng câu hỏi về phần này, tôi xin tập hợp ra đây các bài tập điển hình trong sách giáo khoa, trong sách bài tập, trong các đề thi tốt nghiệp THPT, thi tuyển sinh ĐH – CĐ trong những năm qua và phân chúng thành những dạng cơ bản từ đó đưa ra phương pháp giải cho từng dạng Hy vọng rằng tập tài liệu này giúp ích được một chút gì

đó cho các quí đồng nghiệp trong quá trình giảng dạy và các em học sinh trong quá trình kiểm tra, thi cử

II CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN

- Trước khi thực hiện đề tài này ở trường THPT Bình Sơn, qua tìm hiểu và trao đổi với đồng nghiệp tôi nhận thấy:

- Đa số học sinh ham mê học bộ môn Vật lí, nhưng khi làm các bài tập vật lí các em thường lúng túng trong việc định hướng giải, có thể nói hầu như các em chưa biết cách giải cũng như trình bày lời giải, nhất là những câu hỏi vận dụng trong đề thi tốt nghiệp và đại học

- Một số học sinh khá giỏi rất có hứng thú tìm tòi lời giải những bài toán nhưng phương pháp đại số thì rất dài không kịp thời gian và dễ sai xót nên, không phù hợp với phương pháp kiểm tra đánh giá theo hình thức trắc nghiệm hiện nay

* Hạn chế :

- Trình độ tiếp thu của học sinh không đồng đều

- Học sinh chưa có phương pháp tổng quan để giải một bài tập Vật lí, bài tập về sóng ánh sáng nói riêng

- Học sinh chưa biết vận dụng liên kết các kiến thức

- Nội dung cấu trúc chương trình sách giáo khoa mới hầu như không dành thời lượngnhiều cho việc hướng dẫn học sinh giải bài tập hay luyện tập, dẫn đến học sinh không có điều kiện bổ sung, mở rộng và nâng cao kiến thức cũng như rèn kỹ năng giải bài tập nâng cao về sóng ánh sáng

* Kết luận : Do đó ta nên cho học sinh tóm tắt lại lý thuyết của từng bài, của chương,

sau đó phân loại các dạng bài tập làm một số bài tập tự luận để học sinh hiểu từ đó rút ra

công thức thu gọn nhất sau mỗi tiết bài tập, để áp dụng cho bài kiểm tra và bài thi trắc nghiệm.

III TỔ CHỨC THỰC HIỆN CÁC GIẢI PHÁP

A Sự tán sắc ánh sáng

* Kiến thức liên quan:

+ Tán sắc ánh sáng là hiện tượng một chùm ánh sáng phức tạp bị phân tích thành các chùm ánh sáng đơn sắc

+ Nguyên nhân của hiện tượng tán sắc là do chiết suất của môi trường biến thiên theo màu sắc ánh sáng, và tăng dần từ màu đỏ đến màu tím :

c f

+ Trong một số trường hợp, ta cần giải các bài toán liên quan đến các công thức của lăng kính:

- Công thức chung: sini1 = nsinr1; sini2 = nsinr2; A = r1 + r2; D = i2 + i2 - A

Khi i1 = i2 (r1 = r2) thì D = Dmin với sin min

Góc lệch giữa tia đỏ và tia tím : D D t D d A n( t n d)

Bề rộng quang phổ trên màn song song với mặt phẳng phân giác cách mặt phân giác một đoạn d là : L d (tanD t tanD d)d A n n ( t d)

+ Trong một số trường hợp khác, ta cần giải một số bài toán liên quan đến định luật phản xạ: i = i’, định luật khúc xạ: n1sini1 = n2sini2

+ Công thức tính góc giới hạn phản xạ toàn phần khi ánh sáng truyền từ môi trường chiết quang hơn sang môi trường chiết quang kém (n1 > n2): sinigh = 2

d A

Để tìm một số đại lượng liên quan đến hiện tượng tán sắc ánh sáng ta viết biểu thức liên

hệ giữa những đại lượng đã cho và đại lượng cần tìm, từ đó suy ra và tính đại lượng cần tìm

* Bài tập dịnh lượng minh họa

Ví dụ 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

Giải Ta có: l’ = v f nf c ln = 0,48 m

Ví dụ 2: Một ánh sáng đơn sắc có bước sóng của nó trong không khí là 0,6 m và trong

chất lỏng trong suốt là 0,4 m Tính chiết suất của chất lỏng đối với ánh sáng đó

Giải Ta có: l’ = ln  n =

'

l

l = 1,5

Ví dụ 3: Một chùm ánh sáng hẹp, đơn sắc có bước sóng trong chân không là l = 0,60 m

Xác định chu kì, 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

Giải : Ta có: sinr1 = sin i1

n = 0,58 = sin35,30  r1 = 35,30  r2 = A – r1 = 24,70; sini2 = nsinr2 = 0,63 = sin38,00  i2 = 38,80  D = i2 + i2 – A = 38,80

Ví dụ 5: Một lăng kính thủy tinh có góc chiết quang A = 600, có chiết suất đối với tia đỏ là 1,514; đối với tia tím là 1,532 Tính góc lệch cực tiểu của hai tia này

Giải:

Với tia đỏ: sin

2 min A

2

min A

D d 

= 49,20 Ddmin = 2.49,20 – A = 38,40 = 38024’

Với tia tím: sin

2 min A

D t 

= 500 Dtmin = 2.500 – A = 400

Ví dụ 6: Một lăng kính thủy tinh có góc chiết quang A = 40, đặt trong không khí Chiết suấtcủa lăng kính đối với ánh sáng đỏ và tím lần lượt là 1,643 và 1,685 Chiếu một chùm tia sáng 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

Giải :

Với A và i1 nhỏ ( 100) ta có: D = (n – 1)A Do đó: Dd = (nd = 1)A; Dt = (nt – 1)A

Góc tạo bởi tia ló đỏ và tia ló tím là: D = Dt – Dd = (nt – nd)A = 0,1680  10’

Ví dụ 7: Chiếu một tia sáng đơn sắc màu vàng từ không khí (chiết suất coi như bằng 1 đối

với mọi ánh sáng) vào mặt phẵng phân cách của một khối chất rắn trong suốt với góc tới

600 thì thấy tia phản xạ trở lại không khí vuông góc với tia khúc xạ đi vào khối chất rắn Tính chiết suất của chất rắn trong suốt đó đối với ánh sáng màu vàng

Giải: Ta có: sini = nsinr = nsin(900 – i’) = nsin(900 – i) = ncosi  n = tani = 3

Ví dụ 8: Chiếu một tia sáng gồm hai thành phần đỏ và tím từ không khí (chiết suất coi như

bằng 1 đối với mọi ánh sáng) vào mặt phẵng của một khối thủy tinh với góc tới 600 Biết chiết suất của thủy tinh đối với ánh sáng đỏ là 1,51; đối với ánh sáng tím là 1,56 Tính góc lệch của hai tia khúc xạ trong thủy tinh

Giải : Ta có: sinrd = sin

Ví dụ 9 : Một lăng kính có góc chiết quang A = 60 (coi là góc nhỏ) được đặt trong không khí Chiếu một chùm ánh sáng trắng song song, hẹp vào mặt bên của lăng kính theo phươngvuông góc với mặt phẳng phân giác của góc chiết quang, rất gần cạnh của lăng kính Đặt một màn ảnh E sau lăng kính, vuông góc với phương của chùm tia tới và cách mặt phẳng phân giác của góc chiết quang 1,2 m Chiết suất của lăng kính đối với ánh sáng đỏ là nđ = 1,642 và đối với ánh sáng tím là nt = 1,685 Độ rộng từ màu đỏ đến màu tím của quang phổ liên tục quan sát được trên màn là

Ví dụ 10: Một lăng kính thủy tinh góc chiết quang A= 50 Chiếu một chùm ánh sáng trắng vào mặt bên dưới góc tới rất nhỏ theo phương vuông góc với mặt phân giác Đặt màn chắn song song và cách mặt phân giác d = 1,2m Cho biết chiết suất của lăng kính ứng với ánh sáng màu đỏ là nđ =1,5 ;với ánh sáng tím nt = 1,68

a Tính góc lệch của tia màu đỏ và tia màu tím

b Tính góc tạo bởi hai tia ló màu đỏ và màu tím qua lăng kính

c Tìm bề rộng quang phổ

Giải :

Khi góc tới i1 rất nhỏ ta có :

i1 = nr1 i2 = nr2 A = r1+ r2 D =i1+i2 –A = (n-1)A

a Góc lệch đối với tia đỏ : Dđ = (nđ-1) A = 2,50

Góc lệch đối với tia tím: Dt = (nt -1) A = 3,40

b Góc lệch giữa chùm tia ló màu đỏ và tia ló màu tím là:

D D t  Dd  nt  n Ad =( 1,68 -1,5).50 = 0,90

c Tìm bề rộng quang phổ :

H Đ T

d A

5(tan tan ) ( ) 1,2 (1,68 1,5) 0,1885 18,85

180

* Các câu trắc nghiệm định lượng minh họa:

1 Một lăng kính thủy tinh có góc chiết quang A = 40, 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 Góc tạo bởi tia đỏ và tia tím sau khi ló ra khỏi mặt bên kia của lăng kính xấp xỉ bằng

A 1,4160 B 0,3360 C 0,1680 D 13,3120

2 Chiếu một tia sáng trắng hẹp từ nước ra không khí với góc tới bằng i Biết chiết suất của

nước đối với tia đỏ là nđ = 3

4, đối với tia tím là nt = 1,4 Muốn không có tia nào ló ra khỏi mặt nước thì góc tới i phải thỏa mãn điều kiện

A i ³ 48,60 B i ³ 45,60 C i  45,60 D i  48,60

3 Chiết suất của môi trường là 1,65 khi ánh sáng chiếu vào có bước sóng 0,5 m Vận tốc

truyền và tần số của sóng ánh sáng trong môi trường đó là

A v = 1,82.108 m/s và f = 3,64.1014 Hz B v = 1,82.106 m/s và f = 3,64.1012 Hz

C v = 1,28.108 m/s và f = 3,46.1014 Hz D v = 1,28.106 m/s và f = 3,46.1012 Hz

4 Khi cho một tia sáng đi từ nước có chiết suất n1 = 4

3 vào môi trường trong suốt thứ hai,

người ta nhận thấy vận tốc truyền của ánh sáng bị giảm đi một lượng v = 108 m/s Chiết suất tuyệt đối n2 của môi trường thứ hai này bằng

5 Chiết suất tỉ đối của kim cương đối với nước là 1,8; chiết suất tuyệt đối của nước đối với

ánh sáng màu lục là 4

3; bước sóng của ánh sáng màu lục trong chân không là 0,5700 m

Bước sóng của ánh sáng màu lục trong kim cương là

A 0,2375 m B 0,3167 m C 0,4275 m D 0,7600 m.

6 Góc chiết quang của một lăng kính bằng 60 Chiếu một tia sáng trắng vào mặt bên của lăng kính theo phương vuông góc với mặt phẳng phân giác của góc chiết quang Đặt một màn quan sát sau lăng kính, song song với mặt phân giác của góc chiết quang và cách mặt này 2m Chiết suất của lăng kính đối với tia đỏ là nđ = 1,50 và đối với tia tím là nt= 1,56 Độrộng của quang phổ liên tục trên màn quan sát bằng

A 6,28mm B 12,60 mm C 9,30 mm D 15,42 mm

7 Chiếu một chùm ánh sáng đơn sắc màu vàng song song hẹp vào mặt bên của một lăng kính có góc chiết quang A = 80 theo phương vuông góc với mặt phân giác của góc chiết quang sao cho có một phần của chùm sáng không qua lăng kính còn một phần đi qua lăng

kính Chiết suất của lăng kính đối với ánh sáng màu vàng là 1,65 Trên màn đặt cách cạnh của lăng kính một khoảng d = 1 m, bề rộng L của vệt sáng màu vàng trên màn là

A 7,4 cm B 9,1 cm C 11,0 cm D 12,6 cm.

8 (CĐ 2011) Chiết suất của một thủy tinh đối với một ánh sáng đơn sắc là 1,6852 Tốc độ

của ánh sáng này trong thủy tinh đó là

A 1,78.108 m/s B 1,59.108 m/s C 1,67.108 m/s D 1,87.108 m/s

9 (CĐ 2013).Trong chân không, ánh sáng nhìn thấy có bước sóng từ 0,38 µm đến 0,76 µm

Tần số của ánh sáng nhìn thấy có giá trị

A từ 3,95.1014 Hz đến 7,89.1014 Hz B từ 3,95.1014 Hz đến 8,50.1014 Hz

C từ 4,20.1014 Hz đến 7,89.1014 Hz D từ 4,20.1014 Hz đến 6,50.1014 Hz

10 (ĐH 2010) Một lăng kính thủy tinh có góc chiết quang A = 50, có chiết suất đối với ánh sáng đỏ và ánh sáng tím lần lượt là nđ = 1,643 và nt = 1,685 Chiếu vào mặt bên của lăng kính một chùm ánh sáng trắng hẹp dưới góc tới i nhỏ Độ rộng góc D của quang phổ của ánh sáng Mặt Trời cho bởi lăng kính này là

A D = 0,210 B D = 0,560 C D = 3,680 D D = 5,140

11 (ĐH 2011) Một lăng kính có góc chiết quang A = 60 (coi là góc nhỏ) được đặt trong không khí Chiếu một chùm ánh sáng trắng song song, hẹp vào mặt bên của lăng kính theo phương vuông góc với mặt phẳng phân giác của góc chiết quang, rất gần cạnh của lăng kính Đặt một màn E sau lăng kính, vuông góc với phương của chùm tia tới và cách mặt phẳng phân giác của góc chiết quang 1,2 m Chiết suất của lăng kính đối với ánh sáng đỏ là

nđ = 1,642 và đối với ánh sáng tím là nt = 1,685 Độ rộng từ màu đỏ đến màu tím của quangphổ liên tục quan sát được trên màn là

A 4,5 mm B 36,9 mm C 10,1 mm D 5,4 mm.

12 (ĐH 2013) Sóng điện từ tần số 10 MHz truyền trong chân không với bước sóng

* Đáp án: 1C 2A 3A 4A 5A 6B.7B 8A 9A 10A 11D 12D.

* Giải chi tiết:

1 D = Dt - Dd = A(nt – 1) – A(nd – 1) = A(nt – nd) = 0,1680 Đáp án C

2 sinighđ =

đ n

4 v1 – v2 = v =

2

1 n

c n

c

  n2 =

v n c

cn



 1

1 = 2,4 Đáp án A

3.10

0, 76.10 = 3,85.1014 (Hz) đến

8 6

3.100,38.10 = 7,89.1014 (Hz) Đáp án A

10 D = Dt – Dđ = A(nt – 1) – A(nđ – 1) = A(nt – nđ) = 0,210 Đ.án A

Tối thứ 2, k= -2 Tối thứ 2, k=1

Tối thứ 3, k= -3 Tối thứ 4, k= -4

Sáng bậc 2, k= -2, bậc 2 Sáng bậc 1, k=1, bậc 1

Sáng bậc 3, k= -3, bậc 3 Sáng bậc 4, k= -4, bậc 4

Tối thứ 1, k= 0

.

0 l

- Vị trí vân tối : xt = (k + 0,5)

n a

D

.

0 l

- Khoảng vân : i =

n a

D

.

0 l

Số vân sáng: Ns = 2n + 1 (lấy phần nguyên của N)

Số vân tối: Nt = 2n ( nếu phần thập phân của b < 5 )

Nt = 2N + 2 ( nếu phần thập phân của b ³5 )

+ Số vân sáng trên đoạn MN : x M x N

k

i   i ( với x M x N)

S 1

+ Số vân tối trên đoạn MN : 1 1

+ Khoảng cách giữa 1 vân sáng và 1 vân tối liên tiếp:

2

i

* Bài tập dịnh lượng minh họa

Dạng 1: Vị trí vân sáng- vị trí vân tối- khoảng vân:

- Vị trí vân sáng bậc k: Tại đó ứng với d = d2 – d1 = k.l, đồng thời 2 sóng ánh sáng truyền tới cùng pha:

Dạng 2: Khoảng cách giữa các vân

Loại 1- Khoảng cách vân cùng bản chất liên tiếp: l = (số vân – 1).i

Ví dụ 1: khoảng cách giữa 7 vân sáng liên tiếp: l = (7 – 1).i = 6i

Loại 2- +Khoảng cách giữa hai vân:x

- Cùng bên so với vân sáng TT: x x lon  x nho

- Khác bên so với vân sáng TT: xx lon  x nho

Ví dụ 2: Tìm khoảng cách giữa vân sáng bậc 5 và vân tối thứ 6

nên k = 3 Vậy tại vị trí cách vân trung tâm 6,3mm là vân tối thứ 4

Dạng 3: Xác định số vân trên trường giao thoa:

Trường hợp 1 : Trường giao thoa xét là chiều rộng của khu vực chứa toàn bộ hiện tượng

giao thoa hứng được trên màn- kí kiệu L

- Số vân trên trường giao thoa:

+ Để xác định số vân sáng - tối trong miền giao thoa có bề rộng L:

lập tỉ số

i

L

2 = n,b không làm tròn để rút ra kết luận:

Số vân sáng: Ns = 2n + 1 (lấy phần nguyên của N)

Số vân tối: Nt = 2n ( nếu phần thập phân của b < 5 )

Nt = 2N + 2 ( nếu phần thập phân của b ³5 )

=> Số vân sáng: 2.8 +1=17; Số vân tối: 2.8 = 16

Ví dụ 4: Trong một thí nghiệm về Giao thoa anhs sáng bằng khe I âng với ánh sáng đơn

sắc l = 0,7 m, khoảng cách giữa 2 khe s1,s2 là a = 0,35 mm, khoảng cách từ 2 khe đến màn quan sát là D = 1m, bề rộng của vùng có giao thoa là 13,5 mm Số vân sáng, vân tối quan sát được trên màn là:

1 10 7 , 0

Ví dụ 5: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe được chiếu bằng ánh sáng

đơn sắc có bước sóng 0,6 m Khoảng cách giữa hai khe là 1mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 2,5 m, bề rộng miền giao thoa là 1,25 cm Tổng số vân sáng và vân tối có trong miền giao thoa là bao nhiêu ?

Trường hợp 2: Số vân sáng, tối giữa 2 điểm MN trong đoạn giao thoa nằm cùng phía so

với vân sáng trung tâm:

+ Số vân sáng trên đoạn MN : x M x N

k

i   i ( với x M x N)+ Số vân tối trên đoạn MN : 1 1

Ví dụ 6: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe được chiếu bằng ánh sáng

đơn sắc có bước sóng 0,6 m Khoảng cách giữa hai khe là 1mm, khoảng cách từ mặt phẳngchứa hai khe đến màn quan sát là 2 m, Tại M và N cùng phía với vân trung tâm cách vân trung tâm 2,5mm và 8,8mm Tìm số vân sáng và vân tối trong khoảng MN ?

i   i   

k = {3,4,5,6,7}  Có 5 vân sáng trong khoảng MN

+ Số vân tối trên khoảng MN : 1 1 1,58 6,8

k = {2,3,4,5,6 }  Có 5 vân tối trong khoảng MN

* Các câu trắc nghiệm định lượng áp dụng:

Câu 1 CĐ 2007) Trong thí nghiệm Iâng (Y-âng) về giao thoa ánh sáng, hai khe hẹp cách

nhau một khoảng a = 0,5 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là

D = 1,5 m Hai khe được chiếu bằng bức xạ có bước sóng λ = 0,6 μm Trên màn thu được m Trên màn thu được hình ảnh giao thoa Tại điểm M trên màn cách vân sáng trung tâm (chính giữa) một khoảng5,4 mm có vân sáng bậc (thứ)

Câu 2(ĐH – 2007) Bước sóng của một trong các bức xạ màu lục có trị số là

A 0,55 nm B 0,55 mm C 0,55 μm Trên màn thu được m D 55 nm

Câu 3(ĐH – 2007) Trong thí nghiệm Iâng (Y-âng) về giao thoa của ánh sáng đơn sắc, hai

khe hẹp cách nhau 1 mm, mặt phẳng chứa hai khe cách màn quan sát 1,5 m Khoảng cách giữa 5 vân sáng liên tiếp là 3,6 mm Bước sóng của ánh sáng dùng trong thí nghiệm này bằng

A 0,48 μm Trên màn thu được m B 0,40 μm Trên màn thu được m C 0,60 μm Trên màn thu được m D 0,76 μm Trên màn thu được m

Câu 4(CĐ 2008) Trong thí nghiệm Iâng (Y-âng) về giao thoa ánh sáng với ánh sáng đơn

sắc Biết khoảng cách giữa hai khe hẹp là 1,2 mm và khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe hẹp đến màn quan sát là 0,9 m Quan sát được hệ vân giao thoa trên màn với khoảng cách giữa 9 vân sáng liên tiếp là 3,6 mm Bước sóng của ánh sáng dùng trong thí nghiệm là

A 0,50.10-6 m B 0,55.10-6 m C 0,45.10-6 m D 0,60.10-6 m

Câu 5(CĐ 2008) Ánh sáng đơn sắc có tần số 5.1014 Hz truyền trong chân không với bước sóng 600 nm Chiết suất tuyệt đối của một môi trường trong suốt ứng với ánh sáng này là 1,52 Tần số của ánh sáng trên khi truyền trong môi trường trong suốt này

A nhỏ hơn 5.1014 Hz còn bước sóng bằng 600 nm

B lớn hơn 5.1014 Hz còn bước sóng nhỏ hơn 600 nm

D vẫn bằng 5.1014 Hz còn bước sóng lớn hơn 600 nm

Câu 6 (TN 2009) : Trong thí nghiệm của Y-âng về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa

hai khe là 1 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 2 m, bước sóng của ánh sáng đơn sắc chiếu đến hai khe là 0,55 m Hệ vân trên màn có khoảng vân là

A 1,1 mm B 1,2 mm C 1,0 mm D 1,3 mm.

Câu 7 (TN 2011) Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, người ta dùng ánh sáng

đơn sắc có bước sóng 600 nm, khoảng cách giữa hai khe là 1,5 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 3 m Trên màn, khoảng cách giữa hai vân sáng bậc

5 ở hai phía của vân sáng trung tâm là

A 9,6 mm B 24,0 mm C 6,0 mm D 12,0 mm.

Câu 8 (CĐ 2009) Trong thí nghiệm Iâng về giao thoa với nguồn sáng đơn sắc, hệ vân trên

màn có khoảng vân i Nếu khoảng cách giữa hai khe còn một nửa và khoảng cách từ hai khe đến màn gấp đôi so với ban đầu thì khoảng vân trên màn

A giảm đi bốn lần B không đổi.

C tăng lên hai lần D tăng lên bốn lần.

Câu 9 (CĐ 2009) Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa với ánh sáng đơn sắc, khoảng cách

giữa hai khe là 1 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 2 m và khoảng vân là 0,8 mm Cho c = 3.108 m/s Tần số ánh sáng đơn sắc dùng trong thí nghiệm là

A 5,5.1014 Hz B 4,5.1014 Hz C 7,5.1014 Hz D 6,5.1014 Hz

Câu 10 (CĐ 2009) Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai

khe là 0,5 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn là 2 m Ánh sáng đơn sắc dùng trong thí nghiệm có bước sóng 0,5 m Vùng giao thoa trên màn rộng 26 mm Số vân sáng là

Câu 11 (CĐ 2009) Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa với ánh sáng đơn sắc, khoảng

cách giữa hai khe là 1 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn là 2 m Trong

hệ vân trên màn, vân sáng bậc 3 cách vân trung tâm 2,4 mm Bước sóng của ánh sáng đơn sắc dùng trong thí nghiệm là

A 0,5 m B 0,7 m C 0,4 m D 0,6 m.

Câu 12 (CĐ 2010) Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, các khe hẹp được chiếu

sáng bởi ánh sáng đơn sắc Khoảng vân trên màn là 1,2 mm Trong khoảng giữa hai điểm

M và N trên màn ở cùng một phía so với vân sáng trung tâm, cách vân trung tâm lần lượt 2

mm và 4,5 mm, quan sát được

A 2 vân sáng và 2 vân tối B 3 vân sáng và 2 vân tối.

C 2 vân sáng và 3 vân tối D 2 vân sáng và 1 vân tối.

Câu 13 (CĐ 2012) Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe được chiếu

bằng ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,6 m Khoảng cách giữa hai khe sáng là 1 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 1,5 m Trên màn quan sát, hai vân tối liên tiếp cách nhau một đoạn là

A 0,45 mm B 0,6 mm C 0,9 mm D 1,8 mm.

Câu 14 (CĐ 2012) Trong thí nghiệp Y-âng về giao thoa với ánh sáng đơn sắc, khoảng cách

giữa hai khe là 1 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 2 m Tạiđiểm M trên màn quan sát cách vân sáng trung tâm 3 mm có vân sáng bậc 3 Bước sóng củaánh sáng dùng trong thí nghiệm là

A 0,5 m B 0,45 m C 0,6m D 0,75 m.

Câu 15 (CĐ 2013) Thực hiện thí nghiệm Y-âng về giao thoa với ánh sáng đơn sắc có bước

sóng 0,4 m, khoảng cách giữa hai khe là 0,5 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn là 1 m Trên màn quan sát, vân sáng bậc 4 cách vân sáng trung tâm

Câu 16 (ĐH 2010) Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe được chiếu bằng

ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ Nếu tại điểm M trên màn quan sát có vân tối thứ ba (tính

từ vân sáng trung tâm) thì hiệu đường đi của ánh sáng từ hai khe S1, S2 đến M có độ lớn bằng

Câu 17 (ĐH 2010) Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe được chiếu bằng

ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,6 μm Trên màn thu được m Khoảng cách giữa hai khe là 1 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 2,5 m, bề rộng miền giao thoa là 1,25 cm Tổng

số vân sáng và vân tối có trong miền giao thoa là

A 21 vân B 15 vân C 17 vân D 19 vân.

Câu 18 (ĐH 2011) Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe được chiếu

bằng ánh sáng đơn sắc, khoảng cách giữa hai khe là 0,6 mm Khoảng vân trên màn quan sát

đo được là 1 mm Từ vị trí ban đầu, nếu tịnh tiến màn quan sát một đoạn 25 cm lại gần mặt phẳng chứa hai khe thì khoảng vân mới trên màn là 0,8 mm Bước sóng của ánh sáng dùng trong thí nghiệm là

A 0,64 m B 0,50 m C 0,45 m D 0,48 m.

Câu 19 (ĐH 2012) Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, nguồn sáng phát ra ánh

sáng đơn sắc có bước sóng l1 Trên màn quan sát, trên đoạn thẳng MN dài 20 mm (MN vuông góc với hệ vân giao thoa) có 10 vân tối, M và N là vị trí của hai vân sáng Thay ánh sáng trên bằng ánh sáng đơn sắc có bước sóng l2 = 53l 1

thì tại M là vị trí của một vân giao thoa, số vân sáng trên đoạn MN lúc này là

Câu 20 (ĐH 2012) Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa với ánh sáng đơn sắc có bước

sóng l, khoảng cách giữa hai khe hẹp là a, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe hẹp đến màn quan sát là 2 m Trên màn quan sát, tại điểm M cách vân sáng trung tâm 6 mm, có vân sáng bậc 5 Khi thay đổi khoảng cách giữa hai khe hẹp một đoạn bằng 0,2 mm sao cho vị trí vân sáng trung tâm không thay đổi thì tại M có vân sáng bậc 6 Giá trị của l bằng

A 0,60 m B 0,50 m C 0,45 m D 0,55 m.

Câu 21 (ĐH 2013) Trong một thí nghiệm Y âng về giao thoa ánh sáng, bước sóng ánh

sáng đơn sắc là 600 nm, khoảng cách giữa hai khe hẹp là 1 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn là 2 m Khoảng vân quan sát được trên màn có giá trị bằng

A 1,5 mm B 0,3 mm C 1,2 mm D 0,9 mm.

Câu 22 (ĐH 2013) Thực hiện thí nghiệm Y âng về giao thoa với ánh sáng có bước sóng l

Khoảng cách giữa hai khe hẹp là 1 mm Trên màn quan sát, tại điểm M cách vân trung tâm 4,2 mm có vân sáng bậc 5 Giữ cố định các điều kiện khác, di chuyển dần màn quan sát dọctheo đường thẳng vuông góc với mặt phẳng chứa hai khe ra xa cho đến khi vân giao thoa tại

M chuyến thành vân tối lần thứ hai thì khoảng dịch màn là 0,6 m Bước sóng l bằng

A 0,6 µm B 0,5 µm C 0,7 µm D 0,4 µm.

* Đáp án: 1A 2C 3C 4D 5C 6A 7D 8D 9C 10C 11C 12A 13C 14A 15A 16D 17C

18D 19A 20A 21C 22A.

* Giải chi tiết:

0,6.10 1,5.10

ai

mm D

1, 2.0, 45

0,6.10 0,9.10

ai

mm D

2.10.55,0



 = 1,1.10-3 (m) Đáp án A

7 10i = 10.

a

D

l = 10 3

7 10 5 , 1

3 10 6



 = 12.10-3 (m) Đáp án D

= 3,75: tại N có vân tối ứng với k =

Vậy trong khoảng MN có 2 vân sáng và 2 vân tối Đáp án A

a

2

10 25

10.25

)'(



 i i a

l = 3

10 mm;

 a1 = 1,2.10-3 m; i1 =

6

M x

22 Dịch chuyển màn ra xa để vân giao thoa tại M chuyển thành vân tối lần thứ 2 thì đó là

vân tối thứ 4 ứng với k’ = 3 nên:xM = 5 D

a

l = (3 + 1

+ Giao thoa với nguồn phát ánh sáng gồm một số ánh sáng đơn sắc khác nhau:

Vị trí vân trùng (cùng màu): x = k1i1 = k2i2 = … = knin; với k  Z

+ Giao thoa với ánh sáng trắng:

l

Bề rộng quang phổ bậc k trong giao thoa với ánh sáng trắng: x k k D( d t)

M

ax

* Các bài tâp định lượng minh họa:

1 Giao thoa với nhiều ánh sáng dơn sắc khác nhau

Khi tiến hành thí nghiệm Y-âng với các bước sóng khác nhau, đề bài có các yêu cầu như sau:

tâm (giữa hai vân sáng trùng nhau, vị trí trùng nhau của hai vân sáng,khoảng cách từ vân sáng trung tâm đến vân sáng cùng màu với nó và gần nó )

Phương pháp:

Bước 1: Khi vân sáng trùng nhau: x1 = x2 = x3 = ……… = xn

k1i1 = k2i2 = k3i3 = = knin

Bước 4: Khoảng cách vân sáng trùng :   x k i k i k i k i1 1  2 2  3 3  4 4 

Ví dụ 1: Giao thoa với 2 ánh sáng đơn sắc:

Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng của I-âng Hai khe hẹp cách nhau 1mm, khoảng cách

từ màn quan sát đến màn chứa hai khe hẹp là 1,25m Ánh sáng dùng trong thí nghiệm gồm hai ánh sáng đơn sắc có bước sóng

λ1 = 0,64μm Trên màn thu được m và λ2 = 0,48μm Trên màn thu được m Khoảng cách từ vân sáng trung tâm đến vân sáng cùng màu với nó và gần nó nhất là:

Giải:

a = 10-3m

D = 1,25m

λ1 = 0,64μm Trên màn thu được m

λ2 = 0,48μm Trên màn thu được m Do k k1 , 2 Z  k2 0, 4, 8,   

Ví dụ 2: Giao thoa với 3,4 ánh sáng đơn sắc:

Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng bằng khe young khoảng cách giữa 2 khe kết hợp là a

= 1 mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là D = 50cm ánh sáng sử dụng gồm 4 bức xạ có bước sóng : λ1 = 0,64μm Trên màn thu được m ,

λ2 = 0,6μm Trên màn thu được m , λ3 = 0,54μm Trên màn thu được m λ4 = 0,48μm Trên màn thu được m Khoảng cách ngắn nhất giữa hai vân cùng màu vớivân sáng trung tâm là?

Giải:

a = 10-3m

D = 0,5m

λ1 = 0,64μm Trên màn thu được m

λ2 = 0,6μm Trên màn thu được m

λ3 =0,54μm Trên màn thu được m

λ4 = 0,48μm Trên màn thu được m Có thể dùng máy tính Fx-570VN PLUS

Dạng 2:Xác định số vân sáng trong khoảng giữa 2 hoặc 3 vân sáng liên tiếp có màu giống với VSTT.

Phương pháp:

Bước 1: Tính k1→ k4 như trong dạng 1

Bước 2: Xác định các vị trí trùng nhau cho từng cặp bức xạ (Bước này khá phức tạp)

Các cặp tỉ số được nhân đôi liên tục cho đến khi đạt giá trị k1→ k4 đã tính trên

- Có bao nhiêu lần nhân đôi thì trong khoảng giữa có bấy nhiêu vị trí trùng nhau cho từng cặp

(Lưu ý: xác định rõ xem đang tính trong khoảng giữa hay trên đoạn )

Ví dụ 3 : Trong thí nghiệm I- âng về giao thoa ánh sáng , hai khe được chiếu đồng thời 3

bức xạ đơn sắc có bước sóng : λ1 = 0,4μm Trên màn thu được m , λ2 = 0,5μm Trên màn thu được m , λ3 = 0,6μm Trên màn thu được m Trên màn quan sát ta hứng được hệ vân giao thoa , trong khoảng giữa hai vân sáng gần nhau nhất cùng màu với vân sáng trung tâm , ta quan sát được số vân sáng bằng :

Giải: Khi các vân sáng trùng nhau: k1λ1 = k2λ2 = k3λ3

k10,4 = k20,5 = k30,6

<=> 4k1 = 5k2 = 6k3 BSCNN(4,5,6) = 60

=> k1 = 15 ; k2 = 12 ; k3 = 10 Bậc 15 của λ1 trùng bậc 12 của λ2 trùng với bậc 10 của λ3Trong khoảng giữa phải có: Tổng số VS tính toán = 14 + 11 + 9 = 34

Ta xẽ lập tỉ số cho tới khi k1 = 15 ; k2 = 12 ; k3 = 10

Tổng số VS tính toán ( trên đoạn) = k1 + k2 + k3 + k4

Tổng số VS tính toán ( trong khoảng giữa) = (k1– 1) + (k2– 1) + (k3– 1) + (k4– 1)

=> Trong khoảng giữa có 2 vị trí trùng nhau

=> Trong khoảng giữa có 1 vị trí trùng nhau

Vậy tất cả có 2 + 1 +4 =7 vị trí trùng nhau của các bức xạ.

Số VS quan sát được = Tổng số VS tính toán – Số vị trí trùng nhau

= 34 – 7 = 27 vân sáng

Ví dụ 4: trong thí nghiệm Y- âng về giao thoa ánh sáng đơn sắc :λ1(tím) = 0,4μm Trên màn thu được m , λ2(lam)

= 0,48μm Trên màn thu được m , λ3(đỏ) = 0,72μm Trên màn thu được m Trong khoảng giữa hai vân sáng liên tiếp có màu giống như màu của vân trung tâm có 35 vân màu tím Số vân màu lam và vân màu đỏ nằm giữa hai vân sáng liên tiếp kể trên là

Ví dụ 5: Thí nghiệm GT AS bằng khe Young.Ánh sáng sử dụng gồm ba bức xạ đỏ, lục,

lam có bước sóng lần lượt là : λ1 = 0,64μm Trên màn thu được m, λ2 = 0,54μm Trên màn thu được m, λ3 = 0,48μm Trên màn thu được m Vân sáng đầu tiên kể

từ vân sáng trung tâm có cùng màu với vân sáng trung tâm ứng với vân sáng bậc mấy của vân sáng màu lục?

Giải:

Khi các vân sáng trùng nhau: k1λ1 = k2λ2 = k3λ3

k10,64 = k20,54 = k30,48 <=> 64k1 = 54k2 = 48k3 <=> 32k1 = 27k2 = 24k3

BSCNN(32,27,24) = 864 => k1 = 27 ; k2 = 32 ; k3 = 36

Vân sáng đầu tiên có cùng màu với vân sáng trung tâm : là vị trí bậc 32 của λ2 màu lục

D Giao thoa với ánh sáng trắng:

Dạng 1 : Bề rộng quang phổ bậc k trong giao thoa với ánh sáng trắng:

=> Trong khoảng giữa có 4 vị trí trùng nhau

Ta có: k2 = 30 => trong khoảng giữa có 29 màu lam

k3 = 20 => trong khoảng giữa có 19 màu đỏ