Chuyên đề Giao Thoa ánh sáng

Câu 9: Trong thí nghiệm giao thoa sóng ánh sáng với khoảng cách giữa hai khe là a = 1,5mm.Khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe tới màn là D = 2m.. Khoảng cách từ vân sáng bậc 5 đến vân

CHỦ ĐỀ: GIAO THOA ÁNH SÁNG

PHẦN 1: LÍ THUYẾT

CÁC YÊU CẦU VỀ CHUẨN KIẾN THỨC

1 Thế nào là hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng?

2 Thế nào là hiện tượng giao thoa ánh sáng, điều kiện xảy ra hiện tượng giao thoa

3 Điều kiện để có vân sáng, vân tối?

4 Định nghĩa khoảng vân và viết công thức khoảng vân?

5 Viết công thức xác định vị trí vân sáng và vị trí vân tối

6 Ứng dụng của hiện tượng giao thoa

7 Các xác định tại một vị trí là vân sáng hay vân tối? Bậc hay thứ mấy?

8 Các tìm số vân sáng và vân tối trên đoạn MN?

9 Các tìm số vân sáng và vân tối trên cả vùng giao thoa?

10 Bề rộng quang phổ của ánh sáng trắng?

Bài 25:Giao Thoa Ánh Sáng I.Nhiễu xạ ánh sáng:

Hiện tượng ánh sáng truyền sai lệch so với phương truyền thẳng khi gặp vật cản

II Giao thoa ánh sáng

1 Điều kiện để có hiện tượng giao thoa ánh sáng: hai sóng gặp nhau phải là hai sóng kết

hợp chúng phải có cùng tần số và có độ lệch pha không đổi

2.Điều kiện để có vân sáng,vân tối.Vị trí của các vân sáng,vân tối.

• Điều kiện để có vân sáng: d2 −d1 =kλ(k:là số nguyên)

• Điều kiện để có vân tối: d2−d1 =(k' +0,5)λ(k' :là số nguyên)

3 Khoảng vân:là khoảng cách giữa hai vân sáng hoặc hai vân tối liên tiếp

D

i

a

λ

=

;i= n− 1



+ Khoảng cách giữa một vân sáng và một vân tối là 2

i

4 Vị trí vân sáng và vân tối:

+ Vân sáng:

D

x ki k

a

λ

= =

k gọi là bậc giao thoa ( Vân trung tâm: k=0) + Vị trí vân tối:

a

λ

; k' = thứ vân tối -1

5 Cách xác định tại điểm M cách VTT x M là vân sáng hay vân tối, bậc hay thứ mấy?

Thiết lập tỉ số i

x

k = M

+ Nếu k là số nguyên  tại M là vân sáng bậc k

+ Nếu k là số bán nguyên  Tại M là vân tối thứ k+0,5

6 cách xác định số vân sáng và số vân tối trong đoạn MN với M cách vân trung tâm 1 đoạn x M và N cách vân trung tâm một đoạn x N :

x k i

x M ≤ ≤ N

x k

i

≤ +

Lưu ý: M và N cùng phía với vân trung tâm thì x1 và x2 cùng dấu.

M và N khác phía với vân trung tâm thì x1 và x2 khác dấu

7 Cách tìm số vân sáng và vân tối trong cả vùng giao thoa:

Gọi L là bề rộng của vùng giao thoa

=k+ε

i

L

2 với k là phân nguyên, ε là phần thập phân.

+ Số vân sáng: 2k+1

+ Số vân tối: 2k nếu ε <0,5 và 2k+2 nếu ε ≥0,5

9.Ứng dụng của hiện tượng giao thoa ánh sáng:

- Hiện tượng giao thoa được ứng dụng đo bước sóng ánh sáng D

ai

=

λ

BÀI TẬP TỰ LUẬN Câu 1: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng với khe I-âng, a = 0,3 mm, D = 1 m và i = 2 mm

a) Tính bước sóng λ ánh sáng dùng trong thí nghiệm?

b) Xác định vị trí của vân sáng bậc 5?

Câu 2: Trong giao thoa vớí khe I-âng có a = 1,5 (mm), D = 3 (m), người ta đếm có tất cả 7 vân sáng mà khoảng cách giữa hai vân sáng ngoài cùng là 9 (mm)

a) Tính λ

b) Xác định tọa độ của vân sáng bậc 4, vân tối bậc 3

c) Xác định khoảng cách từ vân sáng bậc 2 đến vân tối bậc 5 ở cùng phía so với vân sáng trung tâm

Câu 3: Trong thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe cách nhau a = 0,8 (mm) và cách màn là D = 1,2 (m) Chiếu ánh sáng đơn sắc bước sóng λ = 0,75 (μm) vào 2 khe

a) Tính khoảng vân i

b) Điểm M cách vân trung tâm 2,8125 (mm) là vân sáng hay vân tối ? Bậc của vân tại M ?

Câu 4: Trong thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe là a = 1 (mm), khoảng cách từ hai khe tới màn là D = 2 (m), ánh sáng có bước sóng λ = 0,66 (μm) Biết độ rộng của vùng giao thoa trên màn có độ rộng là 13,2 (mm), vân sáng trung tâm nằm ở giữa màn Tính

số vân sáng và vân tối trên màn

Câu 5: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng I-âng, khoảng cách hai khe S1S2 là 1 mm, khoảng cách từ S1S2 đếm màn là 1m, bước sóng ánh sáng là 0,5 (μm) Xét hai điểm M và N (ở cùng phía với O ) có tọa độ lần lượt là xM = 2 (mm) và xN = 6,25 (mm)

a) Tại M là vân sáng hay vân tối, bậc của vân tương ứng là bao nhiêu?

b) Giữa M và N có bao nhiêu vân sáng và vân tối?

Câu 6: Trong thí nghiệm giao thoa khe I-âng, a = 2 mm; D = 2 m Nguồn sáng điểm là nguồn sáng trắng có bước sóng từ 380 nm đến 760 nm Trên màn quan sát thu được các dãy phổ

a) Xác định bề rộng quang phổ bậc 1, 2, 3

b) Xác định vị trí vân đỏ bậc 2 và vân tím bậc 2 (biết bước sóng của vân đỏ và tím là 380 nm và

760 nm Rút ra nhận xét

c) Ở vị trí cách vân trung tâm 3 mm thu được vân sáng của những bức xạ nào?

d) Ở vị trí vân sáng bậc 4 của bức xạ có bước sóng 500 nm thu được vân sáng của những bức xạ nào khác

BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM

Câu 1: Gọi nc, nl, nL, nv lần lượt là chiết suất của thuỷ tinh đối với các tia chàm, lam, lục, vàng. Sắp xếp thứ tự nào dưới đây là đúng?

A nc > nl > nL > nv. B nc < nl < nL < nv.

C nc > nL > nl > nv. D nc < nL < nl < nv.

Câu 2: Một ás đơn sắc màu cam có tần số f được truyền từ chân không vào một chất lỏng có

chiết suất là 1,5 đối với ás này Trong chất lỏng trên, ás này có

A màu tím và tần số f B màu cam và tần số 1,5f.

C màu cam và tần số f D màu tím và tần số 1,5f.

Câu 3: Trong chân không, bước sóng ánh sáng lục bằng

Câu 4: Ba ánh sáng đơn sắc tím, vàng, đỏ truyền trong nước với tốc độ lần lượt là vt, vv, vđ Hệ thức nào dưới đây là đúng?

A vđ>vv>vt B vđ=vt=vv C vt>vv>Vđ D vv>vđ>vt

Câu 5: Ás đơn sắc có tần số 5.1014 Hz truyền trong chân không với b.sóng 600 nm Chiết suất tuyệt đối của một m.tr trong suốt ứng với ás này là 1,52 Tần số của ás trên khi truyền trong m.tr trong suốt này

A nhỏ hơn 5.1014 Hz còn b.sóng bằng 600 nm

B lớn hơn 5.1014 Hz còn b.sóng nhỏ hơn 600 nm

C vẫn bằng 5.1014 Hz còn b.sóng nhỏ hơn 600 nm

D vẫn bằng 5.1014 Hz còn b.sóng lớn hơn 600 nm

Câu 6: Trong thí nghiệm Y-âng về gtas, hai khe được chiếu bằng ás đơn sắc có b.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 ás từ hai khe S1, S2 đến M có độ lớn bằng

Câu 7: Trong thí nghiệm Y-âng về gtas, nguồn sáng gồm các bức xạ có b.sóng lần lượt là λ1 =

750 nm, λ2 = 675 nm và λ 3 = 600 nm Tại điểm M trong vùng giao thoa trên màn mà hiệu khoảng cách đến hai khe bằng 1,5 µm có vân sáng của bức xạ

A.λ2 và λ3 B.λ3 C.λ1 D.λ2

Câu 8: Một nguồn sáng S phát ra ánh sáng đơn sắc có bước sóng bước sóng 0,5 λm đến khe Yâng S1S2 = a = 0,5 mm Mặt phẳng chứa S1S2 cách màn khoảng D = 1m Tính khoảng vân

Câu 9: Trong thí nghiệm giao thoa sóng ánh sáng với khoảng cách giữa hai khe là a = 1,5mm.

Khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe tới màn là D = 2m Hai khe được chiếu sáng bởi ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ = 0,48 µm Vân sáng bậc hai cách vân trung tâm là?

A 2,56 mm B 1,32 mm C.1,28mm D. 0,63mm

Câu 10: Trong thí nghiệm giao thoa sóng ánh sáng với hai khe Yong, ta có a = 0,5mm, D =

2,5m; λ = 0,64 µm Vị trí vân tối thứ ba kể từ vân sáng trung tâm là?

Câu 11: Thí nghiệm giao thoa sóng ánh sáng với hai khe Yâng trong đó a = 0,3mm, D = 1m, λ

= 600nm Khoảng cách giữa hai vân sáng bậc 2 và bậc 5 nằm cùng bên vân sáng trung tâm là:

Câu 12: Trong thí nghiệm Y – âng về giao thoa ánh sáng, cho a = 0,3 mm, D=1m, λ=0,6µm. Khoảng cách từ vân sáng bậc 5 đến vân tối thứ 10 ở một phía đối với vân trung tâm là:

Câu 13: Trong TN Iâng về hiện tượng giao thoa ánh sáng, cho khoảng cách giữa hai khe là

0,3mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là 1m, bước sóng 0,6µm Khoảng cách từ vân sáng bậc 4 đến vân sáng bậc 6 ở hai phía đối với vân trung tâm là:

Câu 14: Một nguồn sáng S phát ra ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0.5µm, khoảng cách giữa hai khe sáng là 2.0mm,khoảng cách từ hai khe đến màn là 1m.Tính khoảng cách từ vân sáng bậc 3 đến vân tối thứ 5 ở hai bên so với vân trung tâm

Câu 15: Hai khe Yâng cách nhau 3mm được chiếu sáng bởi ánh sáng đơn sắc có λ= 0,5µm Khoảng cách từ hai khe đến màn là D = 1,5m Điểm M trên màn cách vân trung tâm 1,25mm

có vân sáng hay vân tối thứ mấy kể từ vân sáng trung tâm?

A Vân sáng thứ 5 B Vân tối thứ 5 C Vân sáng thứ 4 D Vân sáng thứ 6

Câu 16: Hai khe Y-âng cách nhau 3mm được chiếu bằng ánh sáng đơn sắc có bước sóng

m

µ

60

,

0 Các vân giao thoa được hứng trên màn đặt cách hai khe 2m.Tại điểm N cách vân trung tâm 1,8mm có

A.vân sáng bậc 4 B.vân tối thứ 5 C.vân sáng bậc 5 D.vân tối thứ 4

Câu 17: Thí nghiệm giao thoa ánh sáng với a = 3mm; D = 2,5m, λ = 0,5µm M, N là hai điểm trên màn nằm hai bên của vân sáng trung tâm và cách vân sáng trung tâm lần lượt là 2,1mm và 5,9mm Số vân sáng quan sát được từ M đến N là:

Câu 18: Trên màn quan sát các vân giao thoa, ta thấy cứ 4 vân sáng liên tiếp thì cách nhau

4mm M và N là hai điểm trên màn nằm cùng một phía đối với vân sáng trung tâm và cách vân trung tâm lần lượt là 3mm và 9mm Số vân tối quan sát được từ M đến N là:

Câu 19: Một nguồn sáng S phát ra ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ= 0,5 µm, đến khe Yâng S1, S2 với S1S2 = 0,5mm Mặt phẳng chứa S1S2 cách màn D = 1m Chiều rộng vùng giao thoa quan sát được L = 13mm Tìm số vân sáng và vân tối quan sát được?

A 13 sáng, 14 tối B 11 sáng, 12 tối C 12 sáng, 13 tối D 10 sáng, 11 tối

Câu 20: Trong thí nghiệm Y-âng về4 gtas, hai khe được chiếu bằng ás đơn sắc có b.sóng 0,6

μm 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 g.thoa là 1,25 cm Tổng số vân sáng và vân tối có trong miền g.thoa là

A 21 vân B 15 vân C 17 vân D 19 vân.

Câu 21: Hai khe Y- âng cách nhau a = 1mm, khoảng cách giữa hai khe đến màn là D = 3m.

Khoảng cách giữa hai vân sáng liên tiếp là 1,5mm Bước sóng của ánh sáng là:

A 0,4µm B 0,5µm C 0,55µm D 0,45µm

Câu 22: Trong một thí nghiệm Y-âng với a=2mm,D=1,2m,người ta đo được khoảng vân

0,36mm.Tần số của bức xạ

A.5.1014 Hz B6.1014 Hz C.5.1014 Hz D.6.1014 Hz

Câu 23: Trong thí nghiệm Iâng (Y-âng) về g.thoa của ás 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 b.sóng của ás dùng trong thí nghiệm này bằng

A 0,48 μm B 0,40 μm C 0,60 μm D 0,76 μm

Câu 24: Hai khe Y- âng cách nhau a = 1mm, khoảng cách giữa hai khe đến màn là D = 3m.

Khoảng cách giữa ba vân sáng liên tiếp là 3mm Bước sóng của ánh sáng là:

A 0,4µm B 0,5µm C 0,55µm D 0,45µm

Câu 25: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng,đo được khoảng cách từ vân sáng bậc

4 đến vân sáng bậc 10 ở cùng một phía đối với vân sáng trung tâm là 2,4mm,khoảng cách giữa hai khe sáng là 1mm,khoảng cách từ màn chứa hai khe đến màn quan sát là 1m.Bước sóng của ánh sáng dùng trong thí nghiệm là

A.0,40µm B.0,45µm C.0,68µm D.0,72µm

Câu 26: Trong thí nghiệm với khe Yâng có a = 1,5mm, D = 3m người ta đo được khoảng cách

giữa vân sáng bậc 2 và vân sáng bậc 5 cùng một phía vân trung tâm là 3mm Tính bước sóng ánh sáng dùng trong thí nghiệm:

A 2.10-6 µm B 0,2.10-6 µm C 5 µm D 0,5 µm

Câu 27: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng đơn sắc, khi dùng ánh sáng có bước

sóng λ1 = 0,6 µm thì trên màn quan sát, khoảng cách từ vân sáng trung tâm đến vân sáng bậc 5

là 2,5 mm Nếu dùng ánh sáng có bước sóng λ2 thì khoảng cách từ vân sáng trung tâm đến vân sáng bậc 9 là 3,6 mm Bước sóng λ2 là:

Câu 28: Trong thí nghiệm Y-âng về g.thoa với ás đơn sắc, khoảng cách giữa hai khe là 1 mm,

khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 2m và khoảng vân là 0,8 mm Cho

c = 3.108 m/s Tần số ás 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 29: Trong thí nghiệm Y-âng về gtas, hai khe được chiếu bằng ás 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 b.sóng của ás dùng trong thí nghiệm là

A 0,64 µm B 0,50 µm C 0,45 µm D 0,48 µm

Câu 30: Trong thí nghiệm Y-âng về g.thoa với ás đơn sắc có b.sóng λ, khoảng cách giữa hai

khe hẹp là a, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe hẹp đến màn quan sát là 2m 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 λ bằng

A 0,60 µm B. 0,50 µm C. 0,45 µm D. 0,55 µm

Câu 31: Trong thí nghiệm I-âng về gtas, hai khe được chiếu sáng đồng thời bởi hai bức xạ đơn

sắc có b.sóng lần lượt là λ1 và λ2 Trên màn quan sát có vân sáng bậc 12 của λ1 trùng với vân sáng bậc 10 của λ2 Tỉ số

1

2

λ

λ bằng

A.

6

2

5

3 2

Câu 32: Trong thí nghiệm Y-âng về gtas, nguồn sáng phát đồng thời hai bức xạ đơn sắc, trong

đó bức xạ màu đỏ có b.sóng λd = 720 nm và bức xạ màu lục có b.sóng λl (có giá trị trong khoảng từ 500 nm đến 575 nm) Trên màn quan sát, giữa hai vân sáng gần nhau nhất và cùng màu

với vân sáng trung tâm có 8 vân sáng màu lục Giá trị của λl là

A 500 nm B 520 nm C 540 nm D 560 nm.

Câu 32: Trong thí nghiệm Y-âng về gtas, nguồn sáng phát đồng thời hai ás đơn sắc λ1, λ 2 có b.sóng lần lượt là 0,48 µm và 0,60 µm Trên màn quan sát, trong khoảng giữa hai vân sáng gần nhau nhất và cùng màu với vân sáng trung tâm có

A 4 vân sáng λ1 và 3 vân sáng λ 2. B 5 vân sáng λ1 và 4vân sáng λ 2.

C 4 vân sáng λ1 và 5vân sáng λ2 D 3 vân sáng λ1 và 4vân sáng λ2.

Câu 33: Trong thí nghiệm gtas với khe Iâng (Y-âng), khoảng cách giữa hai khe là 2mm,

khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 1,2m Chiếu sáng hai khe bằng ás hỗn hợp gồm hai ás đơn sắc có b.sóng 500 nm và 660 nm thì thu được hệ vân g.thoa trên màn Biết vân sáng chính giữa (trung tâm) ứng với hai bức xạ trên trùng nhau Khoảng cách từ vân chính giữa đến vân gần nhất cùng màu với vân chính giữa là

A 4,9 mm B 19,8 mm C 9,9 mm D 29,7 mm.

Câu 34: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng,khoảng cách giữa hai khe sáng là

2mm,khoảng cách từ màn chứa hai khe đến màn quan sát là 1m.Sử dụng ánh sáng có bước sóng λ,khoảng vân đo được là 0,2mm.Thay bức xạ trên bằng bức xạ có bước sóng λ > ' λ thì tại vị trí của vân sáng bậc 3 của bức xạ λ ta thấy có một bức xạ λ '.Bức xạ λ ' có giá trị nào dưới đây?

A.0,6µm B.1,2µm C.0,68µm D.0,4µm

Câu 36: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng,khoảng cách giữa hai khe sáng là

3mm,khoảng cách từ màn chứa hai khe đến màn quan sát là 3m.Sử dụng ánh sáng trắng có bước sóng 0,38µm đến 0,76µm.Trên màn quan sát ta thu được các dải quang phổ.Bề rộng của

dải quang phổ bậc một ngay sát vân sáng trắng trung tâm là

Câu 37: Trong thí nghiệm Y-âng về gtas, hai khe được chiếu bằng ás trắng có b.sóng từ 380

nm đến 760 nm Khoảng cách giữa hai khe là 0,8 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 2 m Trên màn, tại vị trí cách vân trung tâm 3 mm có vân sáng của các bức

xạ với b.sóng

A 0,48 μm và 0,56 μm B 0,40 μm và 0,60 μm.

C 0,45 μm và 0,60 μm D 0,40 μm và 0,64 μm.

Câu 38: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng khe Iâng biết a=0.5mm;D=2m.Nguồn sáng dùng

là ánh sáng trắng có bước sóng từ 0,38µm đến 0,76µm Tìm số bức xạ bị tắt tại điểm N cách

vân trung tâm 0.72cm

Câu 39: Thực hiện thí nghiệm Y-âng về g.thoa với ás đơn sắc màu lam ta quan sát được hệ

vân g.thoa trên màn Nếu thay ás đơn sắc màu lam bằng ás đơn sắc màu vàng và các điều kiện khác của thí nghiệm được giữ nguyên thì

A khoảng vân tăng lên B khoảng vân giảm xuống.

C vị trí vân trung tâm thay đổi D khoảng vân không thay đổi.

Câu 40: Một sóng âm và một sóng ás truyền từ không khí vào nước thì b.sóng

A của sóng âm tăng còn b.sóng của sóng ás giảm.

B của sóng âm giảm còn b.sóng của sóng ás tăng.