sóng ánh sáng

Các nguyên tố khác nhau thì khác nhau về: số lượng vạch, vị trí các vạch và độ sáng độ sáng -Còn quang phổ của chất lỏng và rắn lại chứa các “đám”, mỗi đám gồm nhiều vạch hấp thụ nối ti

CHƯƠNG SÓNG ÁNH SÁNG

I TÓM TẮT LÍ THUYẾT

1 Tán sắc ánh sáng

- Sự tán sắc ánh sáng là sự phân tách một chùm ánh sáng phức tạp thành các chùm sáng đơn sắc

- Nguyên nhân xảy ra hiện tượng tán sắc ánh sáng là do chiết suất của môi trường (thủy tinh, nước, …) đối với các ánh sáng đơn sắc khác nhau là khác nhau

λ = ( )1+ Bước sóng của ánh sáng truyền trong môi trường trong suốt khác

v'f

λ = với n: là chiết suất của môi trường

Ví dụ: λ > λđ t nên nđ <nt Vậy trong ánh sáng khả kiến thì chiết suất của môi trường đối với ánh sáng đỏ là nhỏ nhất, chiết suất của môi trường đối với ánh sáng tím là lớn nhất.Vậy, đối với ánh sáng khả kiến truyền trong môi trường trong suốt bất kì thì:

nđỏ < ncam < nvàng < nlục < nlam < nchàm < ntím

Từ ( )1 và ( )2 , nhận xét: Khi ánh sáng truyền từ môi trường này sang môi trường khác thì tần số f không đổi, bước sóng thay đổi, vận tốc thay đổi

3 Ánh sáng trắng: Ánh sáng trắng (hay là ánh sáng Mặt Trời) là hỗn hợp của nhiều ánh

sáng đơn sắc có màu biến thiên liên tục từ đổ đến tím

-Các ánh sáng đơn sắc có bước sóng trong khoảng: 0,38 mµ ≤ λ ≤0,76 mµ , ánh sáng này gây ra cảm giác sáng nên gọi là ánh sáng nhìn thấy được (hay là ánh sáng khả kiến)

-Mỗi ánh sáng đơn sắc có bước sóng (hoặc tần số) trong chân không hoàn toàn xác định.

4 Hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng

- Hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng là hiện tượng truyền sai lệch so với sự truyền thẳng khi ánh sáng gặp vật cản gọi là hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng

- Hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng chứng tỏ ánh sáng có tính chất sóng

5 Hiện tượng giao thoa ánh sáng

- Hiện tượng giao thoa ánh sáng là hiện tượng hai sóng ánh sáng kết hợp gặp nhau trên

màn M sẽ gây ra hiện tượng giao thoa ánh sáng Trong vùng gặp nhau trên màn M có những vạch sáng và vạch tối xen kẽ nhau một cách đều đặn

- Hiện tượng giao thoa ánh sáng chứng tỏ ánh sáng có tính chất sóng

* Điều kiện để xảy ra hiện tượng giao thoa ánh sáng:

Hai nguồn phát ra hai sóng ánh sáng phải có cùng tần số và cùng pha hoặc có độ lệch pha không đổi theo thời gian Hai nguồn như vậy gọi là hai nguồn kết hợp.

- Những vạch sáng là chỗ hai sóng ánh sáng tăng cường lẫn nhau, năng lượng cực đại (vân sáng)

Điều kiện: hiệu đường đi của 2 sóng ánh sáng gặp nhau trên màn giao thoa phải bằng số

nguyên lần bước sóng Tức: ∆d =d2− = λd1 k

- Những vạch tối là chỗ hai sóng ánh sáng triệt tiêu lẫn nhau, năng lượng triệt tiêu (vân tối)

Điều kiện: hiệu đường đi của 2 sóng ánh sáng gặp nhau trên màn giao thoa phải bằng

một số nửa nguyên lần bước sóng Tức: ∆d = 2 1

= = với k 0, 1, 2, = ± ± gọi là bậc giao thoa.

k 0= : gọi là vân sáng trung tâm (vân chính giữa)

* Chú ý: Đối với vân tối thì bậc lớn hơn k’ một đơn vị.

k ' 0= : gọi là vân tối bậc 1

k '= ±1: gọi là vân tối bậc 2

k '= ±2: gọi là vân tối bậc 3

* Khoảng vân (i): là khoảng cách giữa hai vân sáng hoặc hai vân tối liên tiếp nhau.

D i a

- Ống chuẩn trực: gồm khe hẹp F được chiếu sáng bằng nguồn sáng S đặt ở tiêu điểm

chính của thấu kính hội tụ L1 Ánh sáng đi từ F qua thấu kính hội tụ L1 tạo thành chùm tia song song

- Hệ tán sắc: gồm một hoặc vài lăng kính

- Buồn ảnh: gồm một thấu kính hội tụ L2 và một tấm kính ảnh (dùng để chụp ảnh quang phổ) được đặt ở tiêu diện L2

đến tím .

Nguồn

phát Do các chất rắn, chất lỏng hay chất khí có

áp suất lớn khi bị nung nóng phát ra

Do các chất khí hay hơi ở

áp suất thấp khi bị kích thích bằng điện hay nhiệt phát ra

Đặc

điểm

Không phụ thuộc thành phần cấu tạo nguồn sáng

Chỉ phụ thuộc nhiệt

độ của nguồn sáng

Các nguyên tố khác nhau thì khác nhau về: số lượng vạch, vị trí các vạch và độ sáng độ sáng

-Còn quang phổ của chất lỏng và rắn lại chứa các

“đám”, mỗi đám gồm nhiều vạch hấp thụ nối tiếp nhau một cách liên tục

Ứng

dụng Dùng để xác định nhiệt độ của các vật Biết được thành phần cấu tạo của nguồn sáng Nhận biết được sự có mặt của nguyên tố trong các

hỗn hợp hay hợp chất

9 Các loại tia

Vật có nhiệt độ cao hơn

20000C:

đèn huỳnh quang, đèn thuỷ ngân, màn hình tivi

-ông tia X-ông Cu-lit-giơ-phản ứng hạt nhân

Tính chất Truyền thẳng, phản xạ, khúc xạ, giao thoa, nhiễu xạ, tác dụng nhiệt, tác dụng

lên kính ảnh (phim)-Nổi bật là tác dụng nhiệt:

Làm nóng vật-Làm các bộ điều khiển từ xa

-Gây ra một số phản ứng hóa học

-Gây ra hiện tượng quang điện trong, ngoài

-Làm phát quang của một số chất, làm ion hóa chất khí, có tác dụng sinh lí, hủy hoại tế bào, diệt khuẩn

-Gây ra hiện tượng quang điện trong của chất bán dẫn

-Biến điệu biên độ

-Bị nước và thuỷ tinh hấp thụ

-Tầng ôzôn hấp thụ hầu hết các tia có λ dưới 300nm và là “tấm áo giáp” bảo vệ người và sinh vật trên mặt đất

-Có khả năng đâm xuyên mạnh

-Tia X có bước sóng càng ngắn thì khả năng đâm xuyên càng lớn; đó là tia X cứng

khỏi tác dụng của các tia

-Tiệt trùng thực phẩm, dụng cụ y tế,

-Tìm vết nứt trên bề mặt sản phẩm, chữa bệnh còi xương

-Chụp X quang; chiếu điện

-Chụp ảnh bên trong sản phẩm

-Chữa bệnh ung thư nông

10 Thang sóng điện từ: Sóng vô tuyến, tia hồng ngoại, ánh sáng nhìn thấy (khả kiến), tia

tử ngoại, tia X và tia gamma đều có cùng bản chất là sóng điện, chỉ khác nhau về tần số (hay bước sóng) Các sóng này tạo thành một phổ liên tục gọi là thang sóng điện từ

-Các tia có bước sóng càng ngắn (tia X, tia gamma) có tính chất đâm xuyên càng mạnh, dễ tác dụng lên kính ảnh,làm phát quang các chất và dễ ion hóa không khí

-Với các tia có bước sóng dài ta dễ quan sát hiện tượng giao thoa

II TRẮC NGHIỆM LÍ THUYẾT

Câu 1: Khi chiếu một chùm sáng trắng hẹp vào một lăng kính thì:

A Chùm tia sáng bị lệch về phía đáy

B Bị phân tách thành nhiều chùm sáng có màu khác nhau và không bị lệch về phía đáy

C bị lệch về phía đáy và bị phân tách thành nhiều chùm sáng có màu khác nhau

D chùm tia ra khỏi lăng kính là chùm song song

Câu 2: Hiện tượng tán sắc xảy ra

A chỉ với lăng kính thủy tinh

B chỉ với lăng kính chất rắn hoặc lỏng

C ở mặt phân cách của hai môi trường có chiết suất khác nhau

D chỉ ở mặt phân cách của hai môi trường rắn hoặc lỏng với chân không (không khí)

Câu 3: Chùm ánh sáng đơn sắc sau khi đi qua một lăng kính thủy tinh thì

A chỉ bị lệch mà không đổi màu B chỉ đổi màu mà không bị lệch

C không bị lệch và không đổi màu D vừa bị lệch và vừa đổi màu

Câu 4: Chọn phát biểu sai khi nói về thí nghiệm của sự tán sắc

A Chiếu chùm ánh sáng mặt trời vào mặt bên một lăng kính ta thu được một dải gồm 7 màu: đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm, tím

C góc lệch của các tia sáng khác nhau là khác nhau

Câu 5: Ánh sáng trắng là:

A ánh sáng có màu trắng

B ánh sáng hỗn hợp của bảy màu cơ bản

C hỗn hợp của vô số ánh sáng đơn sắc có màu từ đỏ đến tím

A có màu trắng dù chiếu xuyên hay chiếu vuông góc

B có nhiều màu dù chiếu xuyên hay chiếu vuông góc

C không có màu dù chiếu thế nào

D có nhiều màu khi chiếu xuyên và màu trắng khi chiếu vuông góc

Câu 8: Khi ánh sáng chiếu từ môi trường trong suốt này sang môi trường trong suốt khác

thì:

A Tần số không đổi nhưng bước sóng thay đổi

B bước sóng không đổi nhưng tần số thay đổi

C cả bước sóng và tần số đều thay đổi

D cả tần số và bước sóng đều không thay đổi

Câu 9: Khi một chùm ánh sáng chiếu từ không khí vào thủy tinh thì:

A tần số tăng, bước sóng giảm

B tần số giảm, bước sóng tăng

C tần số không đổi, bước sóng giảm

D tần số không đổi, bước sóng tăng

Câu 10: Trong thí nghiệm giao thoa Y-âng, năng lượng ánh sáng:

A không được bảo toàn vì có vân sáng hơn khi không giao thoa

B không bảo toàn vài chỗ vân tối ánh sáng không cộng lại thành bóng tối

C vẫn bảo toàn vì chõ vân tối một phần ánh sáng bị mất do nhiễu xạ

D vẫn bảo toàn, nhưng phân phối lại chỗ tối chuyển sang cho chỗ sáng

Câu 11: Chọn phát biểu sai khi nói về quang phổ liên tục?

A Ở một nhiệt độ các vật đều phát ra quang phổ có màu từ đỏ đến tím

B ánh sáng do mặt trời phát ra là quang phổ liên tục

C chất khí ở áp suất cao bị nung nóng phát ra quang phổ liên tục

D cơ thể người cũng phát ra quang phổ liên tục

Câu 12: Quang phổ liên tục phụ thuộc vào

A chỉ vào nhiệt độ của vật

B bản chất của vật

C nhiệt độ bản chất của vật

D cấu tạo của vật

Câu 13: Khi tăng dần nhiệt độ của một dây tóc bóng đèn thì quang phổ của nó thay đổi như

thế nào?

A sáng dần lên nhưng vẫn có màu từ đỏ đến tím

B ban đầu chỉ có màu đỏ, sau đó lan dần sang màu cam, vàng cuối cùng khi nhiệt độ đủ cao thì mới có đủ bảy màu, chứ không sang thêm

C vừa sáng thêm vừa trải rộng màu từ đỏ qua các màu cam, vàng, cuối cùng khi nhiệt độ đủ cao mới có đủ các màu.

D hoàn toàn không có gì thay đổi

Câu 14: Quang phổ liên tục phát ra bởi hai vật khác nhau thì

A Hoàn toàn khác nhau ở mọi nhiệt độ

B Hoàn toàn giống nhau ở mọi nhiệt độ

C Giống nhau nếu chúng có nhiệt độ thấp

D Giống nhau khi chúng cùng nhiệt độ

Câu 15: Một chất khí khi được nung nóng có thể phát ra được quang phỏ liên tục nếu có:

A áp suất thấp, nhiệt độ cao

B áp suất cao, nhiệt độ thấp

C áp suất cao, nhiệt độ không quá cao

D áp suất thấp, nhiệt độ không quá cao

Câu 16: Điều nao sau đây sai khi nói về quang phổ liên tục

A Không phụ thuộc vào thành phần cấu tạo của nguồn sáng

B Phụ thuộc vào nhiệt độ nguồn sáng

C là những vạch riêng biệt trên nền tối

D do những vật rắn, lỏng, khí có khối lượng riêng lớn bị nung nóng phát ra

Câu 17: Khi nung một cục sắt cho nhiệt độ tăng dần thì quang phổ của nó thay đổi như thế

nào?

A ban đầu chỉ có màu đỏ, rồi lan dần nhưng màu đỏ vẫn sáng nhất

B ban đầu chỉ có màu đỏ, khi nhiệt độ đủ cao mới thu được quang phổ từ đỏ đến tím

C Vùng sáng lan rộng từ đỏ đến tím, vùng sáng nhất cung trải rộng từ đỏ đến tím

D Chỉ thấy có màu đỏ

Câu 18: Phát biểu nào sau đây sai khi nói về quang phổ vạch phát xạ?

A Gồm nhiều vạch màu riêng rẽ nằm trên nền tối

B Gồm những dải màu biến thiên liên tục trên một nền tối

C Mỗi nguyên tố hóa học ở trạng thái khí hay hơi nóng sáng ở áp suất thấp cho một quang phổ vạch riêng, đặc trung cho nguyên tố đó

D.Các quang phổ vạch củ những nguyên tố khác nhau thì khác nhau về số vạch, vị trí các vạch và độ sáng tỉ đối của các vạch đó

Câu 19: Quang phổ vạch được phát ra khi

A Nung nóng một chất rắn, lỏng hoặc khí

B Nung nóng một chất lỏng hoặc khí

C Nung nóng chất khí ở điều kiện tiêu chuẩn

D Nung nóng chất khí ở áp suất thấp

Câu 20: Nguyên tố hóa học khác nhau phát ra các quang phổ khác nhau về

A số lượng, màu sắc, cường độ các vạch

B dải màu sáng nằm trên một nền tối

C quang phổ kiên tục thiếu một số vạch màu do khí (hay hơi) hấp thụ

D những vạch màu riêng rẽ nằm trên một nền tối

Câu 22: Điều kiện để thu được quang phổ vạch hấp thụ là

A nhiệt độ của đám khí (hay hơi) hấp thụ nhỏ hơn nhiệt độ của nguồn phát

B nhiệt độ của đám khí (hay hơi) hấp thụ lớn hơn nhiệt độ của nguồn phát.

C nhiệt độ của đám khí (hay hơi) hấp thụ bằng nhiệt độ của nguồn phát

D đám khí (hay hơi) hấp thụ phải được nung nóng đến nhiệt độ cao

Câu 23: Quang phổ của Mặt Trời ta thu được từ Trái Đất là quang phổ

A liên tục B vạch phát xạ

C vạch hấp thụ D không có quang phổ xác định

Câu 24: Nguồn phát tia hồng ngoại là

A bởi các vật nung nóng đến nhiệt độ cao

B các vật có nhiệt độ trên 00C

C bởi các vật có nhiệt độ lớn hơn môi trường xung quanh

D bởi các vật có nhiệt độ lớn hơn 0 K

A Tia hồng ngoại B Tia X C Tia tử ngoại D Ánh sáng nhìn thấy

Câu 27: Tia Rơnghen không có tính chất nào sau đây?

A Gây ra hiện tượng quang điện B Tác dụng mạnh lên kính ảnh

C Có thể đi qua được lớp chì dày vài cm D Khả năng đâm xuyên mạnh

Câu 28: Phát biểu nào sau đây là đúng khi nói về tia X ?

A Không có khả năng đâm xuyên

B Là một loại sóng điện từ có bước sóng ngắn hơn cả bước sóng của tia tử ngoại

C Được phát ra từ đèn điện

D Là một loại sóng điện từ phát ra từ những vật bị nung nóng đến nhiệt độ khoảng 50000C

Câu 29: Tia X được tạo ra bằng cách nào sau đây ?

A Cho một chùm êlectron chậm bắn vào một kim loại

B Cho một chùm êlectron nhanh bắn vào một kim loại khó nóng chảy có nguyên tử lượng lớn

C Chiếu tia tử ngoại vào kim loại có nguyên tử lượng lớn

D Chiếu tia hồng ngoại vào một kim loại

Câu 30: Điều nào sau đây là sai khi so sánh tia hồng ngoại và tia tử ngoại

A Tia hồng ngoại và tia tử ngoại đều có bản chất là sóng điện từ

B Tia hồng ngoại có bước sóng ngắn hơn bước sóng của tia tử ngoại

C Tia hồng ngoại và tia tử ngoại đều không nhìn thấy được

D Tia hồng ngoại và tia tử ngoại đều tác dụng lên kính ảnh

Câu 31: Khi nói về tia tử ngoại, phát biểu nào dưới đây là sai?

A Tia tử ngoại có bản chất là sóng điện từ

B Tia tử ngoại có bước sóng lớn hơn bước sóng của ánh sáng tím

C Tia tử ngoại có tác dụng mạnh lên kính ảnh

D Tia tử ngoại bị thuỷ tinh hấp thụ mạnh và làm ion hoá không khí

Câu 32: Cho các vùng bức xạ điện từ:

I Ánh sáng nhìn thấy II Tia tử ngoại III Tia hồng ngoại IV Tia X

Hãy sắp xếp theo thứ tự tăng dần về bước sóng:

A I, II, III, IV B IV, II, I, III C IV, III, II, I D III, I, II, IV

Câu 33: Phát biểu nào sau đây lả đúng ?

A Tia tử ngoại có tần số cao hơn tần số của tia hồng ngoại

B Tia tử ngoại có chu kì lớn hơn chu kì của tia hồng ngoại

C Tia hồng ngoại có tần số cao hơn tần số của tia sáng vàng

D Tia tử ngoại có bước sóng lớn hơn bước sóng của tia sáng đỏ

Câu 34: Khi nói về tia hồng ngoại, phát biểu nào dưới đây là sai?

A Tia hồng ngoại cũng có thể biến điệu được như sóng điện từ cao tần

B Tia hồng ngoại có khả năng gây ra một số phản ứng hóa học

C Tia hồng ngoại có tần số lớn hơn tần số của ánh sáng đỏ

D Tác dụng nổi bật nhất của tia hồng ngoại là tác dụng nhiệt

Câu 35: Một trong hai khe của thí nghiệm I-âng được làm mờ sao cho nó chỉ truyền ½ so

với cường độ của khe còn lại Kết quả là:

A Vân giao thoa biến mất B Vạch sáng trở nên sáng hơn và vạch tối thì tối hơn

C vân giao thoa tối đi D vạch tối sáng hơn và vạch sáng tối hơn

III TRẮC NGHIỆM BÀI TẬP

Giải: Góc tạo bởi tia ló đỏ và tia ló tím là: ∆D = Dt – Dd = (nt – nd)A = 0,1680≈ 10’

Bài 6 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: sinrd = sin

Giải:

Ta có Sini= nđ Sinrđ = nt Sinrt =

21

Bài 2: Cho một lăng kính có tiết diện thẳng là một tam giác đều , đáy

BC và góc chiết quang là A Biết chiết suất của thuỷ tinh đối với ánh

sáng đỏ nđ ≈ 2và đối với ánh sáng tím nt≈ 3 Chiều một tia sáng

trắng vào mặt bên AB của lăng kính sao cho tia tới nằm phía dưới pháp

Từ (1): r2đ > 450→ r2đ < 150 → Sin i1= 2Sinr1đ < 2Sin150 Vậy i1 < 21,470

Bài 3: Một thấu kính có hai mặt lồi cùng bán kính R = 30 cm được làm bằng thuỷ tinh

Chiết suất của thuỷ tinh đối với bức xạ màu đỏ là n1= 1,5140 và đối với bức xạ màu tím là

n2 = 1,5318 Tính khoảng cách giữa tiêu điểm của thấu kính đối với ánh sáng đỏ và tiêu điểm đối với ánh sáng tím

n

f

2)1(

1

= 7,71cmTiêu cự của thấu kính đối với ánh sáng màu đỏ f1 được tính:

R

n

f

2)1(

1

= 7,977cmKhoảng cách giữa tiêu điểm của thấu kính đối với ánh sáng đỏ và tiêu điểm đối với ánh sáng tím ∆f = f1- f2 = 0,267cm

Bài 4: Một lăng kính 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 Cho một chùm sáng hẹp rọi vào mặt bên của lăng kính dưới góc tới nhỏ Độ rộng góc a của quang phổ mặt trời cho bởi lăng kính này là bao nhiêu?

Giải:

+ Tia đỏ lệch ít nhất với góc lệch: Dđ = A(nđ-1)

+ Tia tím lệch nhiều nhất với góc lệch: Dt = A(nt-1)

+ Độ rộng góc a của quang phổ mặt trời cho bởi lăng kính này là: γ = Dt – Dđ =0,210

Bài 5: Một cái bể sau 1,5 m chứa đầy nước Chiếu một tia

sáng trắng hẹp vào mặt nước dưới góc tới i=600 Biết chiết

suất của nước đối với ánh sáng tím và đỏ lần lượt là 1,328

và 1,343 Bề rộng quang phổ do sự tán sắc trên tạo ra ở

đáy bể là bao nhiêu?

Giải: Bề rộng quang phổ dưới đáy bể là đoạn:

TĐ = OĐ – OT = OH(tanrđ –tanrt) =24,7 mm

Với: l là khoảng cách của n vân sáng (vân tối) liên tiếp

+ Nếu trong khoảng rộng l, một đầu là vân sáng một đầu là vân tối thì: i = n−0,5

+ Vị trí vân tối: xt = (k –

2

1)i = (k –

2

1)

a

D

λ với k ∈ Z (vân tối bậc bao nhiêu thì lấy giá trị

k bấy nhiêu)

* Bài tập minh họa

Bài 1 Trong thí nghiệmI-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe S1 và S2 được chiếu bằng ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ Khoảng cách giữa hai khe là 0,8 mm, khoảng cách từ hai khe

đến màn là 2 m Người ta đo được khoảng cách giữa 6 vân sáng liên tiếp trên màn là 6 mm Bước sóng của ánh sáng dùng trong thí nghiệm là :

Dạng 2: Tính khoảng cách giữa 2 vân giao thoa

* Phương pháp

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

- Khoảng cách của 2 vân bất kỳ:

+ Hai vân cùng phía so với vân trung tâm:∆x= x k −x k'

+ Hai vân khác phía so với vân trung tâm:∆x=x k +x k'

* Bài tập minh họa

Bài 1: Trong thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe là 2mm,

khoảng cách từ hai khe đến màn là 2m Bước sóng đơn sắc dùng trong thí nghiệm là λ = 0,5

µm Khoảng cách từ vân sáng bậc 1 đến vân sáng bậc 10 (cùng phía với vân trung tâm) là

Bài 2 Trong thí nghiệm của I-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe S1 và S2 được chiếu bằng ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ = 0,4 µm Khoảng cách giữa hai khe là 0,4 mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là 2 m Xác định khoảng cách từ vân sáng 4 đến vân sáng 8 ở khác phía nhau so với vân sáng chính giữa

Nếu ra giá trị bán nguyên thì đó là vân tối bậc k + 0,5

* Bài tập minh họa

Bài 1: Thực hiện thí nghiệm giao thoa ánh sáng khe I-âng khoảng cách giữa hai khe bằng

0,5mm; ánh sáng đơn sắc làm thí nghiệm có bước sóng λ = 0,5µm Khoảng cách từ hai khe đến màn hứng ảnh bằng 200cm Tại vị trí M trên màn E có toạ độ 7mm, tại M là

A vân sáng bậc 7 B vân tối thứ 7 C vân tối thứ 4 D vân sáng bậc 4

= 3,5 nên tại M ta có vân tối 4 Chọn C

Bài 2: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng các khe sáng được chiếu bằng ánh sáng đơn

sắc λ = 550 nm, khoảng cách giữa 2 khe là 1,5mm khoảng cách từ 2 khe tới màn là 1,8m

Điểm N cách vân trung tâm 3,3mm thuộc:

A vân sáng bậc 5 B vân sáng bậc 6 C vân tối thứ 5 D vân tối thứ 4

= 5 nên tại M ta có vân sáng 5 Chọn A

Bài 3: Thực hiện thí nghiệm giao thoa ánh sáng khe I-âng, nguồn sáng gồm các bức xạ có

bước sóng lần lượt λ1 = 0,72µm, λ2 = 0,432µm Tại điểm M trong vùng giao thoa trên màn

mà hiệu khoảng cách đến hai khe bằng 1,08 µm có vân sáng hay vân tối của bức xạ nào?

A Vân sáng bậc 2 của bức xạ λ1 B Vân tối bậc 2 của bức xạ λ1

C Vân sáng bậc 3 của bức xạ λ2 A Vân tối bậc 2 của bức xạ λ2

2i

L

(Nhớ: Tính trong dấu ngoặc vuông trước ra kết quả lấy phần nguyên tính tiếp)

Cách lấy phần nguyên: VD: 5,7 thì lấy 5; 7,3 thì lấy 7

- Loại 2: Số vân sáng, vân tối từ điểm M đến N:

- Số vân sáng: xM ≤ ki ≤ xN

- Số vân tối: xM ≤ (k – 0,5)i ≤ xN

Lưu ý: -Nếu không kể 2 điểm M, N thì không lấy dấu “=”;

- Nếu 2 điểm M, N nằm 2 bên vân trung tâm thì thêm dấu “ ─ “ vào trước tọa độ x M

- k lấy giá trị nguyên, bao nhiêu giá trị k là bấy nhiêu vân.

* Bài tập minh họa

Bài 1: Trong thí nghiệm I-âng, khoảng cách giữa 7 vân sáng liên tiếp là 21,6mm, nếu độ

rộng của vùng có giao thoa trên màn quan sát là 35mm thì số vân sáng quan sát được trên màn là:

A 7 B 9 C 11 D 13

A 6 vân sáng và 7 vân tối B 7 vân sáng và 6 vân tối.

C 13 vân sáng và 12 vân tối D 13 vân sáng và 14 vân tối

Bài 3: Trong thí nghiệm Iâng về giao thoa ánh sáng đơn sắc, khoảng cách giữa hai khe sáng

là 2mm, khoảng cách từ hai khe đến màn quan sát là 2m, bước sóng ánh sáng là 0,6µm Xét hai điểm M và N (ở hai phía đối với O) có toạ độ lần lượt là 3,6 mm và 5,4 mm Trong khoảng giữa M và N (không tính M,N ) có:

A 13 vân tối, 14 vân sáng B 14 vân tối, 15 vân sáng

C 15 vân tối, 16 vân sáng D 15 vân tối, 14 vân sáng

Gọi λ là bước sóng ánh sáng trong chân không hoặc không khí.

Gọi λ ' là bước sóng ánh sáng trong môi trường có chiết suất n

'n

λ

n

=

(Các công thức khác tương tự, chổ nào là i ta thay thành i’)

* Bài tập minh họa

Bài 1 Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng của I-âng trong không khí, hai khe cách nhau

3mm được chiếu bằng ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,60µm, màn cách hai khe 2m Sau

đó đặt toàn bộ thí nghiệm vào trong nước có chiết suất 4/3, khoảng vân quan sát trên màn là bao nhiêu?

A i‘= 0,4m B i' = 0,3m C i’ = 0,4mm D i‘= 0,3mm

- Nếu dịch màn ra xa D’ = D +∆D ( khoảng vân tăng, bậc vân sáng giảm )

- Nếu dịch màn ra xa D’ = D –∆D ( khoảng vân tăng, bậc vân sáng tăng )

- Tăng hoặc giảm khoảng cách hai khe: a’ = a ±∆a

- Tăng hoặc giảm khoảng cách hai khe một lượng b%: a’ = a ± (b%).a

- Tăng hoặc giảm khoảng cách hai khe tới màn một lượng c%: D’ = D ± (c%).D

- Cũng có thể thay đổi λ thành λ’

Lúc đầu: i =

a

D

λ (1) ; sau khi thay đổi là: i’ = 'D '

a '

λ (2)Lập tỉ số: (2)(1) ⇒ i D.a '

i ' =D '.a.

'

λ

λ Thay các đại lượng, thay số vào rồi tính

* Bài tập minh họa

Bài 1 Một khe hẹp F phát ánh sáng đơn sắc λ= 600nm, chiếu vào khe I âng có a = 1,2mm, lúc đầu vân giao thoa được quan sát trên một màn M đặt cách một mặt phẳng chứa S1, S2 là 75cm Về sau muốn quan sát được vân giao thoa có khoảng vân 0,5mm thì cần phải dịch chuyển màn quan sát so với vị trí đầu như thế nào?

A Dịch ra xa một đoạn 0,25m B Dịch lại gần một đoạn 0,25m

C Dịch ra xa một đoạn 0,75m D Dịch lại gần một đoạn 0,75m

= 1 m Vì lúc đầu D = 75cm = 0,75m nên phải dịch chuyển màn quan sát ra xa thêm một đoạn : ∆D = D’- D = 0,25m Chọn A

Bài 2 (ĐH 2012): Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa với ánh sáng đơn sắc có bước 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

M chuyến thành vân tối lần thứ hai thí khoảng dịch màn là 0,6m Bước sóngλbằng:

ra xa thêm 30 cm cho khoảng vân rộng thêm thì đo được 12 khoảng vân rộng 2,88mm Tính bước sóng của bức xạ trên là

A 0,45µm B 0,32µm C 0,54µm D 0,432µm

Giải : Ta có i1 =

16

4,2

= 0,15 (mm); i2 =

12

88,2