Độ rộng của quang phổ liên tụctrên màn quan sát khoảng cách từ mép tím đến mép đỏ bằng Bài 4: Chiếu chùm ánh sáng trắng hẹp vào đỉnh của một lăng kính theo phương vuông góc với mặt phẳn
Trang 1CHỦ ĐỀ 22 TÁN SẮC ÁNH SÁNG
I TÓM TẮT LÝ THUYẾT
1 Hiện tượng tán sắc ánh sang:
Là hiện tượng ánh sáng bị tách thành nhiều màu khác nhau khi đi qua mặt phân cách của hai môi trườngtrong suốt
2 Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng chỉ có một màu nhất định, có bước sóng nhất định và không bị tán sắc
khi truyền qua lăng kính
Bước sóng của ánh sáng đơn sắc v
4 Cầu vồng là kết quả của sự tán sắc ánh sáng mặt trời chiếu qua các giọt nước mưa.
Dạng 1: TÁN SẮC QUA LĂNG KÍNH – PHẢN XẠ TOÀN PHẦN
- Khi chùm ánh sáng trắng hẹp từ không khí đi vào môi trường có chiết suất n thì: rđỏ > r > rtím
- Khi chùm ánh sáng trắng hẹp từ môi trường có chiết suất n ra không khí thì: igh đỏ > igh > igh tím
Có 3 trường hợp có thể xảy ra:
+ Khi i < igh tím:tất cả các tia đều ló ra ngoài không khí với rđỏ < r < rtím
+ Khi i > igh đỏ: tất cả các tia đều phản xạ toàn phần tại mặt phân cách,
chùm tia phản xạ cũng là chùm ánh sáng trắng
+ Khi i = igh lục: tia lục sẽ đi sát mặt phân cách
Các tia ló ra ngoài không khí là: đỏ, cam, vàng
Các tia phản xạ toàn phần: lam, chàm, tím
- Tính bề rộng quang phổ quan sát được trên màn khi A nhỏ:
( t d) ( t d) rad
L l D D l n n A
∆ = − = − (với L = OH: là khoảng cách từ lăng kính đến màn)
Dạng 2: TÁN SẮC QUA THẤU KÍNH – LƯỠNG CHẤT PHẲNG
* Công thức tính tiêu cự của thấu kính:
* Bể nước có chiều sâu h:
⇒ Tính độ dài của dải quang phổ ở dưới đáy bể:
Trang 2d t d t
DT IH tan r= −tan r =h tan r −tan r
* Bản mỏng song song có bề dày e:
⇒ Tính khoảng cách giữa hai tia đỏ và tím ló ra khỏi bản:
DH DT cosi IO tan r= = −tan r cosi e tan r= −tan r cosi
II BÀI TẬP
A KHỞI ĐỘNG: NHẬN BIẾT
Bài 1: Dải sáng bảy màu thu được trong thí nghiệm thứ nhất của Niu-tơn được giải thích là do:
A Lăng kính làm lệch tia sáng về phía đáy nên đã làm thay đổi màu của nó.
B Các tia sáng bị nhiễu loạn khi truyền qua thủy tinh.
C Lăng kính đã tách riêng các chùm sáng có màu khác nhau có sẵn trong ánh sáng Mặt Trời.
D Thủy tinh đã nhuộm màu cho ánh sáng.
Bài 2: Chiếu xiên từ nước ra không khí một chùm sáng song song rất hẹp (coi như một tia sáng) gồm ba
thành phần đơn sắc: đỏ, lam và tím Gọi r , r , r lần lượt là góc khúc xạ ứng với tia màu đỏ, tia màu lamd l t
Bài 5: Phát biểu nào sau đây về hiện tượng tán sắc ánh sáng là sai?
A Do hiện tượng tán sắc ánh sáng, một chùm tia sáng trắng hẹp khi khúc xạ sẽ tách thành nhiều chùm tia
có màu sắc khác nhau
B Chỉ có thể quan sát được hiện tượng tán sắc ánh sáng bằng cách dùng lăng kính.
C Hiện tượng tán sắc ánh sáng chứng tỏ ánh sáng trắng bao gồm rất nhiều ánh sáng đơn sắc có màu sắc
khác nhau
D Nguyên nhân gây ra hiện tượng tán sắc ánh sáng là do chiết suất của một môi trường trong suốt đối với
các ánh sáng có bước sóng khác nhau là khác nhau
Bài 6: Một ánh sáng đơn sắc tần số f truyền trong chân không thì nó có bước sóng bằng
Trang 3A λ=f / c B λ=c/ f C λ=C.f D λ=2 fc
Bài 7: Góc lệch của tia sáng khi truyền qua lăng kính là góc tạo bởi
A tia ló và pháp tuyến.
B hai mặt bên của lăng kính.
C tia tới lăng kính và tia ló ra khỏi lăng kính.
D tia tới và pháp tuyến.
Bài 8: Dải quang phổ liên tục thu được trong thí nghiệm về hiện tượng tán sắc ánh sáng trắng có được là
do
A lăng kính đã tách các màu sẵn có trong ánh sáng trắng thành các thành phần đơn sắc.
B hiện tượng giao thoa của các thành phần đơn sắc khi ra khỏi lăng kính.
C thủy tinh đã nhuộm màu cho ánh sáng.
D ánh sáng bị nhiễu xạ khi truyền qua lăng kính.
Bài 9: Khi quan sát các vật dưới ánh sáng mặt trời, màu sắc của vật mà ta nhìn thấy là do
A vật chỉ hấp thụ những màu đó và phản xạ tới mắt ta.
B cường độ sáng của những màu đó trong ánh sáng mặt trời mạnh hơn những màu khác.
C trong ánh sáng mặt trời chỉ có những màu đó.
D những thành phần đơn sắc mà vật đó không hấp thụ trong ánh sáng mặt trời bị phản xạ trở lại sau đó
trộn lẫn với nhau trong võng mạc người quan sát
Bài 10: Chiếu xiên từ không khí vào dầu trong suốt một chùm sáng song song rất hẹp (coi như một tia
sáng) gồm ba thành phần đơn sắc: đỏ, vàng và lam Gọi r , r , r lần lượt là góc khúc xạ ứng với tia màud v l
đỏ, tia màu lam và tia màu tím Hệ thức đúng là
A rd < <rl rt B rl =r = rt d C rt < <rd rl D rl < <rv rd
Bài 11: Một ánh sáng đơn sắc truyền trong một môi trường với vận tốc v thì chiết suất tuyệt đối của môi
trường với ánh sáng đó là
Bài 12: Thí nghiệm II của Niutơn về sóng ánh sáng chứng minh
A ánh sáng mặt trời không phải là ánh sáng đơn sắc.
B sự tồn tại của ánh sáng đơn sắc.
C sự khúc xạ của mọi tia sáng khi qua lăng kính.
D lăng kính không có khả năng nhuộm màu cho ánh sáng.
Bài 13: Khi chiếu ánh sáng mặt trời qua lăng kính thì chùm tia ló ra là
C chùm phân kì hoặc chùm song song D chùm hội tụ.
Trang 4Bài 14: Phát biểu nào sau đây là đúng? Một chùm ánh sáng mặt trời có dạng một dải sáng mỏng, hẹp rọi
xuống mặt nước trong một bể nước tạo nên ở đáy bể một vết sáng
A có nhiều màu dù chiếu xiên hay chiếu vuông góc.
B có nhiều màu khi chiếu vuông góc và có màu trắng khi chiếu xiên.
C có màu trắng dù chiếu xiên hay chiếu vuông góc.
D có nhiều màu khi chiếu xiên và có màu trắng khi chiếu vuông góc.
Bài 15: Chiếu một chùm tia sáng hẹp qua một lăng kính Chùm tia sáng đó sẽ tách thành chùm tia sáng có
màu khác nhau Hiện tượng này gọi là
A giao thoa ánh sáng B nhiễu xạ ánh sáng.
Bài 16: Trong quang phổ liên tục, vùng đỏ có bước sóng nằm trong giới hạn nào
A 0, 495µm≤ ≤λ 0,58µm B 0,58µm≤ ≤λ 0,64µm
C 0, 64µm≤ ≤λ 0,76µm D 0, 40µm≤ ≤λ 0, 44µm
Bài 17: Nguyên nhân dẫn đến hiện tượng tán sắc là do
A chiết suất của môi trường trong suốt phụ thuộc vào ánh sáng chiếu vào nó.
B chiết suất của môi trường trong suốt phụ thuộc vào bản chất của môi trường.
C màu sắc của ánh sáng phụ thuộc vào môi trường.
D màu sắc của ánh sáng phụ thuộc vào bước sóng ánh sáng.
Bài 18: Cho ánh sáng đơn sắc truyền từ môi trường trong suốt này sang môi trường trong suốt khác thì
A tần số thay đổi, vận tốc không đổi B tần số thay đổi, vận tốc thay đổi.
C tần số không đổi, vận tốc không đổi D tần số không đổi, vận tốc thay đổi.
Bài 19: Tán sắc ánh sáng là hiện tượng
A tia sáng đơn sắc bị đổi màu khi đi qua lăng kính.
B chùm sáng phức tạp bị phân tích thành nhiều màu đơn sắc khi đi qua lăng kính.
C chùm tia sáng trắng bị lệch về phía đáy lăng kính khi truyền qua lăng kính.
D chùm sáng trắng bị phân tích thành 7 màu khi đi qua lăng kính.
Bài 20: Phát biểu nào sau đây là sai?
A Hiện tượng tán sắc ánh sáng là hiện tượng chùm sáng trắng khi qua lăng kính bị tách ra thành nhiều
chùm sáng có màu sắc khác nhau
B Chiết suất của môi trường trong suốt đối với các ánh sáng đơn sắc khác nhau là khác nhau.
C Ánh sáng trắng là tập hợp gồm bảy ánh sáng đơn sắc khác nhau: đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm, tím.
D Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng không bị tán sắc khi đi qua lăng kính.
Bài 21: Một sóng ánh sáng đơn sắc được đặc trưng nhất là
C vận tốc truyền D chiết suất lăng kính với ánh sáng đó.
Bài 22: Từ không khí, chiếu chùm tia sáng trắng hẹp xiên góc xuống mặt nước trong suốt của chậu nước.
Dưới đáy chậu nước ta quan sát thấy
A một dải màu từ đỏ đến tím, màu tím bị lệch nhiều nhất so với tia tới.
B một màu đơn sắc thay đổi tùy theo góc tới.
C một dải màu từ đỏ đến tím, màu đỏ bị lệch nhiều nhất so với tia tới.
D một vệt sáng trắng.
Bài 23: Bước sóng của một trong các bức xạ màu lục có trị số là
Trang 5A λ =0,55mm B λ =0,55nm.
Bài 24: Khi một tia sáng đơn sắc truyền từ môi trường trong suốt này sang môi trường trong suốt khác,
đại lượng không thay đổi là
A bước sóng và màu sắc tia sáng B màu sắc và tốc độ lan truyền.
C tần số và bước sóng D tần số và màu sắc tia sáng.
Bài 25: Ánh sáng vàng có bước sóng trong chân không là 0,5893 mµ Tần số của ánh sáng vàng là
A 5,05.10 Hz.14 B 5,16.10 Hz.14 C 6,01.10 Hz.14 D 5,09.10 Hz.14
Bài 26: Vận tốc của một ánh sáng đơn sắc truyền từ chân không vào một môi trường có chiết suất tuyệt
đối n (đối với ánh sáng đó) sẽ
A giảm n lần B tăng hay giảm tùy theo màu sắc ánh sáng.
Bài 27: Tìm phát biểu đúng về ánh sáng đơn sắc?
A Đối với ánh sáng đơn sắc, góc lệch của tia sáng đối với các lăng kính khác nhau đều có cùng giá trị.
B Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng không bị lệch đường truyền khi đi qua lăng kính.
C Đối với các môi trường khác nhau, ánh sáng đơn sắc luôn có cùng bước sóng.
D Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng không bị tách màu khi qua lăng kính.
Bài 28: Cho các ánh sáng đơn sắc: ánh sáng trắng (1); ánh sáng đỏ (2); ánh sáng vàng (3); ánh sáng tím
(4) Trật tự sắp xếp giá trị bước sóng của ánh sáng đơn sắc theo thứ tự tăng dần là:
B TĂNG TỐC: THÔNG HIỂU
Bài 1: Cho chiết suất của thủy tinh là n= 2 Chiếu tia sáng tới bề mặt một tấm thủy tinh với góc tới
30° khi tia sáng truyền từ thủy tinh vào không khí thì góc khúc xạ là:
Bài 2: Một chậu thủy tinh nằm ngang chứa một lớp nước dày có chiết suất 4/3 Một tia sáng SI chiếu tới
mặt nước với góc tới là 45° Tính góc lệch giữa tia khúc xạ và tia tới?
Trang 6Bài 7: Chiếu một chùm sáng đơn sắc, song song tới mặt bên của một lăng kính tam giác đều thu được tia
ló ở mặt bên kia của lăng kính Nếu góc tới và góc ló đều là 45° thì góc lệch là
Bài 8: Lăng kính thủy tinh là một tam giác đều chiết suất n= 3 Tính góc tới và góc lệch của tia sángtrong trường hợp có góc lệch cực tiểu?
A 30° và 60° B 45° và 45° C 60° và 60° D 60° và 45°
Bài 9: Một lăng kính có góc chiết quang A= °60 Khi ở trong không khí thì góc lệch cực tiểu là 30° Khi
ở một chất lỏng trong suốt có chiết suất x thì góc lệch cực tiểu là 4° Giá trị của x là
Bài 10: Một lăng kính có chiết suất n= 2, chiếu một chùm sáng đơn sắc, song song tới một mặt bêncủa lăng kính thì thu được chùm tia ló ở mặt bên kia của lăng kính, biết góc lệch cực tiểu bằng một nửagóc chiết quang Góc chiết quang của lăng kính xấp xỉ bằng:
Bài 11: Cho chiết suất của thủy tinh là n= 2 Chiếu một tia sáng tới bề mặt một tấm thủy tinh với góctới 30° khi tia sáng truyền từ thủy tinh vào không khí thì góc khúc xạ là
Bài 12: Cho một lăng kính có góc chiết quang 60° Chiếu một tia sáng đơn sắc tới lăng kính sao cho tia
ló có góc lệch cực tiểu bằng 30° Chiết suất của thủy tinh làm lăng kính đối với ánh sáng đơn sắc đó là:
Bài 13: Một lăng kính thủy tinh có chiết suất là 1,6 đối với một ánh sáng đơn sắc nào đó và góc chiết
quang là 45° Góc tới cực tiểu để có tia ló là:
Bài 14: Một lăng kính có góc chiết quang A Chiếu tia sáng SI đến vuông góc với mặt bên của lăng kính.
Biết góc lệch của tia ló và tia tới là D= °15 Cho chiết suất của lăng kính là n 4/3= Tính góc chiếtquang A?
C BỨT PHÁ: VẬN DỤNG
Bài 1: Phát biểu nào sau đây về hiện tượng tán sắc ánh sáng là sai?
A Hiện tượng tán sắc ánh sáng chứng tỏ ánh sáng trắng bao gồm rất nhiều ánh sáng đơn sắc có màu sắc
khác nhau
B Chỉ có thể quan sát được hiện tượng tán sắc ánh sáng bằng cách dùng lăng kính.
C Nguyên nhân gây ra hiện tượng tán sắc ánh sáng là do chiết suất của một môi trường trong suốt đối với
các ánh sáng có bước sóng khác nhau là khác nhau
D Do hiện tượng tán sắc ánh sáng, một chùm tia sáng trắng hẹp khi khúc xạ sẽ tách thành nhiều chùm tia
có màu sắc khác nhau
Bài 2: Từ không khí, chiếu chùm tia sáng trắng hẹp xiên góc xuống mặt nước trong suốt của chậu nước.
Dưới đáy chậu nước ta quan sát thấy:
A một vệt sáng trắng.
B một dải màu từ đỏ đến tím, màu tím bị lệch xa nhất so với tia tới.
C một dải màu từ đỏ đến tím, màu đỏ bị lệch xa nhất so với tia tới.
D một màu đơn sắc thay đổi tùy theo góc tới.
Trang 7Bài 3: Khi chiếu chùm sáng trắng hẹp vào một lăng kính thì chùm sáng màu tím bị lệch nhiều nhất.
Nguyên nhân là:
A ánh sáng tím là màu cuối cùng trong quang phổ của ánh sáng trắng.
B chiết suất của chất làm lăng kính đối với ánh sáng tím có giá trị lớn nhất.
C chiết suất của chất làm lăng kính đối với ánh sáng tím có giá trị nhỏ nhất.
D ánh sáng tím bị hút về phía đáy của lăng kính mạnh hơn so với các màu khác.
C trong chùm ánh sáng trắng, bức xạ màu đỏ có bước sóng lớn nhất nên có thể truyền qua tấm kính.
D tấm kính lọc màu đỏ ít hấp thụ ánh sáng màu đỏ nhưng hấp thụ mạnh các ánh sáng có màu khác Bài 7: Chiếu chùm ánh sáng trắng vào một vật ta thấy nó có màu đỏ Nếu chiếu vào nó chùm ánh sáng
màu lục thì ta sẽ nhìn thấy vật có màu
Bài 8: Nguyên nhân dẫn đến hiện tượng tán sắc là:
A Chiết suất của môi trường trong suốt phụ thuộc vào ánh sáng chiếu vào nó.
B Màu sắc của ánh sáng phụ thuộc vào môi trường.
C Màu sắc của ánh sáng phụ thuộc vào bước sóng ánh sáng.
D Chiết suất của môi trường trong suốt phụ thuộc vào bản chất của môi trường.
Bài 9: Phát biểu nào sau đây là sai về tán sắc ánh sáng?
A Chỉ có ánh sáng trắng mới bị tán sắc khi truyền qua lăng kính.
B Ánh sáng trắng là tập hợp của vô số ánh sáng đơn sắc khác nhau có màu biến thiên liên tục từ đỏ đến
tím
C Một chùm ánh sáng khi sau khi đi qua lăng kính vẫn có màu như trước khi qua lăng kính thì đó là
chùm sáng đơn sắc
D Nếu tổng hợp các ánh sáng đơn sắc biến thiên liên tục từ đỏ đến tím ta có ánh sáng trắng.
D VỀ ĐÍCH: VẬN DỤNG CAO
Bài 1: Góc chiết quang của lăng kính bằng 6° Chiếu một tia sáng trắng vào mặt bên của lăng kính theophương vuông góc với mặt phẳng phân giác của góc chiết quang Đặt một màn quan sát, sau lăng kính,song song với mặt phẳng phân giác của góc chiết quang của lăng kính và cách mặt này 2m Chiết suất củalăng kính đối với tia đỏ là n d =1,5 và đối với tia tím là n t =1,58 Độ rộng của quang phổ liên tục trênmàn quan sát bằng
Trang 8Bài 2: Một lăng kính có góc chiết quang A= °45 Chiếu chùm tia sáng hẹp đa sắc SI gồm 4 ánh sáng đơnsắc: đỏ, vàng, lục và tím đến gặp mặt bên AB theo phương vuông góc Biết chiết suất của lăng kính đốivới ánh sáng màu lam là 2 Các tia ló ra khỏi mặt bên AC gồm các ánh sáng đơn sắc
A đỏ, vàng, lục và tím B đỏ, vàng và tím.
Bài 3: Chiếu một chùm tia sáng trắng hẹp vào mặt bên của lăng kính, theo phương vuông góc với mặt
phẳng phân giác của góc chiết quang Sau lăng kính, đặt một màn quan sát song song với mặt phân giáccủa lăng kính và cách mặt phân giác này một đoạn 2m Chiết suất của lăng kính đối với tia đỏ n d =1,50
và đối với tia tím là n t =1,54 Góc chiết quang của lăng kính bằng 5° Độ rộng của quang phổ liên tụctrên màn quan sát (khoảng cách từ mép tím đến mép đỏ) bằng
Bài 4: Chiếu chùm ánh sáng trắng hẹp vào đỉnh của một lăng kính theo phương vuông góc với mặt phẳng
phân giác của góc chiết quang Biết góc chiết quang 4°, chiết suất của lăng kính đối với ánh sáng đỏ vàtím lần lượt là 1,468 và 1,868 Bề rộng quang phổ thu được trên màn quan sát đặt song song với mặtphẳng phân giác và cách mặt phẳng phân giác 2m là
Bài 5: Một lăng kính có góc chiết quang (góc ở đỉnh) A= °8 đặt trong không khí Đặt màn quan sát Esong song với mặt phẳng phân giác của A và cách nó 1,5m Chiếu đến lăng kính một chùm sáng trắnghẹp, song song theo phương vuông góc với mặt phân giác của A và gần A Biết chiết suất của chất làmlăng kính đối với ánh sáng đỏ bằng 1,61 và với ánh sáng tím bằng 1,68 Xác định khoảng cách từ vệt đỏđến vệt tím trên màn E?
Bài 8: Một lăng kính thủy tinh có góc chiết quang A= °5 , được coi là nhỏ, có chiết suất đối với ánh sáng
đỏ và tím lần lượt là n d =1,578 và n t =1,618 Cho một chùm sáng trắng hẹp rọi vào mặt bên của lăngkính theo phương vuông góc với mặt phẳng phân giác của góc chiết quang Góc tạo bởi tia đỏ và tia tímsau khi ló ra khỏi lăng kính là:
A 13 34′ ′′ B 3 13° ′ C 12 26′ ′′ D 3 26° ′
Bài 10: Chiếu một chùm tia sáng trắng hẹp vào mặt bên của lăng kính, theo phương vuông góc với mặt
Trang 9của lăng kính và cách mặt phân giác này một đoạn 2m Chiết suất của lăng kính đối với tia đỏ n d =1,50
và đối với tia tím là n t =1,54 Góc chiết quang của lăng kính bằng 50 Độ rộng của quang phổ liên tụctrên màn quan sát (khoảng cách từ mép tím đến mép đỏ) bằng:
Bài 11: Một lăng kính thủy tinh có góc chiết quang A= °6 đặt trong không khí Chiết suất của lăng kínhđối với ánh sáng đỏ và tím lần lượt là 1,64 và 1,68 Chiếu một chùm tia sáng song song, hẹp gồm hai bức
xạ đỏ và tím nói trên vào mặt bên của lăng kính theo phương vuông góc với mặt này Góc tạo bởi tia màu
đỏ và tia màu tím sau khi ló ra khỏi mặt bên còn lại của lăng kính bằng:
Bài 13: Chiếu một chùm tia sáng trắng song song có bề rộng 5cm từ không khí đến mặt khối thủy tinh
nằm ngang dưới góc tới 60° Cho chiết suất của thủy tinh đối với tia tím và tia đỏ lần lượt là 3 và 2
Tỉ số giữa bề rộng chùm khúc xạ tím và đỏ trong thủy tinh là:
Bài 14: 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 phẳng của một khối thủy tinh với góc tới 60° Biết chiết suất của thủy tinh đối vớiánh sáng đỏ là 1,51; đối với ánh sáng tím là 1,56 Tính góc lệch của hai tia khúc xạ trong thủy tinh?
III HƯỚNG DẪN GIẢI
A KHỞI ĐỘNG: NHẬN BIẾT
Trang 10Đáp án B Chỉ có thể quan sát được hiện tượng tán sắc ánh sáng bằng cách dùng lăng kính → đáp án B
sai vì điều kiện của hiện tượng tán sắc ánh sáng là ánh sáng phải đi qua lưỡng chất phẳng và với góc tới
0
i≠
Đáp án C Nguyên nhân gây ra hiện tượng tán sắc ánh sáng là do chiết suất của một môi trường trong
suốt đối với các ánh sáng có bước sóng khác nhau là khác nhau → đúng
Đáp án D Do hiện tượng tán sắc ánh sáng, một chùm tia sáng trắng hẹp khi khúc xạ sẽ tách thành nhiều
chùm tia có màu sắc khác nhau → đúng
Bài 2: Chọn đáp án B
Từ không khí, chiếu chùm tia sáng trắng hẹp xiên góc xuống mặt nước trong suốt của chậu nước ta quansát thấy một dải màu từ đỏ đến tím, màu tím bị lệch xa nhất so với tia tới
Bài 3: Chọn đáp án B
Trang 11Ta có sin sin sin
Trang 13Bài 13: Chọn đáp án B
Ta có sin 60° =n dsinr d ⇒ =r d 37, 76° ⇒ ∆ =x d 5.sin 37, 76° =3,95cm
sin 60° =n tsinr t ⇒ = ° ⇒ ∆ =r t 30 x t 5.cos30° =4,33cm⇒ Lập tỉ số t 1,1
d
x x
1 Hiện tượng giao thoa ánh sáng
Khái niệm: Hiện tượng giao thoa ánh sáng là hiện tượng chồng chất của hai (hay nhiều) sóng kếthợp, kết quả là trong trường giao thoa sẽ xuất hiện xen kẽ những miền sáng, những miền tối
Điều kiện: Cũng như sóng cơ chỉ có các sóng ánh sáng kết hợp mới tạo ra được hiện tượng giaothoa Nguồn sáng kết hợp là những nguồn phát ra ánh sáng có cùng tần số và có độ lệch pha không đổitheo thời gian
- Đối với ánh sáng đơn sắc: Vân giao thoa là những vạch sáng tối xen kẽ nhau một cách đều nhau
- Đối với ánh sáng trắng: Vân sáng trung tâm có màu trắng, quang phổ bậc 1 có màu cầu vồng, tím
ở trong, đỏ ở ngoài Từ quang phổ bậc 2 trở lên không rõ nét vì có một phần các màu chồng chất lênnhau
2 Giao thoa bằng khe Young với ánh
x OM= là (toạ độ) khoảng cách từ vân
trung tâm đến điểm M ta xét
- Hiệu đường đi: d d2 d1 ax
D
- Tại M là vị trí vân sáng:
Trang 14x k.iD
- Giao thoa trên bản mong như vết dầu loang, màng xà phòng
II PHÂN DẠNG VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP
Dạng 1: GIAO THOA VỚI MỘT BỨC XẠ
• Xác định vị trí vân sáng (tối), khoảng vân: Xem lại các công thức ở phần lí thuyết
• Khoảng cách 2 vị trí vân m, n bất kì: ∆ =x xm−xn
Lưu ý:
- m và n cùng phía với vân trung tâm thì x và m x cùng dấu;n
- m và n khác phía với vân trung tâm thì x và m x khác dấu.n
• Tính chất vân sáng (tối) của 1 điểm M cách vân trung tâm 1 đoạn x:
- Tại M có tọa độ x là vân sáng khi: m xm OM
k
i = i = , điểm M là vân sáng bậc k
Trang 15- Tại M có tọa độ x là vân tối khi: m xm
k 0,5
i = + , điểm M là vân tối thứ (k + 1)
• Thí nghiệm được tiến hành trong môi trường trong suốt có chiết suất n thì:
Bước sóng λ và khoảng vân i giảm n lần: '
- Nếu N lẻ thì: số vân sáng là N, số vân tối là N + 1, vân ngoài cùng là vân tối
- Nếu N chắn thì: số vân tối là N, số vân sáng là N + 1, vân ngoài cùng là vân sáng
Cách 2: Lập tỉ số N L
2i
=
- Số vân sáng là: Ns =2N 1+ , với N Z∈
- Số vân tối là: Nt =2Nnếu phần thập phân của N 0,5< ;
- Nt =2N 2+ nếu phần thập phân của N 0,5≥
Cách 3: (tổng quát nhất) Số giá trị k Z∈ là số vân sáng (vân tối) cần tìm
- Vân tối: xm ≤ +(k 0,5)i x≤ n
Số giá trị k Z∈ là số vân sáng (vân tối) cần tìm
Lưu ý: M và N cùng phía với vân trung tâm thì x và 1 x cùng dấu; M và N khác phía với vân trung2tâm thì x và 1 x khác dấu.2
• Đặt bản mỏng trước khe Young
Nếu ta đặt trước khe S một bản thủy tinh có chiều dày e, chiết suất n Hệ vân bị lệch một đoạn1
Trang 16Tịnh tiến nguồn sáng S theo phương S S về phía 1 2 S một đoạn y thì hệ thông vân giao thoa di chuyển1
theo chiều ngược lại đoạn 0
y.Dx
d
=
Với d là khoảng cách từ nguồn S đến mặt phẳng chưa hai khe S ; 1 S2
Dạng 2: GIAO THOA VỚI ÁNH SÁNG
• Bề rộng quang phổ liên tục bậc k: hay khoảng cách giữa vân tím bậc k đến vân đỏ bậc k
• Tìm những bức xạ cho vân sáng (tối) tại M có tọa độ x :M
- Tại M những bức xạ cho vân sáng khi: M
M
a.xD
λ
Kết hợp với λ ≤ λ ≤ λtđ ta tìm được các giá trị của k (với k Z∈ )
Thay k vào (1) để xác định các bức xạ λ cho vân sáng tại M
a.xD
Kết hợp với λ ≤ λ ≤ λtđ ta tìm được các giá trị của k (với k Z∈ )
Thay k vào (2) để xác định các bức xạ λ cho vân tối tại M
Cách khác:
Dùng máy tính bấm MODE 7 ; nhập hàm f (x) (1)= hoặc (2) heo ẩn x = k; cho chạy nghiệm từ
START 0 đến END 20 chọn STEP 1 (vì k nguyên), nhận nghiệm f (x) trong khoảng λ ≤ λ ≤ λtđ
Dạng 3: GIAO THOA VỚI NHIỀU ÁNH SÁNG ĐƠN SẮC
Chú ý: Hiện tượng giao thoa ánh sáng của 2 khe thứ cấp S , 1 S chỉ xảy ra nếu ánh sáng có cùng2bước sóng và cùng xuất phát từ 1 nguồn sáng sơ cấp điều đó có nghĩa là:
∗ Hai ngọn đèn dù giống hệt nhau cũng không thể giao thoa nhau do ánh sáng từ 2 ngọn đèn không
thể cùng pha
∗ Khi bài toán cho giao thoa với nhiều bức xạ ta phải hiểu đó là hiện tượng giao thoa của từng bức
xạ riêng biệt, chứ không phải giao thoa giữa các bức xạ với nhau vì các bực xạ có bước sóng khác nhaukhông thể giao thoa nhau
∗ Khi nguồn S phát ra hai ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ1 và λ2:
+ Trên màn có hai hệ vân giao thoa ứng với ánh sáng có bước sóng λ1 và bước sóng λ2
Trang 17+ Ở vị trí trung tâm hai vân sáng trùng nhau do xS1 =xS1=0
+ Tại các vị trí M, N thì hai vân lại trùng nhau khi xS1 =xS1⇒ λ = λk1 1 k2 2: Màu vân sángtại M, N giống màu vân sáng tại O
a) Khoảng vân trùng (khoảng cách nhỏ nhất giữa hai vân cùng màu với vân trung tâm)
∗ 2 bức xạ: i12 =BCNN(i ,i )1 2 Cách tìm: lấy 1
2
i
i bằng phân số tối giản, rồi suy ra i12 =b.i1=a.i2
∗ 3 bức xạ: i123=BCNN(i ,i ,i )1 2 3 Thực hiện thao tác tương tự giữa i và 12 i3→i123
b) Số vân sáng trùng nhau và số vân sáng quan sát được của 2 bức xạ trên toàn bộ trường giao thoa L và trên đoạn MN (xM <xN)
Do đã trùng N≡vạch nên số vân sáng quan sát được là N (N= 1+N ) N2 − ≡
Với (N1+N )2 là tổng số vân sáng của cả hai bức xạ
c) Số vân tối trùng nhau và số vân tối quan sát được của 2 bức xạ trên toàn bộ trường giao thoa L và trên đoạn MN (xM <xN)
d) Số vị trí trùng nhau giữa 1 vân sáng và 1 vân tối của 2 bức xạ trên toàn bộ trường giao thoa
L và trên đoạn MN (x <x )
Trang 18+ Vị trí của vân sáng của bức xạ 1 trùng với vân tối của bức xạ 2:
+ Vị trí của vân sáng của bức xạ 2 trùng với vân tối của bức xạ 1:
= + = ⇒ q(k1+0,5) pk= 2 Bài toán này chỉ có nghiệm khi q là số nguyên chẵn
CÁC VÍ DỤ ĐIỂN HÌNH
Ví dụ 1: Thực hiện thí nghiệm Y-âng với ánh sáng có bước sóng λ =0,6 mµ Biết khoảng cách từ mặtphẳng chứa S , 1 S tới màn là D = 2m, khoảng cách giữa hai khe hẹp 2 S , 1 S là 3mm Hãy xác định2khoảng vân giao thoa thu được trên màn?
Trang 19⇒ Chọn đáp án B
Ví dụ 4: Thực hiện giao thoa Y-âng với ánh ánh sáng có bước sóng là λ thì trên màn thu được khoảng vân
có độ lớn là i Hãy xác định khoảng cách từ vân sáng thứ 2 đến vân sáng thứ 5 khác phía?
Giải
Giả sử vân sáng thứ 2 là vân sáng bên dương: ∆ =x2 2i
Như vậy vân sáng 5 là vân sáng bên âm: ∆ = −x5 5i
⇒ Khoảng cách giữa chúng là: x 2i ( 5i) 7i∆ = − − =
⇒Chọn đáp án D
Ví dụ 5: Thực hiện giao thoa Y-âng với 3 ánh sáng đơn sắc λ =1 0, 4 mµ , λ =2 0,5 mµ , λ =3 0, 6 mµ Tại vị trí
M có hiệu khoảng cách d1−d2 =1, 2 mµ có mấy bức xạ cho vân sáng?
Giải
Vị trí cho vân sáng là d k.∆ = λ
- Với ánh sáng 1: ∆ = λd 3 ⇒ Cho vân sáng
- Với ánh sáng 2: d 2, 4.∆ = λ ⇒ Không cho vân sáng
- Với áng sáng 3: d 2.∆ = λ ⇒ Cho vân sáng
Như vậy tại M có 2 bức xạ cho vân sáng
Trang 20Vị trí vân sáng bậc 3 của tia đỏ là đ
Trang 21Như vậy ba bức xạ trùng nhau tại k1 =5.3 15; k= 2 =4.3 12; k= 3 =2.5 10=
⇒ Chọn đáp án D
Ví dụ 10: Thực hiện giao thoa Y-âng với ánh sáng trắng có bước sóng từ 0,38 mµ đến 0, 76 mµ Khoảngcách giữa hai khe hẹp S S là 2mm, mặt phẳng chứa hai khe 1 2 S S cách màn M một đoạn là 3m Hỏi tại vị1 2trí x 4mm= có bao nhiêu bức xạ cùng cho vân sáng tại đây?
λ λ Thay số vào tìm k, với k Z∈
Ví dụ 11: Thực hiện giao thoa Y-âng với ánh sáng đơn sắc λ, ta thấy khoảng cách liên tiếp giữa 5 vânsáng là 2mm Hỏi trên miền giao thoa trường có L 1cm= có bao nhiêu vân sáng, bao nhiêu vân tối?
A 20 vân sáng, 20 vân tối B 20 vân sáng, 21 vân tối
C 21 vân sáng, 21 vân tối D 21 vân sáng, 20 vân tối
Giải
xx
II BÀI TẬP
A KHỞI ĐỘNG: NHẬN BIẾT
Bài 1: Trong thí nghiệm Y-âng, ánh sáng được dùng là ánh sáng đơn sắc có λ =0,52 mµ Khi thay ánh
sáng trên bằng ánh sáng đơn sắc có bước sóng 'λ thì khoảng vân tăng 1,2 lần Bước sóng 'λ bằng
Trang 22A 0, 624 mµ B 4 mµ C 6, 2 mµ D 0, 4 mµ
Bài 2: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng với ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,55 mµ ,
khoảng cách giữa hai khe là 1mm, khoảng cách từ hai khe tới màn là 2m Bề rộng vùng giao thoa trênmàn là 1,7cm Số vân snags và vân tối trong vùng giao thoa là:
A 15 vân sáng và 14 vân tối B 17 vân sáng và 18 vân tối
C 15 vân sáng và 16 vân tối D 16 vân sáng và 15 vân tối
Bài 3: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, các khe S S được chiếu bởi ánh sáng đơn sắc.1 2Khoảng cách giữa mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là D 2m= Dùng bức xạ đơn sắc có bướcsóng λ =0,6 mµ Tại M cách vân trung tâm 1,8mm thu được vân có tính chất gì?
A Vân tối thứ 4 B Vân sáng thứ 9 C Vân sáng thứ 4 D Vân tối thứ 5
Bài 4: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh snags, hai khe Y-âng cách nhau 2mm, hình ảnh giao thoa
được hứng trên màn ảnh cách hai khe 1m Sử dung ánh sáng đơn sắc có bước sóng λm khoảng vân đođược là 0,2mm Thay bức xạ trên bằng bức xạ có bước sóng 'λ > λ thì tại vị trí của vân sáng thứ 3 củabức xạ λ có một vân sáng của bức xạ 'λ Bức xạ 'λ có giá trị nào dưới đây
A λ =0,52 mµ B λ =0,58 mµ C λ =0, 48 mµ D λ =0,6 mµ
Bài 5: Thực hiện thí nghiệm giao thoa ánh sáng bằng khe Y-âng với ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ.Người ta đo được khoảng cách giữa một vân tối đến vân sáng nằm ngay cạnh nó là 1mm Trong khoảnggiữa hai điểm M, N trên màn và ở hai bên so với vân trung tâm, cách vân trung tâm lần lượt là 5,9mm và7,1mm có số vân sáng là:
Bài 6: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, bước sóng của ánh sáng đơn sắc là 0,5 mµ , khoảngcách giữa hai khe là 1,2mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe tới màn 3m Hai điểm MN trên mànnằm cùng phía với vân trung tâm, cách vân trung tâm lần lượt là 0,4cm và 1,8cm Số vân sáng giữa M, Nlà:
Bài 7: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng với khe Young Khoảng cách giữa hai khe là 1mm, khoảng
cách từ hai khe đến màn là 2,5m Trên màn, người ta đo khoảng cách từ vân sáng bậc 3 bên trái đến vânsáng bậc 3 bên phải so với vân trung tâm là 9mm Bước sóng dùng trong thí nghiệm là:
Bài 8: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, tại điểm trên màn cách vân chính giữa 5,4mm có
vân tối thứ 5 tính từ vân chính giữa Ánh sáng đơn sắc dùng trong thí nghiệm có tần số 14
5.10 Hz Cho8
c 3.10 m / s= Khoảng cách từ màn quan sát đến mặt phẳng chứa hai khe là D 2, 4m= Khoảng cáchgiữa hai khe là:
Trang 23Bài 9: Trong một thí nghiêm giao thoa ánh sáng Y-âng với ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ =0, 48 mµ ,trên màn quan sát, người ta đếm được trên bề rộng MN có 13 vân sáng mà tại M và N là hai vân sáng.Giữ nguyên điều kiện thí nghiệm, ta thay nguồn sáng đơn sắc có bước sóng λ1 bằng ánh sáng đơn sắc vớibước sóng λ =2 0,64 mµ thì M và N bây giờ là 2 vân tối, số vân sáng trong miền đó là:
Bài 10: Thực hiện giao thoa khe Y-âng với nguồn ánh sáng có bước sóng λ, khoảng cách giữa hai khe tớimàn D trong môi trường không khí thì khoảng vân là i Khi chuyển toàn bộ thí nghiệm vào trong nước, cóchiết suất là 4/3 thì để khoảng vân không đổi phải dời màn quan sát ra xa hay lại gần một khoảng baonhiêu?
A Ra xa thêm D/3 B Lại gần thêm D/3 C Ra xa thêm 3D/4 D Lại gần thêm 3D/4
B TĂNG TỐC: THÔNG HIỂU
Bài 1: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng với khe Y-âng, khoảng cách giữa hai khe S ,S1 2 =1mm,khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe S S đồng thời hai bức xạ có bước sóng 1 2 λ =1 0,6 mµ và bước sóng2
λ Trong khoảng rộng L 2, 4cm= trên màn, đếm được 33 vạch sáng, trong đó có 5 vạch là kết quả trùngnhau của hai hệ vân, biết 2 trong 5 vạch trùng nhau nằm ngoài cùng của trường giao thoa, bước sóng λ2là
A λ =0,65 mµ B λ =0, 45 mµ C λ =0,75 mµ D λ =0,55 mµ
Bài 2: Thí nghiệm giao thoa ánh sáng với 2 đơn sắc λ =1 0,6 mµ và đơn sắc λ2, quan sát phần dương củatrường giao thoa ta thấy vân tối thứ 5 của hệ vân λ1 trùng với vân sáng thứ 5 của hệ vân λ2 Bước sóng2
Bài 4: Thực hiện giao thoa với khe Young, khoảng cách giữa hai khe bằng 1,5mm, khoảng cách từ mặt
phẳng chứa hai khe đến màn quan sát bằng 2m Hai khe được rọi đồng thời bằng các bức xạ đơn sắc cóbước sóng lần lượt là λ =1 0, 48 mµ và λ =2 0,64 mµ Xác định khoảng cách nhỏ nhất giữa vân sáng trungtâm và vân sáng cùng màu với vân sáng trung tâm?
Bài 5: Trong thí nghiêm Y-âng về giao thoa ánh sáng, nguồn sáng phát đồng thời hai bức xạ đơn sắc, có
bước sóng lần lượt là 720nm và 450nm Hỏi trên màn quan sát, giữa hai vân sáng gần nhau nhất và cùng
Trang 24A 0, 4 mµ B 0, 45 mµ C 0, 72 mµ D 0,54 mµ
Bài 7: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, nguồn sáng phát đồng thời hai bức xạ đơn sắc,
trong đó bức xạ màu đỏ có bước sóng 720nm và bức xạ màu tím có bước sóng λt (có giá trị trong khoảng
từ 380nm đến 440nm) Trên màn quan sát, giữa hai vân sáng gần nhau nhất và cùng màu với vân sángtrung tâm có 11 vân sáng màu tím Giá trị của λt là:
Bài 8: Trong thí nghiệm Y-âng về hiện tượng giao thoa ánh sáng, biết a 0,5mm= , D 1m= Khe S phát rađồng thời hai bức xạ đơn sắc có bước sóng λ =1 0, 4 mµ , λ =2 0,5 mµ Biết hai điểm M và N nằm hai bênvân sáng trung tâm, cách vân sáng trung tâm lần lượt những khoảng 5mm và 20mm Số vân sáng quan sátđược nằm từ điểm M đến điểm N là:
Bài 9: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe hẹp F F là 1mm Nguồn1 2sáng điểm phát ra đồng thời một bức xạ λ =1 600nmvà λ =2 500nm Khoảng cách từ mặt phẳng chưa haikhe hẹp đến màn quan sát là 2,4m Xét hai điểm M, N trên màn về cùng một phía vân trung tâm, biếtkhoảng cách tới vân trung tâm là 1,5cm và 3,7cm Trên đoạn MN có bao nhiêu vân sáng trùng nhau?
Bài 10: Một nguồn sáng điểm nằm cách đều hai khe Y-âng và phát ra đồng thời hai bức xạ đơn sắc có
bước sóng λ =1 0,6 mµ và bước sóng λ2 chưa biết Khoảng cách giữa hai khe là a 0, 2mm= , khoảng cách
từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn D 1m= Trong khoảng rộng L 2, 4cm= trên màn, đếm được 17 vạch
sáng, trong đó có 3 vạch là kết quả trùng nhau của hai hệ vân Tính λ2, biết hai trong ba vạch trùng nhaunằm ngoài cùng của khoảng L?
A 0,12 mµ B 0,8 mµ C 0, 24 mµ D 0, 48 mµ
Bài 11: Trong thí nghiệm Y-âng khoảng cách giữa hai khe là 0,5mm, màn ảnh cách hai khe 2m Khi
nguồn sáng phát bức xạ λ1 thì trên đoạn MN 1,68cm= trên màn người ta đếm được 8 vân sáng, tại cácđiểm M, N là 2 vân sáng Khi cho nguồn phát đồng thời hai bức xạ: bức xạ λ1 ở trên và bức xạ có bước
Trang 25sóng λ =2 0, 4 mµ thì khoảng cách ngắn nhất giữa các vị trí trên màn có 2 vân sáng của hai bức xạ trùngnhau là
Bài 12: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng của Y-âng khoảng cách giữa hai khe là a 1,5mm= , khoảngcách từ mặt phẳng chứa 2 khe đến màn quan sát là D 3m= Người ta dùng một nguồn phát hai ánh snagsđơn sắc: màu tím có bước sóng λ =1 0, 4 mµ và màu vàng có bước sóng λ =2 0,6 mµ Bề rộng vùng giao
thoa là 1cm Số vân sáng quan sát được là:
Bài 13: Chiếu đồng thời hai bức xạ đơn sắc có bước sóng λ =1 0,75 mµ vàλ =2 0,5 mµ vào hai khe Y-ângcách nhau a 0,8mm= Khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn D 1, 2m= Trong vùng giaothoa rộng 60mm, số vân sáng có màu giống màu của vân sáng trung tâm (kể cả vân trung tâm) là
Bài 14: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng a 2mm= , D 3m= và nguồn sáng phát ra hai bức
xạ có bước sóng λ =1 0, 4 mµ và λ =2 0,5 mµ Xét trên bề rộng L 1,68cm= đối xứng nhau qua vân trungtâm có bao nhiêu vân sáng cùng màu với vân trung tâm, kể cả vân trung tâm?
Bài 17: Trong thí nghiệm giao thoa Y-âng, chiếu vào hai khe đồng thời hai bức xạ: bức xạ đỏ có bước
sóng λ =1 640nmvà bức xạ lục có bước sóng λ =2 560nm Giữa vân trung tâm và vân sáng cùng màu kề
nó có:
A 7 vân đỏ và 6 vân lục B 8 vân đỏ và 7 vân lục
C 6 vân đỏ và 7 vân lục D 7 vân đỏ và 8 vân lục
Bài 18: Trong thí nghiệm về giao thoa ánh sáng Y-âng Nếu làm thí nghiệm với ánh sáng đơn sắc có bước
sóng λ =1 0,6 mµ thì trên màn quan sát, ta thấy có 6 vân sáng liên tiếp trải dài trên bề rộng 9mm Nếu làm
Trang 26thí nghiệm với ánh sáng hỗn tạp gồm hai bức xạ có bước sóng λ1 và λ2 thì người ta thấy: từ một điểm Mtrên màn đến vân sáng trung tâm có 3 vân sáng cùng màu với vân sáng trung tâm và tại M là một trong 3vân đó Biết M cách vân trung tâm 10,8mm, bước sóng của bức xạ λ2 là:
A 0,38 mµ B 0, 4 mµ C 0, 76 mµ D 0, 65 mµ
Bài 19: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng của Y-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 đơnsắc có bước sóng λ =1 0,64 mµ và λ =2 0, 48 mµ Khoảng cách từ vân sáng trung tâm đến vân sáng cùngmàu với nó và gần nó nhất là:
Bài 20: Chiếu đồng thời hai bức xạ đơn sắc có bước sóng 0, 4 mµ và 0, 48 mµ vào hai khe của thí nghiệmY-âng Biết khoảng cách giữa hai khe là 1,2mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe tới màn là 3m.Khoảng cách ngắn nhất giữa hai vị trí có màu cùng màu với vân sáng trung tâm là:
Bài 21: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng của Y-âng, khoảng cách giữa hai khe S ,S là a 2mm1 2 = ,khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe tới màn quan sát là D 1, 2m= Chiếu đồng thời hai bức xạ đơnsắc có bước sóng λ =1 640nmvà λ =2 0, 480 mµ vào hai khe thì thấy trên màn có những vị trí tại đó vânsáng của hai bức xạ trùng nhau, gọi là vân trùng Khoảng cách nhỏ nhất giữa hai vân trùng là:
A 1,152 (mm) B 1,050 (mm) C 1,060 (mm) D 1,250 (mm)
Bài 22: Trong thí nghiệm Y-âng, khoảng cách giữa hai khe là 1mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa 2 khe
đến màn là 2m Chiếu vào hai khe ánh sáng hỗn tạp gồm hai bức xạ có λ =1 0,76 mµ và λ2, người ta thấyvân sáng bậc 3 của bức xạ λ2 trùng với vân sáng bậc 2 của bức xạ λ1 Tìm λ2?
A λ =2 0, 43 mµ B λ =2 0,51 mµ C λ =2 0,61 mµ D λ =2 0, 47 mµ
Bài 23: Một nguồn sáng phát ra đồng thời hai ánh sáng đơn sắc màu đỏ có bước sóng bằng 0, 76 mµ và
bức xạ màu cam có bước sóng λ2 chiếu vào khe Y-âng Trên màn người ta quan sát thấy giữa vân sángcùng màu và gần nhất so với vân trung tâm có 8 vân màu cam Bước sóng của bức xạ λ2 là:
A 0, 64 mµ B 0, 62 mµ C 0,59 mµ D 0, 72 mµ
Bài 24: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe S ,S cách nhau 1mm, khoảng cách từ1 2mặt phẳng chứa hai khe tới màn quan sát bằng 2m Chiếu sáng hai khe S ,S bằng hai bức xạ đơn sắc có1 2bước sóng λ =1 0,72 mµ và λ2, thì thấy vân sáng bậc 3 của bức xạ λ2trùng với vân sáng bậc 2 của bức xạ1
λ , Khoảng vân i có giá trị:1
Trang 27Bài 25: Trong thí nghiệm Y-âng hai khe cách nhau 0,9mm và cách màn là 1,8m Chiếu đồng thời hai bức
xạ đơn sắc λ =1 0,6 mµ và λ =1 0, 45 mµ vào hai khe Y-âng Trên bề rộng vùng giao thoa là 10mm (vântrung tâm nằm giữa bề rộng) thì hai vân sáng có màu giống màu của vân sáng trung tâm xa nhất cáchnhau bao nhiêu?
Bài 26: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe là 0,5mm, khoảng cách
từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 2m Nguồn sáng dùng trong thí nghiệm gồm hai bức xạ
1 450nm
λ = và λ =2 600nm Trên màn quan sát, gọi M, N là hai điểm ở cùng một phía so với vân trungtâm và cách vân trung tâm lần lượt là 5,5mm và 22mm Trên đoạn MN, số vị trí vân sáng trùng nhau củahai bức xạ là:
Bài 27: Trong thí nghiệm của Young có khoảng cách giữa hai khe S ,S là 1,5mm, khoảng cách từ một1 2khe đến màn quan sát E là 3m Chiếu đồng thời hai ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ =1 0, 4 mµ (màutím) và λ =1 0,6 mµ (màu vàng) thì thấy trên màn E xuất hiện một số vân sáng màu lục Khoảng cách gầnnhất giữa hai vân màu lục là:
A x 0,6mm∆ = B x 1, 2mm∆ = C x 1,8mm∆ = D x 2, 4mm∆ =
Bài 28: Trong thí nghiệm giao thoa dùng khe Y-âng có khoảng cách từ màn ảnh đến mặt phẳng chứa hai
khe là D 2,5m= , khoảng cách giữa hai khe là a 2,5mm= Chiếu đồng thời hai ánh sáng đơn sắc có bướcsóng λ =1 0, 48 mµ và λ =2 0,64 mµ thì vân sáng cùng màu với vân trung tâm và gần nhất cách vân trungtâm:
Bài 29: Trong giao thoa ánh sáng bằng khe Y-âng biết hai khe cách nhau 0,7mm và có cùng khoảng cách
đến màn quan sát là 2,1m Chiếu sáng hai khe bởi ánh sáng gồm hai thành phần đơn sắc có bước sóng
1 0, 42 m
λ = µ và λ2 Người ta thấy khoảng cách từ vân trung tâm đến vân sáng cùng màu với nó và gầnnhất là 5,04mm Bước sóng λ2 bằng:
A 0,73 mµ B 0, 42 mµ C 0, 64 mµ D 0,56 mµ
Bài 30: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng với khe Y-âng, khoảng cách giữa hai khe là 2mm, khoảng
cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 1,6m Chiếu sáng hai khe bằng ánh sáng hỗn hợpgồm hai ánh sáng đơn sắc có bước sóng 450nm và 600nm thì thu được hệ vân giao thoa trên màn Biếtvân sáng chính giữa (trung tâm) ứng với hai bức xạ trên trùng nhau Khoảng cách từ vân chính giữa đếnvân gần nhất cùng màu với vân chính giữa là bao nhiêu? Trong khoảng đó, trong số có bao nhiêu vânsáng quan sát được (kể cả vân trung tâm và vân ở mép)?
A 14,4mm; 5 vân B 7,2mm; 6 vân C 1,44mm; 9 vân D 1,44mm; 7 vân
Trang 28Bài 31: Trong thí nghiệm giao thoa Y-âng, thực hiện đồng thời với hai bức xạ có bước sóng 640nm (màu
đỏ) và 560nm (màu lục) Giữa hai vân sáng gần nhau nhất và cùng màu với vân trung tâm có bao nhiêu bịtrí cực đại giao thoa của bức xạ màu đỏ, màu lục:
A 6 đỏ và 7 lục B 7 đỏ và 6 lục C 7 đỏ và 8 lục D 8 đỏ và 7 lục
Bài 32: Trong thí nghiệm giao thoa Y-âng thực hiện đồng thời hai bức xạ đơn sắc với khoảng vân trên
màn ảnh thu được lần lượt là i1=0,3mmvà i2 =0, 4mm Trên màn quan sát, gọi M và N là hai điểm ởcùng một phía so với vân trung tâm và cách vân trung tâm lần lượt là 2,25mm và 6,75mm Trên đoạn
MN, số vị trí mà vân sáng hệ 1 trùng vân tối hệ 2 là:
Bài 33: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe là 1mm, khoảng cách từ
mặt phẳng chứa hai khe đến màn là 2m Chiếu đồng thời hai bức xạ đơn sắc có λ =1 0, 4 mµ và
2 0,5 m
λ = µ Cho bề rộng cùng giao thoa trên màn là 9mm Số vị trí vân sáng trùng nhau trên màn của haibức xạ là:
Bài 34: Thực hiện thí nghiệm giao thoa khe Young đồng thời với hai ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ1
và λ2 Biết λ =1 520nmvà 620nm< λ <2 740nm Trong khoảng giữa hai vân sáng liên tiếp cùng màu vớivân trung tâm người ta đếm được 12 vân sáng của λ1 Bước sóng λ2 có giá trị nào trong các giá trị sau:
C BỨT PHÁ: VẬN DỤNG
Bài 1: Chiếu ánh sáng trắng có bước sóng từ 0,38 mµ đến 0, 76 mµ vào khe hẹp S trong thí nghiệmYoung Biết khoảng cách giữa hai khe là 1mm, khoảng cách giữa hai khe tới màn là 3m Số bức xạ chovân sáng tại vị trí cách vân trung tâm 1cm là:
Bài 2: Trong thí nghiệm giao thoa của Y-âng, khoảng cách giữa hai khe là 1mm, khoảng cách từ mặt
phẳng chứa hai khe đến màn là 1m Nguồn sáng phát ra ánh sáng trắng có bước sóng nằm trong khoảng
từ 0,38 mµ đến 0, 76 mµ Tại điểm M cách vân trung tâm 4mm có mấy bức xạ cho vân sáng tại đó?
Bài 3: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe là: a 1, 2mm= ; khoảngcách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát D 2m= Chiếu ánh sáng trắng ( 0,38 mµ ≤ λ≤ 0,76 mµ )vào hai khe Tại điểm M trên màn quan sát cách vân sáng trung tâm 4mm có những bức xạ đơn sắc nàocho vân sáng trùng nhau?
A 0, 60 mµ ; 0, 48 mµ và 0, 40 mµ
B 0, 60 mµ ; 0,38 mµ và 0,50 m.µ
Trang 29C 0, 76 mµ ; 0, 48 mµ và 0, 64 mµ
D 0, 60 mµ ; 0, 48 mµ và 0, 76 mµ .
Bài 4: : Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe Y-âng cách nhau 2mm, hình ảnh giao thoa
được hứng trên màn ảnh cách khe 2m Sử dụng ánh sáng trắng có bước sóng từ 0, 40 mµ đến 0, 75 mµ Trên màn thu được các dải quang phổ Bề rộng của dải quang phổ ngay sát vạch sáng trắng trung tâm là:
Bài 5: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe là 1mm; khoảng cách từ
mặt phẳng chứa hai khe đến màn là 2m Chiếu vào hai khe sáng đó ánh sáng trắng có bước sóng từ380nm đến 760nm thì có bao nhiêu loại ánh sáng đơn sắc cho vân sáng tại điểm M cách vân trung tâm5mm?
Bài 6: Trong thí nghiệm Y-âng, các khe được chiếu sáng bằng ánh sáng trắng có bước sóng từ 0,38 mµ
đến 0, 76 mµ Khoảng cách giữa hai khe là 0,5mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn là2m Độ rộng quang phổ bậc 2 quan sát được trên màn là
Bài 7: Trong thí nghiệm về giao thoa ánh sáng khe Y-âng, khoảng cách giữa hai khe a 2mm= Khoảngcách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát D 2m= Nguồn S phát ánh sáng trắng có bước sóng từ0,38 mµ đến 0, 76 mµ Vùng trùng nhau giữa quang phổ bậc 2 và quang phổ bậc 3 có bề rộng là
Bài 8: Chiếu ánh sáng trắng có bước sóng trong khoảng (0,38 0, 76) m÷ µ vào hai khe trong thí nghiệm Y-âng Tại vị trí ứng với vân sáng bậc bốn của ánh sáng vàng có bước sóng 0, 6 mµ còn có vân sáng củanhững bức xạ có bước sóng nào sau đây
A 0, 4 mµ ; 0, 48 mµ B 0, 4 mµ ; 0,54 mµ
C 0, 48 mµ ; 0, 64 mµ D 0, 42 mµ ; 0, 64 mµ
Bài 9: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe hẹp bằng 1mm và
khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn là 2m Chiếu sáng hai khe bằng một ánh sáng trắng cóbước sóng từ 0,38 mµ đến 0, 76 mµ , khi đó tại điểm M trên màn quan sát cách vân sáng trung tâm 7,2mm
có bao nhiêu tia sáng đơn sắc cho vân tối?
Trang 30Bài 10: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe là 2mm, khoảng cách từ
2 khe đến màn là 2m Nguồn S phát ra ánh sáng trắng có bước sóng từ 0,38 mµ đến 0, 76 mµ Vùng phủnhau giữa quang phổ bậc 4 và bậc 3 có bề rộng là:
Bài 11: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe là 2mm , khoảng cách
từ mặt phẳng chứa 2 khe đến màn là 1,2m Nguồn S phát ra ánh sáng trắng có bước sóng từ 0, 4 mµ đến
0, 76 mµ Tần số lớn nhất của bức xạ cho vân sáng tại điểm M trên màn cách vân trung tâm một khoảng2,5 mm là:
Bài 12: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng, với ánh sáng trắng ( 0,38 m µ ≤λ ≤0,76 mµ ), hai khe cáchnhau 0,8 mm Khoảng cách từ mặt phẳng chứa 2 khe đến màn là 2m Tại vị trí cách vân sáng trung tâm3mm có những vân sáng của bức xạ:
A λ =1 0, 48 m;µ λ =2 0,56 mµ
B λ =1 0, 40 m;µ λ =2 0,60 mµ
C λ =1 0, 45 m;µ λ =2 0,62 mµ
D λ =1 0, 47 m;µ λ =2 0,64 mµ
Bài 13: Trong thí nghiệm giao thoa với khe Y-âng, khe S được chiếu sáng bằng chúm sáng trắng (
0, 40 m µ ≤λ ≤0,76 mµ ) Bề rộng quang phổ bậc 1 trên màn lúc đầu đo được là 0,72 mm Khi dịch chuyểnmàn ra xa hai khe thêm 60 cm thì bề rộng quang phổ bậc 1 trên màn đó là 0,90 mm Khoảng cách giữahai khe S ,S là1 2
Trang 31Bài 15: Trong thí nghiệm Y-âng bằng ánh sáng trắng có bước sóng từ 0,38 mµ đến 0, 76 mµ , khoảng cách
từ hai nguồn đến màn là 2m, khoảng cách giữa hai nguồn là 2mm Số bức xạ cho vân sáng tại M cách vântrung tâm 3,5mm là:
Bài 16: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng: khoảng cách giữa 2 khe là 2mm, khoảng cách từ
mặt phẳng chứa 2 khe đến màn là 1,5 m Nguồn S phát ra ánh sáng trắng có bước sóng từ 380nm đến760nm Vùng chồng lên nhau giữa quang phổ ánh sáng trắng bậc hai và bậc ba trên màn có bề rộng là:
Bài 17: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe là 2 mm; khoảng cách
từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 1,2 m Nguồn S phát ra ánh sáng trắng có bước sóng từ
0, 4 mµ đến 0, 76 mµ Bước sóng lớn nhất của bức xạ cho vân sáng tại điểm M trên màn cách vân trungtâm một khoảng 1,95 mm là:
D VỀ ĐÍCH: VẬN DỤNG CAO
Bài 1: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, nguồn S phát ra ba ánh sáng đơn sắc :
( )
1 tím =0, 42 mµ
λ ; λ2( )luc =0,56 mµ ; λ3(đỏ) 0,70 m= µ Giữa hai vân sáng liên tiếp có màu giốngnhau như màu của vân trung tâm có 14 vân màu lục Số vân tím và vân màu đỏ nằm giữa hai vân sángliên tiếp kế trên là:
A 19 vân tím, 11 vân đỏ
B 20 vân tím, 12 vân đỏ
C 20 vân tím, 11 vân đỏ
D 17 vân tím, 10 vân đỏ
Bài 2: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, khe hẹp S phát ra đồng thời ba bức xạ đơn sắc có
bước sóng là : λ =1 0, 42 mµ ; λ =2 0,56 mµ ; λ =3 0, 63 mµ Trên màn, trong khoảng giữa hai vân sáng liêntiếp có màu giống màu vân trung tâm, nếu hai vân sáng của hai bức xạ trùng nhau ta chỉ tính là một vânsáng thì số vân sáng quan sát được là:
Bài 3: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng bằng khe Y-âng Khoảng cách giữa 2 khe kết hợp là
a 1mm= , khoảng cách từ mặt phẳng chứa 2 khe đến màn là D 50 cm= Ánh sáng sử dụng gồm ba bức
Trang 32xạ có bước sóng : λ =1 0,64 mµ ; λ =2 0,6 mµ ; λ =3 0, 48 mµ Trong khoảng giữa hai vân trùng màu vớivân trung tâm liên tiếp có bao nhiêu vạch đơn sắc?
Bài 4: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng bằng khe Yuong, ánh sáng sử dụng gồm 3 bức xạ đỏ, lục, lam
có bước sóng lần lượt là: λ =1 0,64 mµ ; λ =2 0,54 mµ ; λ =3 0, 48 mµ Vân sáng đầu tiên kể từ vân sángtrung tâm có cùng màu với vân sáng trung tâm ứng với vân sáng bậc mấy của vân sáng màu lục?
Bài 5: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng: a 2mm= ; D 4m= Thực hiện giao thoa đồng thời
3 đơn sắc λ =1 0, 45 mµ ; λ =2 0,6 mµ ; λ =3 0, 75 mµ Khi đó, vị trí mà 3 vân sáng trùng nhau đầu tiêncách vân sáng trung tâm một khoảng bằng bao nhiêu?
Bài 6: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng Y-âng, hai khe cách nhau a 0,5mm= , khoảng cách từ mặtphẳng chứa 2 khe đến màn D 2m= Nguồn S phát ra đồng thời ba ánh sáng đơn sắc có bước sóng lầnlượt là λ =1 0, 4 mµ ; λ =2 0,5 mµ ; λ =3 0, 6 mµ chiếu vào hai khe S ,S Trên màn, ta thu được một giao1 2thoa trường có bề rộng 20 cm (vân sáng trung tâm ở chính giữa giao thoa trường) Hỏi trên màn quan sát
có tổng cộng bao nhiêu vân sáng cùng màu với vân sáng chính giữa của trường giao thoa (kể cả vân sángchính giữa)?
Bài 7: Chiếu đồng thời ba bức xạ đơn sắc λ =1 0, 4 mµ ; λ =2 0,52 mµ ; λ =3 0, 6 mµ vào hai khe của thínghiệm Y-âng Biết khoảng cách giữa hai khe là 1mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe tới màn là2m Khoảng cách gần nhất giữa hai vị trí có màu cùng màu với vân sáng trung tâm là:
Bài 8: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng với khe Y-âng, khoảng cách giữa hai khe: a 1mm= , khoảngcách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát D 2m= Chiếu vào 2 khe đồng thời hai bức xạ có bướcsóng λ =1 0,6 mµ và λ2 Trong khoảng rộng L 2, 4cm= trên màn đếm được 33 vân sáng, trong đó có 5vân sáng là kết quả trùng nhau của hai hệ vân Tính λ2? Biết hai trong năm vân sáng trùng nhau nằm ởngoài cùng của trường giao thoa
Trang 33C 0, 45 mµ D 0, 75 mµ
Bài 9: Trong thí nghiệm giao thoa khe Yuong, khe s phát ra đồng thời 3 ánh sáng đơn sắc, có bước sóng
tương ứng là: λ =1 0, 4 mµ ; λ =2 0, 48 mµ ; λ =3 0, 64 mµ Trên màn, trong khoảng giữa hai vân sáng liêntiếp có màu trùng với vân trung tâm, quan sát thấy số vân sáng không phải đơn sắc là:
Bài 12: : Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng bằng khe Young, khoảng cách giữa 2 khe kết hợp là
a 1,5mm= , khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe tới màn là D 1,5m= , ánh sáng sử dụng gồm 3 bức
xạ có bước sóng λ =1 0, 4 mµ ; λ =2 0,56 mµ ; λ =3 0, 6 mµ Bề rộng miền giao thoa là 4 cm, ở giữa là vânsáng trung tâm, số vân sáng cùng màu với vân sáng trung tâm quan sát được là (không kể vân trung tâm):
III HƯỚNG DẪN GIẢI
A KHỞI ĐỘNG: NHẬN BIẾT
Bài 1: Chọn đáp án A
Bài 2: Chọn đáp án C
Bài 3: Chọn đáp án D
Trang 38Tần số lớn nhất cho vân sáng tại M là: f = = c 7, 2.1014( )Hz