Vật lý lớp 12: Đề thi 3 bài toán vân trùng nhau

Trên màn hứng vân giao thoa, trong đoạn giữa 3 vân sáng liên tiếp cùng màu với vân trung tâm có số vân đỏ và lam là : A.. Trong vùng giao thoa quan sát được trên màn, ở thời điểm t = 0,

Trang 1

1 >>Truy cập trang http://tuyensinh247.com/ để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn – Anh –

Sử - Địa -GDCD tốt nhất!

Câu 1: (VD) Trong thí nghiệm Yang về giao thoa ánh sáng, khe S được chiếu đồng thời hai ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ1 = 0,48µm và λ2 là ánh sáng đơn sắc màu cam (có dải bước sóng từ 0,59 μm đến 0,65 μm) Trên màn quan sát, giữa hai vân sáng liên tiếp trùng màu với vân trung tâm có 3 vân màu cam Giá trị

λ2 bằng

Câu 2: (VD) Trong thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe được chiếu sáng đồng thời bởi hai bức

xạ đơn sắc có bước sóng lần lượt là 1 và 2 Trên màn quan sát có vân sáng bậc 12 của 1 trùng với vân sáng bậc 10 của 2 Tỉ số

2

1



bằng:

A 6

2

5

3 2

Câu 3: (VD) Trong thí nghiệm Y-âng người ta dùng hai bức xạ đơn sắc có bước sóng λ1 = 0,7µm và λ2 Trên màn quan sát kể từ vân trung tâm người ta thấy vân sáng bậc 4 của λ1 trùng với vân sáng bậc 7 của λ2 Bước sóng λ2 có giá trị:

A. 0,24 μm B. 0,4 μm C. 0,48 μm D. 0,6 μm

Câu 4: (VD) Trong thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe là a = 1mm, từ hai khe đến màn hứng là D = 2m, nguồn sáng gồm hai bức xạ đơn sắc λ1 = 0,6 µm và λ2 = 0,5 µm, nếu hai vân sáng của hai bức xạ trùng nhau ta chỉ tính là một vân sáng Khoảng cách nhỏ nhất giữa hai vân sáng quan sát được trên màn là:

Câu 5: (VD) Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng nguồn phát đồng thời hai bức xạ đơn sắc λ1 = 0,64µm

(đỏ), λ2 = 0,48µm (lam) Trên màn hứng vân giao thoa, trong đoạn giữa 3 vân sáng liên tiếp cùng màu với vân trung tâm có số vân đỏ và lam là :

A 4 vân đỏ, 6 vân lam

B 6 vân đỏ, 4 vân lam

C 7 vân đỏ, 9 vân lam

D 9 vân đỏ, 7 vân lam

Câu 6 VDTrong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sang, nguồn phát đồng thời hai bức xạ đơn sắc màu đỏ

có bước sóng λ1 = 720nm và màu lục có bước sóng λ2 = 560 nm Cho khoảng cách giữa hai khe không đổi

và khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát biến thiên theo thời gian với quy luật D = 2 +1cos(0,5πt + π/2)m (t tính bằng s) Trong vùng giao thoa quan sát được trên màn, ở thời điểm t = 0, tại M

có một vân sang cùng màu với vân sang trung tâm và giữa M với vân trung tâm còn có them một vân sáng

ĐỀ THI: BÀI TOÁN VÂN TRÙNG CHUYÊN ĐỀ: SÓNG ÁNH SÁNG

MÔN: VẬT LÍ LỚP 12 BIÊN SOẠN: BAN CHUYÊN MÔN TUYENSINH247.COM

Trang 2

cùng màu như vậy nữa Trong 4 s kể từ lúc t = 0, số lần vân sáng đơn sắc (màu đỏ hoặc màu lục) xuất hiện tại M là

Câu 7: (VD) Chiếu đồng thời hai bức xạ có bước sóng λ1 = 0,72 µm và λ2 vào khe Young thì trên đoạn AB

ở trên màn quan sát thấy tổng cộng 19 vân sáng, trong đó có 6 vân sáng đơn sắc của riêng bức xạ λ1, 9 vân sáng đơn sắc của riêng bức xạ λ2 Ngoài ra, hai vân sáng ngoài cùng thì tại A và B khác màu với hai loại vân sáng đơn sắc trên Bước sóng λ2 bằng:

Câu 8: (VD) Trong thí nghiệm I-âng, chiếu đồng thời hai bức xạ có bước sóng λ1 = 0,42 μm và λ2 = 0,525μm Trên màn quan sát, gọi M, N là hai điểm nằm cùng một phía so với vân trung tâm Biết tại điểm M trùng với vị trí vân sáng bậc 4 của bức xạ λ2; tại N trùng với vị trí vân sáng bậc 10 của bức xạ λ1 Tính số vân sáng quan sát được trên khoảng MN ?

Câu 9: (VD) Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, khi nguồn sáng phát ra ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ1 = 0,640µm thì trên màn quan sát ta thấy tại M và N là 2 vân sáng, trong khoảng giữa MN còn

có 7 vân sáng khác nữa. Khi nguồn sáng phát ra đồng thời hai ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ1 và λ2 thì trên đoạn MN ta thấy có 19 vạch sáng, trong đó có 3 vạch sáng có màu giống màu vạch sáng trung tâm và 2 trong 3 vạch này nằm tại M và N Bước sóng λ2 có giá trị bằng

Câu 10: (VD) Trong một thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, nguồn sáng phát đồng thời hai ánh sáng đơn sắc, ánh sáng đỏ có bước sóng 686 nm, ánh sáng lam có bước sóng λ, với 450 nm < λ < 510 nm Trên màn, trong khoảng hai vân sáng gần nhau nhất và cùng màu với vân sáng trung tâm có 6 vân sáng lam Trong khoảng này bao nhiêu vân sáng đỏ?

Câu 11: (VD) Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng, nguồn sáng phát đồng thời hai bức xạ đơn sắc có bước sóng λ1 = 704 nm và λ2 = 440 nm Trên màn quan sát, giữa hai vân sáng gần nhau nhất và cùng màu với vân trung tâm, số vân sáng khác màu với vân trung tâm là

Câu 12: (VD) 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 λd = 750nm và bức xạ màu lam có bước sóng λl = 450nm Trên màn quan sát, giữa hai vân sáng gần nhau nhất và cùng màu với vân sáng trung tâm có số vân sáng đơn sắc của hai bức xạ trên là

A 2 vân đỏ và 4 vân lam

B 3 vân đỏ và 5 vân lam

C 4 vân đỏ và 2 vân lam

D 5 vân đỏ và 3 vân lam

Câu 13: (VD) Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, nguồn sáng chiếu vào khe F phát ra đồng thời hai bức xạ nằm trong vùng ánh sáng nhìn thấy có bước sóng λ1 = 528 nm và λ2 Trên màn quan sát, xét về

Trang 3

Sử - Địa -GDCD tốt nhất!

một phía so với vân sáng trung tâm, trong khoảng từ vân sáng bậc 1 đến vân sáng bậc 17 của bức xạ λ1 có 3

vị trí mà vân sáng của hai bức xạ trên trùng nhau và tổng số vân sáng đếm được trong vùng này nhỏ hơn 32 Giá trị của λ2 là

Câu 14: (VD) Trong thí nghiệm Iâng về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe là 1,5(mm), khoảng cách từ hai khe đến màn quan sát là 1,5(m) Nguồn sáng S phát ra 3 bức xạ đơn sắc có bước sóng λ1 = 0,4(µm), λ2 = 0,5(µm), λ3 = 0,6(µm) Khoảng cách giữa bốn vân sáng liên tiếp có màu giống vân sáng trung tâm là

Câu 15 (VD) Thí nghiệm giao thoa ánh sáng bằng khe Y-âng Ánh sáng sử dụng gồm bức xạ đỏ, lục, lam có bước sóng lần lượt là: , , 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?

Câu 16: (VD) Trong thí nghiệm Y – âng về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe là a = 0,5mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là D = 1m Nguồn S phát đồng thời 3 bức xạ có bước sóng λ1 = 400nm, λ2 = 500nm và λ3 = 600nm Trong khoảng từ vị trí trung tâm 0 đến điểm M cách O một khoảng 6cm có bao nhiêu vân cùng màu với vân trung tâm (tính cả các điểm tại O và M)

Câu 17 (VD)Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng với khe Y- âng, nguồn S cách đều hai khe, khoảng cách giữa hai khe là 1 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 1,2 m Nguồn S phát ánh sáng tạp sắc gồm hai thành phần đơn sắc có bước sóng 500 nm và 650 nm thì thu được hệ vân giao thoa trên màn Trên màn xét hai điểm M, N ở cùng một phía so với vân trung tâm, MN vuông góc với hai khe và cách vân trung tâm lần lượt là 2 mm và 8 mm Trên đoạn MN, số vân sáng quan sát được là

Câu 18 (VD)Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng, nguồn sáng phát đồng thời hai bức xạ đơn sắc

có bước sóng λ1 = 704 nm và λ2 = 440 nm Trên màn quan sát, giữa hai vân sáng gần nhau nhất và cùng màu với vân trung tâm, số vân sáng khác màu với vân trung tâm là

Câu 19 (VD)Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, nguồn S đồng thời phát ra ba bức xạ đơn sắc có bước sóng lần lượt là 0,4 µm; 0,5 µm và 0,6 µm Trên màn, trong khoảng giữa hai vân sáng liên tiếp cùng màu với vân sáng trung tâm, có bao nhiêu vị trí mà ở đó chỉ có một bức xạ cho vân sáng?

Câu 20 (VD)Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng bằng khe Y-âng Ánh sáng sử dụng gồm 3 bức xạ đơn sắc

đỏ, lục và lam có bước sóng lần lượt là λ1 = 0,64µm, λ2 = 0,54µm, λ3 = 0,48 µm Trong khoảng giữa hai vân liên tiếp có màu của vân trung tâm O có bao nhiêu vạch sáng có màu đơn sắc?

Trang 4

HƯỚNG DẪN ĐÁP ÁN VÀ LỜI GIẢI CHI TIẾT THỰC HIỆN BAN CHUYÊN MÔN TUYENSINH247.COM

Câu 1

Phương pháp:

Sử dụng lí thuyết về bài toán trùng nhau của 2 bức xạ trong giao thoa sóng ánh sáng

Hai bức xạ trùng nhau: x1 = x2 <=> k1.λ1 = k2.λ2

Cách giải:Giữa hai vân trùng màu với vân trung tâm có 3 vân sáng màu cam, chứng tỏ rằng vị trí trùng nhau gần nhất của hai bức xạ ứng với vân sáng bậc 4 của bức xạ cam

+ Từ điều kiện trùng nhau của hai hệ vân ta có:

 

.0, 48

0,12 4

0,59 0, 65 0, 6

m



Chọn A

Câu 2 Đáp án C

Phương pháp: Sử dụng công thức hai vân trùng nhau: x1 = x2

Vị trí vân sáng: xs = kλD/a = ki

Cách giải:

2

5

12 10 12 10

6



Chọn C

Câu 3: Đáp án B

Phương pháp: Hai vân trùng nhau: x1 = x2

Vị trí vân sáng: xs = kλD/a

Cách giải:

1 2 1 1 2 2 2

2

4.0, 7

0, 4 7

k



Chọn B

Phương pháp: Sử dụng lí thuyết về hai vân sáng trùng nhau trong giao thoa ánh sáng

Hai vân trùng nhau : x1 = x2

Trang 5

5 Truy cập trang http://Tuyensinh247.com/ để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn – Anh –

Sử - Địa – GDCD tốt nhất!

Cách giải :

Khoảng cách nhỏ nhất giữa hai vân sáng = khoảng vân trùng

1

2 1

5

6 T



Chọn B

Câu 5: Đáp án A

Phương pháp: Sử dụng lý thuyết về bài toán vân sáng trùng nhau trong giao thoa sóng ánh sáng

Hai vân trùng nhau: x1 = x2

Cách giải:

Ta có: k1i1 = k2i2 => 1 2

2 1

k k



   => khoảng vân trùng: iT = 3i1 = 4i2 + Khoảng cách giữa 3 vân sáng liên tiếp có màu giống màu vân trung tâm là L = 6i1 = 8i2

Số vân sáng đỏ quan sát được: N1 = 7 – 3 = 4 vân đỏ

Số vân sáng lam quan sát được: N2 = 9 – 3 = 6 vân lam

Chọn A

Câu 6

Phương pháp:

Sử dụng lí thuyết về giao thoa sóng ánh sáng hỗn hợp

Cách giải:

Điều kiện để hai hệ vân trùng nhau

1 2

2 1

560 7

720 9

k



Tại M là vân sáng trùng màu với vân trung tâm, giữa M và vân trung tâm còn một vân sáng nữa có màu như vậy => M là vân sáng bậc 14 của λ1 và vân sáng bậc 18 của λ2

Tại vị trí ban đầu D = 2m, sau ¼ chu kì màn dao động đến vị trí D’ = 1m, vì tọa độ của M là không đổi,

D giảm một nửa nên bậc của vân sáng tăng lên cấp đôi Vậy tại M bây giờ là vị trí vân sáng bậc 28 của

λ1 và bậc 36 của λ2

Khi vật dịch chuyển từ vị trí ban đầu D = 2m đến vị trí D = 2+1=3m tương tự ta cũng xác định được tại

M bây giờ là vị trí vân sáng bậc 10 của λ1 và vân sáng bậc 12 của λ2

Trang 6

Với thời gian là 4s là một chu kì thì số vân đơn sắc dịch chuyển qua M là

N = 2(4 + 12 + 6 + 16) – 1 = 75

Chú ý: Ta trừ 1 ở đây là do điểm 12 nằm ở biên nên khi màn dao động chỉ đi qua 1 lần

Chọn A

Hai vân trùng nhau : x1 = x2

Khoảng cách giữa hai vân sáng hoặc hai vân tối liên tiếp bằng khoảng vân i

Cách giải:

Số vân sáng trùng nhau trên đoạn AB : N tr  N N1N24

Số vân sáng của bức xạ 1 : N1   6 4 10

Số vân sáng bức xạ 2 : N2   9 4 13

9

12

AB

Chọn B

Phương pháp: Sử dụng lí thuyết về bài toán trùng nhau của 2 bức xạ trong giao thoa sóng ánh sáng

Hai bức xạ trùng nhau: x1 = x2

Cách giải:

Tại điểm M trùng với vị trí vân sáng bậc 4 của bức xạ λ2

Tại N trùng với vị trí vân sáng bậc 10 của bức xạ λ1 xM = 4i2; xN = 10i1

Mà: 2

1

5

;

4 M 5 N 8

i

Trang 7

1 1 2 2

2 1

5 4

k



Trong khoảng từ M đến N có 2 vị trí vân sáng trùng nhau tại M và N

xM = 5i1; xN = 10i1 từ M đến N có 4 vân sáng của riêng bức xạ λ1

xM = 4i2; xN = 8i2 từ M đến N có 3 vân sáng của riêng bức xạ λ2

Trong khoảng từ M đến N quan sát được 7 vân sáng

Chọn B

Phương pháp : Sử dụng lí thuyết về sự trùng nhau của hai bức xạ trong giao thoa ánh sáng

Hai bức xạ trùng nhau : x1 = x2

Vị trí vân sáng : xs = kλD/a

Cách giải :

+ Khi nguồn phát ra ánh sáng đơn sắc λ1

M, N là hai vân sáng, trong khoảng MN có 7 vân sáng khác nữa => MN = 8i1

+ Khi nguồn sáng phát ra đồng thời hai ánh sáng đơn sắc λ1 và λ2

Trên đoạn MN quan sát thấy 19 vân sáng

=> NS = NS1 + NS2 – NT

Với NS1: số vân sáng của bức xạ λ1, NS1 = 9

NS2: số vân sáng của bức xạ λ2

NT : số vân sáng trùng nhau của bức xạ 1 và bức xạ 2, NT = 3

=> NS2 = NS – NS1 – NT = 19 + 3 – 9 = 13

=> MN = 12i2

Do trên đoạn MN có 3 vân sáng trùng nhau của hai bức xạ mà 2 vân nằm tại M và N => khoảng cách giữa hai vân sáng trùng nhau là iT = MN/2 = 4i1 = 6i2

=> λ2 = 4λ1/6 = 4.0,64/6 = 0,427 μm

Chọn B

Câu 10: Đáp án D

Hai vân trùng nhau: x1 = x2

Trang 8

Vị trí vân sáng: xs = kλD/s

Cách giải:

Trong khoảng giữa hai vân trùng có 6 vân sáng lam Khoảng vân trùng: iT = 7iL

Mà :

7

450 510 4, 6 5, 2 5 5

7

Đ

T

k





Trong khoảng giữa hai vân trùng có 4 vân sáng đỏ

Chọn D

Câu 11 : Đáp án C

Phương pháp: Sử dụng lí thuyết về giao thoa Y – âng với nguồn sáng phát đồng thời hai bức xạ đơn sắc

Hai bức xạ trùng nhau: x1 = x2

Cách giải:

1 1 2 2

2

2 1

5 5

8 8









Vân sáng bậc 5n của λ1 trùng với vân sáng bậc 8n của λ2

ét hai vân sáng gần nhau nhất và cùng màu với vân trung tâm (n = 0 và n = 1) có: 4 vân sáng của λ1 và

7 vân sáng của λ2 Số vân sáng khác màu với vân trung tâm là 4 + 7 = 11

Chọn C

Câu 12 : Đáp án A

Phương pháp: Sử dụng lí thuyết về bài toán trùng nhau của 2 bức xạ trong giao thoa sóng ánh sáng Hai bức xạ trùng nhau: x1 = x2

Vị trí vân sáng: xs = kλD/s

Cách giải:

2

3 3

5 5

đ l

l

l đ









Vân sáng bậc 3n của λ1 trùng với vân sáng bậc 5n của λ2

ét hai vân sáng gần nhau nhất và cùng màu với vân trung tâm (n = 0 và n = 1) có: 2 vân sáng màu đỏ

và 4 vân sáng màu lam

Chọn A

Câu 13 : Đáp án B

Trang 9

Phương pháp: Sử dụng lí thuyết về bài toán trùng nhau của 2 bức xạ trong giao thoa sóng ánh sáng Hai bức xạ trùng nhau: x1 = x2

Vị trí vân sang: xs = kλD/a

Cách giải:

Để trong khoảng từ vân sáng bậc 1 đến vân sáng bậc 17 của bức xạ λ1 có 3 vị trí mà vân sáng của hai bức xạ trên trùng nhau thì vị trí trùng đầu tiên có là k1 = 5

2

k

nm



Với : 3802760nm k2 4,5,6

Ta loại k2 = 5 vì đó là của k1

Và do yêu cầu của đề là tổng số vân sáng đếm được trong vùng này nhỏ hơn 32 nên số vân sáng của 2 phải nhỏ hơn: 32 + 3 - 17 = 18

k2 = 4 2 = 660nm

Chọn B

Câu 14: Đáp án A

Phương pháp: Sử dụng lí thuyết về ba vân sáng trùng nhau trong giao thoa ánh sáng

Hai vân trùng nhau : x1 = x2 = x3

Cách giải:

a



 

3

1 2 3 1 D 2 D 3 D 1 1 2 2 3 3 4 1 5 2 6 3



BCNN(4; 5; 6) = 60

Khoảng vân trùng: i T 15i112i210i3

Khoảng cách giữa bốn vân sáng cùng màu với vân trung tâm: x3i T 3.15i118mm

Chọn A

Phương pháp : Sử dụng lí thuyết về bài toán trùng nhau của 3 bức xạ trong giao thoa sóng ánh sáng

Ba bức xạ trùng nhau: x1 = x2 = x3

Cách giải:

Trang 10

Tại vị trí x là vị trí vân sáng đầu tiên trùng màu với vân sáng trung tâm ta thu được cả 3 vân sáng của 3 màu trên nên ta có:

BCNN(32; 27; 24) = 864 k k1: 2:k327 : 32 : 36

Vì vân sáng trên là vân sáng đầu tiên trùng với vân sáng trung tâm nên: k2 = 32

Vậy vân sáng đầu tiên kể từ vân sáng trung tâm có cùng màu với vân sáng trung tâm ứng với vân sáng bậc 32 của vân sáng màu lục

Chọn B

Câu 16: Đáp án D

Phương pháp: Sử dụng lí thuyết về bài toán trùng nhau của 3 bức xạ trong giao thoa sóng ánh sáng

Vị trí vân trùng: x1 = x2 = x3

Cách giải:

3

1 2 3 0,8 1 2 1, 2 3 4 1 5 2 6 3

T

D



BCNN(4; 5; 6) = 60

Suy ra:

1

2

3

15

10

T







 



0 12 n60mm    0 n 5 n 0,1, 2,3, 4,5

Có 6 vân sáng cùng màu với vân sáng trung tâm

Chọn D

Câu 17

Phương pháp:

Sử dụng lí thuyết về bài toán trùng nhau của 2 bức xạ trong giao thoa sóng ánh sáng

Hai bức xạ trùng nhau: x1 = x2 <=> k1.λ1 = k2.λ2

Cách giải:

+ Ta có: i1 = 0,6 mm và i2 = 0,78 mm

+ Vị trí hai bức xạ trùng nhau:

Định dạng
Số trang	13
Dung lượng	746,84 KB