Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, khoảng cách hai khe a = 1mm, khoảng cách từ mặt phẳng hai khe đến màn là 2m, nguồn sáng phát ra ánh sáng trắng có bước sóng từ 400nm đến 75[r]
Trang 1CÁC BÀI TOÁN LIÊN QUAN ĐẾN VỊ TRÍ CỦA ĐIỂM CÓ ĐÚNG n VÂN SÁNG TRÙNG NHAU Trong bài toán giao thoa , với bước sóng của ánh sáng đơn sắc có giá trị từ λmin đến λmax Đồ thị dưới thể hiện bề rộng quang phổ giới hạn bởi 2 đường thẳng ( x = k.imin) và ( x = k.imax)
Lấy 1 bài ví dụ mẫu về tại một điểm M có 3 vân sáng Ta thấy M phải nằm trong vùng A,B,C thì mới tại M mới có 3 vân sáng Từ hình vẽ ta áp dụng vào các bài toán cụ thể như sau
Bài toán 1 Tìm khoảng cách nhỏ nhất từ M đến vân sáng trung tâm ( biết tại M có 3 vân sáng)
Hướng dẫn: xét vùng A, trong vùng A ( ta thấy có 3 vân sáng bậc k, k-1, k-2 của 3 loại bức xạ cho vân sáng tại M ) thỏa mãn điều kiện xmin
Ta có: k.λmin < (k-2).λmax tìm giá trị k
Từ hình vẽ suy ra
min min
x
a
Bài toán 2 Tìm khoảng cách xa nhất từ M đến vân sáng trung tâm ( biết tại M có 3 vân sáng)
Hướng dẫn: xét vùng A, trong vùng A ( ta thấy có 3 vân sáng bậc k-1, k-2, k-3 của 3 loại bức xạ cho vân sáng tại M ) thỏa mãn điều kiện xmin
Ta có: k.λmin > (k-4).λmax tìm giá trị k
Từ hình vẽ suy ra
min max
x
a
Bài toán 3 Tìm giá trị lớn nhất hay nhỏ nhất của λ, thì ta xét vùng A
Sau đó , tính toán bấm máy
Trang 2BÀI TẬP VẬN DỤNG
Bài 1 (THPTQG – 2016): Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng, cho a = 0,5 mm; D = 2 m.
Nguồn sáng phát ra vô số ánh sáng đơn sắc có bước sóng biến thiên liên tục từ 380 nm đến 750 nm Trên
màn, khoảng cách gần nhất từ vân sáng trung tâm đến vị trí mà ở đó có hai bức xạ cho vân sáng là
A 3,04 mm B 6,08 mm C 9,12 mm D. 4,56 mm
Hướng dẫn giải:
1 min min
2
0,38.2
0,5
75 1
1 38
D
a n
Bài 2: Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng, cho a = 1 mm; D = 1 m Nguồn sáng S phát ra vô số
ánh sáng đơn sắc có bước sóng biến thiên liên tục từ 500 nm đến 750 nm Trên màn, khoảng cách gần nhất
từ vân sáng trung tâm đến vị trí mà ở đó có bốn bức xạ cho vân sáng là x0 Tính x0 ?
A 1,04 mm B 5,0 mm C 5,4 mm D. 4,5 mm
Hướng dẫn giải:
1 min min
2
1
min
0, 5.1
1, 5
500
D
a n
Bài 3: Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng, cho a = 0,5 mm; D = 2 m Nguồn sáng S phát ra vô
số ánh sáng đơn sắc có bước sóng biến thiên liên tục từ 380 nm đến 740 nm Trên màn, khoảng cách gần
nhất từ vân sáng trung tâm đến vị trí mà ở đó có năm bức xạ cho vân sáng là ?
Hướng dẫn giải:
1 min min
2
0,38.2
0, 5
37
19
D
a n
Bài 4: Trong thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe S1 và S2được chiếu bởi ánh sáng có bước sóng nằm trong khoảng thừ 405 nm đến 690 nm Gọi M xa vân sáng trung tâm nhất mà ở đó có đúng 4 vân sáng ứng với 4 bức xạ đơn sắc trùng nhau Biết D1 ;m a1mm Khoảng cách từ M đến vân trung tâm có giá trị gần nhất với giá trị nào sau đây?
Hướng dẫn giải:
1 (max) max
max
1
M
D
a n
Bài 5: Trong thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe S1 và S2được chiếu bởi ánh sáng có bước sóng nằm trong khoảng thừ 0, 4 m đến 0, 5 m Gọi M xa vân sáng trung tâm nhất mà ở đó có đúng 4
Trang 3vân sáng ứng với 4 bức xạ đơn sắc trùng nhau Biết D1 ;m a1mm Khoảng cách từ M đến vân trung tâm
có giá trị gần nhất với giá trị nào sau đây?
Hướng dẫn giải:
1 (max) max
max
1
M
D
a n
Bài 6 Trong một thí nghiệm giao thoa ành sáng dùng đồng thời hai ánh sáng đơn sắc chiếu vào khe S ( bước sóng từ 380nm đến 760nm) Một người dùng kính lúp quan sát thì thấy trên màn có hai hệ vân giao thoa, đồng thời giữa hai vạch sáng cùng màu với vạch sáng trung tâm liên tiếp có thêm hai vân sáng thuộc ánh sáng có bước sóng λ1 và ba vân sáng thuộc ánh sáng có bước sóng λ2 Biết một trong hai bức xạ có bước sóng là 500nm Giá trị của λ2 là
A 500nm B 667nm C 400nm D 625nm
Bài 7 Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng, nguồn sáng phát ra ánh sáng trắng có bước sóng từ
380nm đến 760nm Trên màn quan sát, tại điểm M có đúng 4 bức xạ cho vân sáng có bước sóng 735nm,
490nm, λ 1 và λ2 Tổng giá trị của λ1 + λ2 bằng
A 1078nm B 1080nm C 1008nm D 1181nm
Bài 8 Thí nghiệm giao thoa Young với ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ = 0,75µm, khoảng cách giữa hai khe a = 1mm, khoảng cách hai khe đến màn D = 2m Tại thời điểm t = 0, truyền cho màn một vật tốc ban đầu hướng về hai khe để màn dao động điều hòa với chu kì 3s với biên độ 40cm Thời gian từ lúc màn dao động dên khi điểm M trên màn cách vân trung tâm b = 19m8 mm cho vân tối lần thứ 4 là
A 1,75s B 0,75s C 1,06s D 1,50s
Bài 9 Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng với các thông số a = 1,2mm , D = 4m với nguồn phát
ra ba ánh sáng đơn sắc: λ 1 = 0,63µ, λ2 và λ3 ( một trong hai bước sóng chưa biết thuộc khoảng từ
0,38µm đến 0,44µm) Biết vạch tối gần vân trung tâm nhất là vị trí vân tối thứ 18 của λ2 và vân tối thứ
13 của λ3 Chọn phương án đúng:
A λ2 + λ3 = 0,9936µm B λ2 + λ3 = 0,9836µm C λ1 + λ3 = 0,8936µm D λ2 + λ1 = 0,8936µm
Bài 10 Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, nguồn sáng phát ra ánh sáng trắng có bước sóng từ 392nm đến 711nm Trên màn quan sát, tại điểm M có đúng 4 bức xạ cho vân sáng Trong bốn bức xạ đó, nếu một bức xạ có bước sóng 582nm thì bước sóng dài nhất gần giá trị nào nhất sau đây
A 656 nm B 698nm C 710nm D 600nm
Bài 11 Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, nguồn sáng phát ra ánh sáng trắng có bước sóng từ 400nm đến 700nm Trên màn quan sát, tại điểm M có đúng 4 bức xạ cho vân sáng Trong bốn bức xạ đó, nếu một bức xạ có bước sóng 500nm thì bước sóng ngắn nhất gần giá trị nào nhất sau đây
A 437 nm B 401nm C 432nm D 428nm
Bài 12 Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, nguồn sáng phát ra ánh sáng trắng có bước sóng từ 410nm đến 740nm Trên màn quan sát, tại điểm M có đúng 3 bức xạ cho vân sáng với bức xạ có bước sóng tương ứng λ1, λ2 và λ3 ( với λ1 < λ2 < λ3 ) giá trị λ2 có thể là
A 610 nm B 595nm C 540nm D 490nm
Trang 4Bài 13 Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, nguồn sáng phát ra ánh sáng trắng có bước sóng từ 380nm đến 750nm Trên màn quan sát, tại điểm M có đúng 4 bức xạ cho vân sáng với bức xạ có bước sóng tương ứng λ1, λ2 , λ3 và λ4 ( với λ1 < λ2 < λ3 < λ4 ) giá trị λ3 có thể là
A 610 nm B 460nm C 690nm D 552nm
Bài 14 Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, khoảng cách hai khe a = 1mm, khoảng cách từ mặt phẳng hai khe đến màn là 2m, nguồn sáng phát ra ánh sáng trắng có bước sóng từ 400nm đến 750nm Trên màn quan sát, tại điểm M khoét một khe rất hẹp song song với khe S1 và S2 để đưa ánh sáng vào máy phân tích quang phổ Nếu máy quang phổ chỉ thu được 3 vạch sáng thì khoảng cách từ M đến vân sáng trung tâm
có thể bằng
A 4,56 mm B 3,2mm C 4,3mm D 5,89mm
Bài 15 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 phát ra vô số ánh sáng dơn sắc có bước sóng biến thiên liên tục từ 380nm đến 750nm Trên màn quan sát, khoảng cách gần nhất từ vân sáng trung tâm đến vị trí mà ở đó có hai bức xạ cho vân sáng là
A 3,04mm B 6,08mm C 9,12mm D 4,56mm
Bài 16 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 phát ra vô số ánh sáng dơn sắc có bước sóng biến thiên liên tục từ 380nm đến 750nm Trên màn quan sát, khoảng cách lớn nhất từ vân sáng trung tâm đến vạch sáng mà ở đó có hai bức xạ cho vân sáng là
A 3,04mm B 6,08mm C 9,12mm D 4,56mm
Bài 17 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 quan sát là 2m Nguồn sáng phát ra vô số ánh sáng dơn sắc có bước sóng biến thiên liên tục từ 380nm đến 760nm Trên màn quan sát, M là vị trí gần vân trung tâm nhất có đúng 5 bức xạ cho vân sáng khoảng cách từ M tới vân sáng trung tâm có giá trị gần nhất giá trị nào sau đây
A 3,04mm B 6,08mm C 9,12mm D 4,56mm
Bài 18 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 quan sát là 2m Nguồn sáng phát ra vô số ánh sáng dơn sắc có bước sóng biến thiên liên tục từ 380nm đến 760nm Trên màn quan sát, M là vị trí gần vân trung tâm nhất có đúng 8 bức xạ cho vân sáng khoảng cách từ M tới vân sáng trung tâm có giá trị gần nhất giá trị nào sau đây
A 10,64mm B 6,08mm C 9,12mm D 12,16mm
Bài 19 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 quan sát là 1m Nguồn sáng phát ra vô số ánh sáng dơn sắc có bước sóng biến thiên liên tục từ 450nm đến 600nm Trên màn quan sát, M là vị trí gần vân trung tâm nhất có đúng 8 bức xạ cho vân sáng khoảng cách từ M tới vân sáng trung tâm có giá trị gần nhất giá trị nào sau đây
A 10,8mm B 9,45mm C 12,6mm D 14,4mm
Bài 20 Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, Nguồn sáng phát ra vô số ánh sáng dơn sắc có bước sóng biến thiên liên tục từ 400nm đến 760nm ( 400nm < λ<760nm) Trên màn quan sát, tại M chỉ có 1 bức
xạ cho vân sáng và hai bức xạ có bước sóng λ1, λ2 (λ1 < λ2 )cho vân tối Giá trị nhỏ nhất của λ2
A 667nm B 608nm C 507nm D 560nm
Bài 21 Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, Nguồn sáng phát ra vô số ánh sáng dơn sắc có bước sóng biến thiên liên tục từ 400nm đến 760nm ( 400nm < λ<760nm) Trên màn quan sát, tại M có 2 bức xạ cho vân sáng và hai bức xạ có bước sóng λ1, λ2 (λ1 < λ2 ) cho vân tối Giá trị nhỏ nhất của λ2
Trang 5A 571nm B 542nm C 532nm D 560nm
Bài 22 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 quan sát là 1m Nguồn sáng phát ra vô số ánh sáng dơn sắc có bước sóng biến thiên liên tục từ 400nm đến 760nm Trên màn quan sát, xét M1 và M2 mà tại các điểm đó chỉ có hai bức
xạ cho vân sáng và hai bức xạ cho vân tối Biết M1M2 vuông góc với các vân giao thoa Giá trị lớn nhất
M1M2 gần giá trị nào sau đây
A 0,6mm B 0,8mm C 0,7mm D 0,5mm
Bài 23 Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, nguồn sáng phát ra vô số ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ thiên liên tục trong khoảng từ 400nm đến 620 nm ( 400nm < λ < 620nm) Khoảng cách giữa hai khe
là 1,2mm Khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 90cm Vùng giao thoa trên màn đủ rộng M1 , M2 là hai điểm trong vùng giao thoa mà tại đó có đúng 2 bức xạ đơn sắc cho vân sáng và hai bức
xạ đơn sắc cho vân tối, M1M2 vuông góc với hệ vân Giá trị lớn nhất của đoạn M1M2 gần giá trị nào nhất sau đây
A 0,77mm B 0,72mm C 0,80 mm D 0,82mm
Bài 24 Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, nguồn sáng phát ra ánh sáng trắng có bước sóng λ thỏa mãn 380nm < λ < 760nm Trên màn quan sát, tại điểm M có đúng 4 bức xạ cho vân sáng Trong bốn bức xạ đó, nếu có 1 bức xạ có bước sóng bằng 570nm thì bước sóng dài nhất gần giá trị nào nhất
A 756nm B 712nm C 710 nm D 683nm
Bài 25 Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, nguồn sáng phát ra ánh sáng trắng có bước sóng λ thỏa mãn 380nm < λ < 760nm Trên màn quan sát, tại điểm M có đúng 4 bức xạ cho vân sáng Trong bốn bức xạ đó, nếu có 1 bức xạ có bước sóng bằng 570nm thì bước sóng dài nhất gần giá trị nào nhất
A 756nm B 712nm C 710 nm D 683nm
Bài 26 Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, nguồn sáng phát ra ánh sáng trắng có bước sóng λ thỏa mãn 380nm < λ < 760nm Trên màn quan sát, tại điểm M có 2 bức xạ cho vân sáng, và 3 bức xạ cho vân tối Trong 5 bức xạ đó, nếu có 1 bức xạ có bước sóng bằng 530nm thì bước sóng ngắn nhất gần giá trị nào nhất
A 397nm B 412nm C 432 nm D 428nm
Bài 27 Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, nguồn sáng phát ra ánh sáng trắng có bước sóng λ thỏa mãn 417nm < λ < 758nm Trên màn quan sát, tại điểm M có 4 bức xạ cho vân sáng, và 4 bức xạ cho vân tối Trong 8 bức xạ đó, nếu có 1 bức xạ có bước sóng bằng 535nm thì bước sóng dài nhất gần giá trị nào
nhất A 757nm B 748nm C 732 nm D 698nm
Bài 28 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 phát ra vô số ánh sáng dơn sắc có bước sóng biến thiên liên tục từ 400nm đến 750nm Trên màn quan sát, tại M có 8 bức xạ cho vân sáng Khoảng cách
từ M đến vân sáng trung tâm có giá trị lớn nhất gần giá trị nào sau đây
A 27,35mm B 28,13mm C 28,87mm D 26,56mm
Bài 29 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 quan sát là 2m Nguồn sáng phát ra vô số ánh sáng dơn sắc có bước sóng biến thiên liên tục từ 390nm đến 710nm Trên màn quan sát, tại M có 9 bức xạ cho vân tối Khoảng cách
từ M đến vân sáng trung tâm có giá trị lớn nhất gần giá trị nào sau đây
A 17,24 mm B 17,15 mm C 16,76mm D 18,56mm
Bài 30 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 quan sát là 1m Nguồn sáng phát ra vô số ánh sáng dơn sắc có bước sóng
Trang 6biến thiên liên tục từ 580nm đến 700nm Trên màn quan sát, tại M có 4 bức xạ cho vân sáng và 4 bức xạ cho vân tối Khoảng cách từ M đến vân sáng trung tâm có giá trị lớn nhất gần giá trị nào sau đây
A 14,8 mm B 15,04 mm C 15,09 mm D 15,36 mm