- Khi hai chùm ánh sáng đơn sắc cùng màu gặp nhau tạo nên những vạch sáng (vân sáng) và vạch tối (vân tối) xen kẻ nhau gọi là hiện tượng giao thoa sánh sáng.. - Điều kiện để có giao tho[r]
Trang 1TRƯỜNG THPT HOÀNG MAI 2
NHÓM VẬT LÍ
ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP DÀNH CHO HỌC SINH TỰ HỌC Ở NHÀ KHỐI 12
CHƯƠNG V SÓNG ÁNH SÁNG
A ÔN TẬP LÝ THUYẾT
1 SỰ TÁN SẮC ÁNH SÁNG
- Cho chùm áng sáng trắng đi qua lăng kính thủy tinh, chùm sáng sau khi qua lăng kính
bị lệch về phía đáy, đồng thời bị tách ra thành một dãy màu như cầu vồng
- Bảy mày chính trong dãy cầu vồng là: đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm , tím
- Dãy màu trên gọi là quang phổ của ánh sáng trắng
- Sự tán sắc ánh sáng: là sự phân tách một chùm sáng phức tạp thành các chùm sáng đơn sắc
- Đối với một môi trường nhất định thì chiết suất đối với ánh sáng đỏ là nhỏ nhất, ánh sáng tím là lớn nhất
- Ứng dụng: Giải thích cầu vồng, chế tạo máy quang phổ lăng kính
- Ánh sáng đơn sắc: là ánh sáng có một màu sắc nhất định và không bị tán sắc khi qua
lăng kính Mỗi ánh sáng đơn sắc có một bước sóng nhất định
- Ánh sáng trắng: là tập hợp vô số các ánh sáng đơn sắc có màu liên tục từ đỏ đến tím
2 GIAO THOA ÁNH SÁNG
- Hiện tượng truyền sai lệch so với sự truyền thẳng khi ánh sáng gặp vật cản gọi là hiện
tượng nhiễu xạ ánh sáng
- Khi hai chùm ánh sáng đơn sắc cùng màu gặp nhau tạo nên những vạch sáng (vân sáng)
và vạch tối (vân tối) xen kẻ nhau gọi là hiện tượng giao thoa sánh sáng
- Điều kiện để có giao thoa ánh sáng:
Hai nguồn ánh sáng có cùng bước sóng (cùng màu)
Hiệu số pha dao động của 2 nguồn phải không đổi theo thời gian
- Công thức giao thoa
Gọi a là khoảng cách giữa hai nguồn (khe sáng) kết hợp
D là khoảng cách từ hai nguồn (khe sáng) đến màn ảnh
là bước sóng ánh sáng
N là số vân sáng sáng, L là khoảng cách của N vân sáng liên tiếp
+ Khoảng vân (i): là khoảng cách giữa hai vân sáng hoặc hai vân tối liên tiếp
i D
a
+ Vị trí vân sáng: là khoảng cách từ vân sáng đến vân trung tâm
XS=K.i với k=0, 1, 2, 3, 4
k = 0: vân sáng trung tâm, k = 1: vân sáng bậc 1, k = 2: vân sáng bậc 2,
+ Vị trí vân tối : là khoảng cách từ vân tối đến vân trung tâm
Xt = 1 .
2
K i
với k=0, 1, 2, 3, 4
Đối với vân tối, không có khái niệm bậc giao thoa
Trang 2- Bước sóng ánh sáng và màu sắc ánh sáng:
- Bước sóng: ia
D
- Mỗi ánh sáng đơn sắc có một màu xác định và có một bước sóng hoàn toàn xác định
- Ánh sáng nhìn thấy có bước sóng từ 0,380(m) đến 0,760(m) hay 380(nm) đến 760(nm)
3 CÁC LOẠI QUANG PHỔ
- Máy quang phổ: là dụng cụ dùng để phân tích chùm ánh sáng phức tạp tạo thành
những thành phần đơn sắc
- Các loại quang phổ
Quang phổ liên tục Quang phổ vạch phát
xạ
Quang phổ vạch hấp
thụ Định
nghĩa
gồm một dãy có màu thay đổi một cách liên tục
gồm các vạch màu riêng lẻ, ngăn cách nhau bởi những khoảng tối
gồm các vạch tối trên nền quang phổ liên tục
Nguồn
phát
do các chất rắn, chất lỏng hay chất khí có
áp suất lớn khi bị nung nóng
do các chất khí hay hơi ở áp suất thấp khi bị kích thích phát ra
do các chất khí hay hơi ở áp suất thấp khi bị kích thích hấp thụ
Đặc điểm không phụ thuộc
thành phần cấu tạo nguồn sáng
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 các vạch
mỗi nguyên tố cho quang phổ đặc trưng cho nguyên tố đó
các nguyên tố khác nhau thì khác nhau về:
số lượng vạch, vị trí các vạch
mỗi nguyên tố cho quang phổ đặc trưng cho nguyên tố đó
Ứng dụng dùng để xác định
nhiệt độ của các vật
dùng để nhận biết cấu tạo của hỗn hợp, hợp chất
dùng để nhận biết cấu tạo của hỗn hợp, hợp chất
4 TIA HỒNG NGOẠI VÀ TIA TỬ NGOẠI, TIA X THANG SÓNG ĐIỆN TỪ
Trang 3- Các tia
Bước
sóng 7,6.10
-7m 10-3m 3,8.10-7m 10-8m 10-8m 10-11m
Nguồn
phát
vật nhiệt độ cao hơn môi trường
bóng đèn dây tóc, bếp
ga, bếp than, điốt hồng ngoại
vật có nhiệt độ cao
2000 C
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) gây ra hiện tượng quang điện trong
biến điệu biên độ
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
bị nước và thuỷ tinh
Ứng dụng để sưởi ấm, sấy khô,
làm các bộ phận điều khiển từ xa…
chụp ảnh
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 phẩn
chữa bệnh ung thư nông
- Thang sóng điện từ
Tia gamma, tia X, tia tử ngoại, ánh sáng nhìn thấy, tia hồng ngoại, sóng vô tuyến đều
có cùng bản chất là sóng điện từ, chỉ khác nhau về bước sóng hay tần số Các loại này được xếp đầy một thang gọi là thang sóng điện từ
B BÀI TẬP
:tăng f: giảm
: giảm Ánh
sáng tím
Ánh sáng
đỏ
Tia hồng ngoại
Tia tử ngoại
Tia
X
Radio
10-11 10-8 3,810-7 7,610-7 10-2
Trang 4Câu 1: Bước sóng của ánh sáng đỏ trong không khí là 0,64m Tính bước sóng của ánh sáng đó trong nước biết chiết suất của nước đối với ánh sáng đỏ là 4
3
A 0,48 m B 0,38 m C 0,58 m D 0,68 m
Câu 2: Một chùm ánh sáng hẹp, đơn sắc có bước sóng trong chân không là = 0,60 m Tính bước sóng của ánh sáng đó khi truyền trong thủy tinh có chiết suất n = 1,5
A 0,3 m B 0,4 m C 0,38 m D 0,48 m
Câu 3: Một ánh sáng đơn sắc có bước sóng của nó trong không khí là 0,6 m và trong chất lỏng trong suốt là 0,4 m Tính chiết suất của chất lỏng đối với ánh sáng đó
Câu 4: Sóng điện từ khi truyền từ không khí vào nước thì:
A tốc độ truyền sóng và bước sóng đều giảm
B tốc độ truyền sóng giảm, bước sóng tăng
C tốc độ truyền sóng tăng, bước sóng giảm
D tốc độ truyền sóng và bước sóng đều tăng
Câu 5: Hiện tượng nhiễu xạ và giao thoa ánh sáng chứng tỏ ánh sáng
A có tính chất hạt B là sóng dọc
C có tính chất sóng D luôn truyền thẳng
Câu 6: Phát biểu nào sau đây là đúng?
A Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng bị tán sắc khi đi qua lăng kính
B Ánh sáng trắng là hỗn hợp của vô số ánh sáng đơn sắc có màu biến thiên liên tục từ đỏ
đến tím
C Chỉ có ánh sáng trắng mới bị tán sắc khi truyền qua lăng kính
D Tổng hợp các ánh sáng đơn sắc sẽ luôn được ánh sáng trắng
Câu 7: Hãy chọn câu đúng Khi một chùm sáng đơn sắc truyền từ không khí vào trong
thuỷ 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 8: Gọi nc, nl, nL, nv lần lượt là chiết suất của thuỷ tinh đối với các tia chàm, lam, lục, vàng Sắp xếp thứ tự nào dưới đây là đúng ?
A nc > nl > nL > nv B nc < nl < nL < nv
C nc > nL > nl > nv D nc < nL < nl < nv
Câu 9: Một sóng ánh sáng đơn sắc được đặc trưng nhất là
A màu sắc của ánh sáng B tần số ánh sáng
C tốc độ truyền ánh sáng D chiết suất lăng kính đối với ánh sáng đó Câu 10: Hiện tượng cầu vồng được giải thích dựa vào hiện tượng nào sau đây?
A Hiện tượng tán sắc ánh sáng B Hiện tượng giao thoa ánh sáng
C Hiện tượng quang điện D Hiện tượng phản xạ toàn phần
Trang 5Câu 11: Khi một chùm sáng đơn sắc truyền từ không khí vào trong thuỷ 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 12: Trong chùm ánh sáng trắng có
A vô số các ánh sáng đơn sắc khác nhau
B bảy loại ánh sáng màu là: đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm, tím
C ba loại ánh sáng đơn sắc thuộc màu đỏ, lục, lam
D một loại ánh sáng màu trắng duy nhất
Câu 13: Trong thí nghiệm của Young về giao thoa ánh sáng, hai khe S1 và S2 được chiếu bằng ánh sáng đơn sắc có bước sóng Người ta đo được khoảng cách giữa 6 vân sáng liên tiếp trên màn là 6 mm Tính khoảng cách từ vân sáng bậc 3 đến vân sáng bậc 8 ở cùng phía với nhau so với vân sáng chính giữa
Câu 14: Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe là 1
mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là 3 m Dùng ánh sáng đơn sắc có bước sóng
chiếu vào hai khe thì người ta đo được khoảng cách từ vân sáng trung tâm tới vân sáng thứ tư là 6 mm Xác định vị trí vân sáng thứ 6
Câu 15: Trong thí nghiệm của Young về giao thoa ánh sáng, hai khe S1 và S2 được chiếu bằng ánh sáng đơn sắc có bước sóng = 0,4 m 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
Câu 16: Trong thí nghiệm về giao thoa ánh sáng đơn sắc Cho khoảng cách giữa 2 khe
a=1mm; khoảng cách từ 2 khe đến màn D = 3m Ánh sáng có bước sóng = 0,5 m Vị
trí vân tối thứ 5
Câu 17: Giao thoa ánh sáng với 2 nguồn kết hợp cách nhau 4mm bằng ánh sáng đơn sắc
có bước sóng = 0,6µm Vân sáng bậc 3 cách vân trung tâm là 0,9mm Tính khoảng cách
từ hai nguồn đến màn?
A 20cm B 2.103 mm C 1,5m D 2cm
Câu 18: Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng, cho biết khoảng cách giữa 2 khe
sáng a = 0,3mm, khoảng cách từ hai khe sáng đến màn đến màn hứng vân là D = 1m Ta thấy khoảng cách của 11 vân sáng liên tiếp nhau là 1,9cm Tính bước sóng đã sử dụng trong thí nghiệm giao thoa?
A 520nm B 0,57.10–3 µm C 0,57µm D 0,48.10–3 mm
Câu 19: Trong thí nghiệm giao thoa Young có khoảng vân giao thoa là i, khoảng cách từ
vân sáng bậc 5 bên này đến vân tối bậc 4 bên kia vân trung tâm là:
Trang 6Câu 20: Thực hiện giao thoa ánh sáng với thí nghiệm I-âng Lúc đầu khoảng cách giữa
hai khe là 0,75mm, màn quan sát cách hai khe là D Khi khoảng cách giữa hai khe giãm 0,03mm mà khoảng vân không thay đổi, tỉ số
D
D'(D’ là khoảng cách mới từ màn đến khe)
là
Câu 21: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe được chiếu bằng ánh sáng
đơn sắc có bước sóng λ Nếu tại điểm M trên màn quan sát có vân tối thứ ba (tính từ vân sáng trung tâm) thì hiệu đường đi của ánh sáng từ hai khe S1, S2 đến M có độ lớn bằng
Câu 22: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng qua khe Young với bức xạ đơn sắc có bước
sóng Vân sáng bậc 4 cách vân trung tâm là 4,8mm Xác định toạ độ của vân tối thứ tư
A 4,2mm B 4,4mm C 4,6mm D 3,6mm
Câu 23: Thực hiện thí nghiệm giao thoa ánh sáng khe Iâng, khoảng cách giữa hai khe
a=2mm, khoảng cách từ hai khe đến màn D=1m Trên màn, người ta quan sát được khoảng cách từ vân sáng trung tâm đến vận sáng thứ 10 là 4mm Bước sóng của ánh sáng làm thí nghiệm là
A 0,85m B 0,83m C 0,78m D 0,80m
Câu 24: Trong thí nghiệm giao thoa, hai khe F1, F2 cách nhau 0,2 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn là 1m Chiếu vào hai khe ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,5m Vị trí vân sáng bậc 10:
A.1,87m B 8,6 mm C 25mm D 1,6 m
Câu 25: Sắp xếp theo thứ tự có bước sóng giảm dần?
A Sóng vô tuyến, tia hồng ngoại , ánh sáng nhìn thấy, tia tử ngoại, tia X
B Sóng vô tuyến, ánh sáng nhìn thấy, tia hồng ngoại, tia tử ngoại, tia X
C Tia X, tia tử ngoại, ánh sáng nhìn thấy, tia hồng ngoại, sóng vô tuyến
D Sóng vô tuyến, ánh sáng nhìn thấy, tia tử ngoại, tia hồng ngoại, tia X
Câu 26: Tính chất của quang của quang phổ liên tục là gì?
A Phụ thuộc nhiệt độ của nguồn
B Phụ thuộc bản chất của nguồn
C phụ thuộc vào nhiệt độ và bản chất của nguồn
D Không phụ thuộc vào nhiệt độ và bản chất của nguồn
Câu 27: Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về quang phổ vạch phát xạ?
A Đó là quang phổ gồm những vạch màu riêng biệt nằm trên một nền tối
B Quang phổ vạch phát xạ do các chất khí hoặc hơi ở áp suất cao phát sáng khi bị đốt
nóng
C Quang phổ vạch phát xạ của các nguyên tố khác nhau thì khác nhau về số lượng vạch,
vị trí các vạch và độ sáng của các vạch đó
D Dùng để nhận biết thành phần của các nguyên tố có trong một mẫu vật
Câu 28: Có thể nhận biết tia X bằng
Trang 7A chụp ảnh B tế bào quang điện
C màn huỳnh quang D cỏc cõu trờn đều đỳng
Cõu 29: Quang phổ của cỏc vật phỏt ra ỏnh sỏng sau, quang phổ nào là quang phổ liờn
tục ?
A Đốn hơi thủy ngõn B Đốn dõy túc núng sỏng
Cõu 30: Một đốn phỏt ra bức xạ cú tần số f = 1014 Hz Bức xạ này thuộc vựng nào của thang súng điện từ?
A tử ngoại B hồng ngoại
II TỰ LUẬN
Bài 1 Thí nghiệm giao thoa ánh sáng Young, các khe S1, S2 đ-ợc chiếu sáng bởi ánh sáng đơn sắc có b-ớc sóng 0 , 65 m Khoảng cách giữa hai khe S1S2 = a = 2mm,
khoảng cách từ hai khe đến màn là D = 1,5 m
a Tính khoảng vân i
b Xác định vị trí vân sáng bậc 5 và vân tối thứ 7
c Tính khoảng cách giữa hai vân sáng bậc 6
Bài 2 Trong thí nghiệm giao thoa đơn sắc với khe Young có : a= 1,5 mm, D = 3m ng-ời
ta đo đ-ợc khoảng cách giữa vân sáng bậc 2 và vân sáng bậc 5 ở cùng một phía vân trung tâm là 3mm
a Tính b-ớc sóng đơn sắc dùng trong thí nghiệm
b Tính khoảng cách giữa vân sáng bậc 3 và vân sáng bậc 8 ở cùng một phía vân trung tâm
Bài 3 Trong thớ nghiệm giao thoa ỏnh sỏng bằng khe Young, ta cú S1S2═ 0,5mm, ỏnh sỏng đơn sắc cú ═ 0,5m và S1S2 cỏch màn D ═ 2m
a Tớnh khoảng võn, vị trớ võn sỏng và võn tối thứ 2
b Ở M1 và M2 cỏch võn trung tõm lần lượt 7mm và 10mm cú võn sỏng hay võn tối ? Thứ mấy ?
c Tỡm khoảng cỏch từ võn sỏng chớnh giữa đến võn sỏng thứ 7 và khoảng cỏch giữa 7 võn sỏng liờn tiếp ?
Bài 4 Trong thớ nghiệm về giao thoa ỏnh sỏng Khoảng cỏch hai khe S1S2 là 2mm, khoảng cỏch từ S1S2 đến màn là 1m, khoảng võn đo được là 1,2mm
a Tỡm bước súng và xỏc định vị trớ võn sỏng bậc 5 và võn tối bậc 4
b Tớnh khoảng cỏch giữa 10 võn sỏng liờn tiếp
Bài 5 Trong thớ nghiệm Young về giao thoa ỏnh sỏng: khoảng cỏch giữa hai khe
S1S2═ 1mm, khoảng cỏch giữa hai nguồn kết hợp đến màn là 2m, khoảng cỏch giữa
5 võn sỏng liờn tiếp là 3,2mm
a Xỏc định bước súng và màu của ỏnh sỏng dựng trong thớ nghiệm
b Tỡm vị trớ võn tối thứ 6 Tại M cú tọa độ (xM ═ 6,8mm) cú võn gỡ ? thứ mấy ?