0,9mm Câu 7: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa với ánh sáng đơn sắc khoảng cách giữa hai khe là 1mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 1,5m.. Tại điểm M trên mà[r]
Trang 1GIAO THOA ÁNH SÁNG I.Công thức lăng kính
- Trường hợp tổng quát:
¿
⟨sin i1=n sin r1(1 )
⟨sin i2=n sin r2(2 )
⟨A=r1+r2(3 )
⟨D=i1+i2−A ( 4 )
¿
¿
- Trường hợp góc tới nhỏ thì ta có các công thức xấp xỉ sinx ≈ x để
đánh giá gần đúng:
i1=nr 1
i2=nr 2
¿ { ¿ ¿ ¿
¿ → D = i1 + i2 - A ≈ (n-1)A
Sự biến thiên của góc lệch D theo góc tới
- Lí thuyết và thực nghiệm chứng tỏ khi góc tới i thay đổi thì góc lệch D cũng thay đổi và
có một giá trị cực tiểu Dmin khi i1 = i2 = i, từ đó r1 = r2 = r = \f(A,2 Dmin = 2i – A
- Ở điều kiện ứng với Dmin đường truyền của tia sáng đối xứng qua mặt phẳng phân giác của góc A
II Giao thoa ánh sáng
Bài toán 1: Xác định tọa độ các vân sáng, vân tối
Cách giải:
- Tọa độ vân sáng bậc k: x s=±k
λD
a =±ki
Trang 2- Tọa độ vân tối bậc k: x t=±(2 k+1 )
λD
2 a=±(k +0,5 )i
Bài toán 2: Xác định tính chất vân tại điểm M biết trước tọa độ x M
Cách giải:
Lập tỉ số
x M
i
- Nếu
x M
i = k Z thì M là vân sáng bậc k
- Nếu
x M
i = k + 0,5, (k Z) thì M là vân tối
Bậc của vân tối tại M dựa vào việc xác định giá trị k trong hệ thức trên là âm hay dương
Bài toán 3: Tính số vân sáng hay vân tối trên trường giao thoa
Cách giải:
TH1: Trường giao thoa đối xứng
Một trường giao thoa đối xứng nếu vân trung tâm O nằm tại chính giữa của trường giao thoa Gọi L là độ dài của trường giao thoa, khi đó mỗi nửa trường giao thoa có độ dài là L/2
Cách giải tổng quát:
Xét một điểm M bất kỳ trên trường giao thoa, khi đó điểm M là vân sáng hay vân tối thì tọa độ của M luôn thỏa mãn:
−L
2≤x M≤L
2
¿
L
2 i
k ∈ Z
¿
2 ≤ (k + 0,5 ≤
L
¿
L
1
L
2 i
k ∈ Z
¿
L
¿
Số các giá trị k thỏa mãn hệ phương trình trên chính là số vân sáng, vân tối có trên trường giao thoa
Cách giải nhanh:
- Khái niệm phần nguyên của một số: Phần nguyên của một số x, kí hiệu [x] là phần giá trị nguyên của x không tính thập phân Ví dụ: [2,43] = 2; [4,38] = 4….
- Nếu hai đầu của trường giao thoa là các vân sáng thì số khoảng vân có trên trường là N = L/i
Khi đó số vân sáng là N + 1, số vân tối là N
- Nếu hai đầu của trường giao thoa là các vân tối, đặt N = L/i.
Khi đó số vân sáng là N, số vân tối là N + 1.
- Nếu một đầu trường giao thoa là vân sáng, đầu còn lại là vân tối, đặt N = [L/i]
Khi đó số vân sáng bằng số vân tối và cùng bằng N
Trang 3III Vận dụng
Câu 1: Một bức xạ khi truyền trong chân không có bước sóng là 0,60 μm, khi truyền trong thủy
tinh có bước sóng là Biết chiết suất của thủy tinh đối với bức xạ là 1,5 Giátrị của là
A 900 nm B 380 nm C 400 nm D 600 nm.
Câu 2: Từ không khí, chiếu chùm sáng hẹp (coi như một tia sáng) gồm hai bức xạ đơn sắc màu
đỏ vàmàu chàm tới mặt nước với góc tới 53o thì xảy ra hiện tượng phản xạ và khúc xạ Biết tia khúc xạ màu đỏ vuông góc với tia phản xạ, góc giữa tia khúc xạ màu chàm và tia khúc xạ màu
đỏ là 0,5o Chiết suất của nước đối với tia sáng màu chàm là
A 1,333 B 1,343 C 1,327 D 1,312.
Câu 3: Một lăng kính thủy tinh có góc chiết quang A = 40, đặt trong không khí Chiết suất của lăng kính đối với ánh sáng đỏ và tím lần lượt là 1,643 và 1,685 Chiếu một chùm tia sáng song song, hẹp gồm hai bức xạ đỏ và tím vào mặt bên của lăng kính theo phương vuông góc với mặt này Góc tạo bởi tia đỏ và tia tím sau khi ló ra khỏi mặt bên kia của lăng kính xấp xỉ bằng
IV A 1,4160 B 0,3360 C 0,1680 D 13,3120
Câu 4: Một ánh sáng có tần số 6.1014Hz Bước sóng này trong chân không là:
A 0,6 μm B 0,75 μm C 0,48 μm D 0,50 μm
Câu 5: Một dải sóng điện từ trong chân không có tần số từ 4,0.1014 Hz đến 7,5.1014 Hz Biết vận tốc ánh sáng trong chân không c = 3.108 m/s Dải sóng trên thuộc vùng nào trong thang sóng điện từ?
A Vùng tia Rơnghen B Vùng tia tử ngoại
C Vùng ánh sáng nhìn thấy D Vùng tia hồng ngoại
Câu 6: Các bức xạ có bước sóng trong khoảng từ 3.10-9m đến 3.10-7m là
Trong một thí nghiệm Y âng về giao thoa ánh sáng, bước sóng ánh sáng đơn sắc là 600nm, khoảng cách giữa hai khe hẹp là 1mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn là 2m Khoảng vân quan sát được trên màn có giá trị bằng:
A 1,5mm B 0,3mm C 1,2mm D 0,9mm
Câu 7: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa với ánh sáng đơn sắc khoảng cách giữa hai khe là
1mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 1,5m Tại điểm M trên màn quan sát cách vân trung tâm 9mm có vân sáng bậc 10 Bước sóng của ánh sáng dùng trong thí nghiệm là:
Câu 8: Trong thí nghiệm Iâng (Y-âng) về giao thoa của ánh sáng đơn sắc, hai khe hẹp cách
nhau 1 mm, mặt phẳng chứa hai khe cách màn quan sát 1,5m Khoảng cách giữa 5 vân sáng liên tiếp là 3,6 mm Bước sóng của ánh sáng dùng trong thí nghiệm này bằng
A 0,48 μm B 0,40 μm
Trang 4Câu 9: Thực hiện thí nghiệm Y-âng về giao thoa với ánh sáng đơn sắc có bước song 0,4 m,
khoảng cách giữa hai khe là 0,5 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn là 1m Trên màn quan sát, vân sáng bậc 4 cách vân sáng trung tâm
A 3,2 mm B 4,8 mm C 1,6 mm D 2,4 mm
Câu 10: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa với ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,65 µm.
Khoảng cách giữa hai khe là 1 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát
là 2 m Trên màn quan sát, khoảng cách từ vân sáng trung tâm tới vân sáng bậc 6 là:
A 0,78 mm B 7,80 mm C 6,50 mm D 0,65 mm
Câu 11: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng với ánh sáng đơn sắc có bước song
600nm, khoảng vân đo được trên màn là 1mm nếu dịch chuyển ra xa hai khe(theo phương vuông góc với màn) một đoạn 20 cm thì khoảng vân đo được là 1,2 mm Khoảng cách giữa hai khe trong thí nghiệm này là:
Câu 12: Trong một thí nghiệm Iâng (Y-âng) về giao thoa ánh sáng với ánh sáng đơn sắc có
bước sóng λ1 = 540 nm thì thu được hệ vân giao thoa trên màn quan sát có khoảng vân i1 = 0,36 mm Khi thay ánh sáng trên bằng ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ2 = 600 nm thì thu được
hệ vân giao thoa trên màn quan sát có khoảng vân
A i2 = 0,60 mm B i2 = 0,40 mm C i2 = 0,50 mm D i2 = 0,45 mm
Câu 13: Trong thí nghiệm Iâng (Y-âng) về giao thoa ánh sáng, hai khe hẹp cách nhau một
khoảng a = 0,5 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là D = 1,5 m Hai khe được chiếu bằng bức xạ có bước sóng λ = 0,6 μm Trên màn thu được hình ảnh giao thoa Tại điểm M trên màn cách vân sáng trung tâm (chính giữa) một khoảng 5,4 mm có vân sáng bậc (thứ)
Câu 14: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe là 0,5 mm,
khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn là 2 m Ánh sáng đơn sắc dùng trong thí nghiệm có bước sóng 0,5 m Vùng giao thoa trên màn rộng 26 mm (vân trung tâm ở chính giữa) Số vân sáng là
Câu 15: Trong một thínghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, khoảng cáh giữa hai khe là0,5
mm, khoảng cáh từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là2 m Nguồn sáng phát ánh
sáng trắng cóbước sóng trong khoảng từ 380 nm đến 760 nm M làmột điểm trên màn, cáh vân sáng trung tâm 2 cm Trong cá bức xạ cho vân sáng tại M, bức xạ có bước sóng dài nhất là
A 417 nm B 570 nm C 714 nm D 760 nm.
Câu 16: Trong một thí nghiệm về Giao thoa anhs sáng bằng khe I âng với ánh sáng đơn sắc
λ=0,7 μm, khoảng cách giữa 2 khe S1,S2 là a = 0,35 mm, khoảng cách từ 2 khe đến màn quan sát là D = 1m, bề rộng của vùng có giao thoa là 13,5 mm Số vân sáng, vân tối quan sát được trên màn là:
Trang 5A 7 vân sáng, 6 vân tối B 6 vân sáng, 7 vân tối.