Trường THPT Vĩnh Cửu
Huỳnh Thị Lệ Tuyết
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỒNG NAI
Đơn vị: Trường THPT Vĩnh Cửu
Mã số: ..........................
Chuyên đề:
MỘT SỐ BÀI TẬP VỀ
GIAO THOA ÁNH SÁNG
Người thực hiện: HUỲNH THỊ LỆ TUYẾT
Lĩnh vực nghiên cứu:
Quản lý giáo dục
Phương pháp dạy học bộ môn:........................
Phương pháp giáo dục
Lĩnh vực khác: ...............................................
Có đính kèm:
Mô hình
Phần mềm
Phim ảnh
Chuyên đề: Một số bài tập về giao thoa ánh sáng
Hiện vật khác
Trang 0
Trường THPT Vĩnh Cửu
Huỳnh Thị Lệ Tuyết
Năm học: 2012- 2013
Chuyên đề: Một số bài tập về giao thoa ánh sáng
Trang 1
Trường THPT Vĩnh Cửu
Huỳnh Thị Lệ Tuyết
SƠ LƯỢC LÝ LỊCH KHOA HỌC
I.
THÔNG TIN CHUNG VỀ CÁ NHÂN:
Họ và tên: Huỳnh Thị Lệ Tuyết
Ngày tháng năm sinh: 13/07/ 1977
Nam, Nữ: Nữ
Địa chỉ: Ấp Ông Hường, Xã Thiện Tân- Vĩnh cửu- Đồng Nai
Điện thoại: 0613865022( CQ) 0613971582 (NR): ĐTDĐ: 0988811018
Fax:
E-mail:
[email protected]
Chức vụ: Giáo viên
Đơn vị công tác: Trường THPT Vĩnh Cửu
II.
TRÌNH ĐỘ ĐÀO TẠO
- Học vị cao nhất: Cử nhân
- Năm nhận bằng: 1999
- Chuyên ngành đào tạo: Vật lý
III. KINH NGHIỆM KHOA HỌC
- Lĩnh vực chuyên môn có kinh nghiệm: vật lý
Số năm có kinh nghiệm: 14 năm
- Các sáng kiến kinh nghiệm đã có trong 5 năm gần đây:
Ứng dụng phần mềm Director trong dạy học vật lý.
Chuyên đề: Một số bài tập về giao thoa ánh sáng
Trang 2
Trường THPT Vĩnh Cửu
Huỳnh Thị Lệ Tuyết
I. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI:
Với sự pháp triển như vũ bão của ngành công nghệ thông tin, việc tìm kiếm tài
liệu cho giảng dạy không còn là vấn đề khó khăn nữa. Tuy nhiên không phải tài
liệu nào cũng phù hợp với đối tượng học sinh mà giáo viên cần truyền đạt. Xuất
phát từ nhu cầu đó tôi đã hệ thống lại lý thuyết và đưa ra một số bài tập sát với
chương trình chuẩn và phù hợp với thực tế học tập của học sinh ở trường. Vì
thời gian có hạn, tôi xin trình bày một phần trong chương giao thoa ánh sáng.
Chuyên đề: Một số bài tập về giao thoa ánh sáng
Trang 3
Trường THPT Vĩnh Cửu
Huỳnh Thị Lệ Tuyết
II. THỰC TRẠNG TRƯỚC KHI THỰC HIỆN CÁC GIẢI PHÁP CỦA
ĐỀ TÀI:
1. THUẬN LỢI: Trong những năm qua tôi đã được nhà trường phân công
giảng dạy bộ môn vật lý ở khối 12.
2. KHÓ KHĂN: phần lớp đối tượng dạy học chỉ ở mức độ trung bình, yếu
việc soạn bài tập chỉ ở mức độ cơ bản
III. NỘI DUNG CỦA ĐỀ TÀI:
1. CƠ SỞ LÝ LUẬN:
Dạy và học thực chất là quá trình phát và thu thông tin của thầy và trò. Để đạt
được mục đích dạy học của mình tôi đã:
o Tóm tắt lý thuyết giúp các em nắm vững các công thức và phương pháp khi
giải các bài toán vật lý
o Giúp các em đi từ vấn đề cơ bản đến vấn đề nâng cao hơn
o Giải một số bài tập mẫu thật chi tiết để các em nắm vững phương pháp giải
o Đưa ra một số các bài tập vận dụng để các em luyện tập thêm, giúp các em
suy nghĩ và nhớ lại kiến thức cũ
Tôi xin đưa ra bài tập về “ Một số bài tập về giao thoa ánh sáng” .
Chuyên đề: Một số bài tập về giao thoa ánh sáng
Trang 4
Trường THPT Vĩnh Cửu
Huỳnh Thị Lệ Tuyết
2. NỘI DUNG:
CHỦ ĐỀ 1: TÁN SẮC ÁNH SÁNG
A.
Tóm tắt lý thuyết:
a. Định nghĩa hiện tượng tán sắc ánh sáng: Là hiện tượng ánh sáng bị tách
thành nhiều màu khác nhau khi đi qua mặt phân cách của hai môi trường
trong suốt.
* Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng không bị tán sắc
* ánh sáng đơn sắc có tần số xác định, chỉ có một màu
* Bước sóng của ánh sáng đơn sắc
v
c
0
f , trong chân không
f
0 c
0
v
n
n là chiết suất của môi trường trong suốt phụ thuộc vào màu sắc ( bước sóng)
ánh sáng. Đối với ánh sáng màu đỏ là nhỏ nhất, màu tím là lớn nhất.
* Ánh sáng trắng là tập hợp của vô số ánh sáng đơn sắc có màu biến thiên liên
tục từ đỏ đến tím
* Bước sóng của ánh sáng trắng 0,4m 0,76m
Chú ý: Khi truyền từ môi trường trong suốt này sang môi trường trong suốt khác
vận tốc của ánh sáng , bước sóng của ánh sáng thay đổi nhưng tần số của ánh
sáng không đổi.
b. Công thức của lăng kính:
Tại I: sin i= n.sinr
Tại J: sini’= n.sinr’
Góc chiết quang của lăng kính: A= r+r’
Góc lệch của tia sáng qua lăng kính: D= i+i’-A
* Trường hợp nếu các góc là nhỏ ta có các công thức gần đúng:
i=n.r
i’= n.r’
A= r+r’
D= (n-1).A
c. Góc lệch cực tiểu:
Khi tia sáng qua lăng kính có góc lệch cực tiểu thì đường đi của tia sáng đối
xứng qua mặt phân giác của góc chiết quang của lăng kính. Ta có:
i= i’=im ( góc tới ứng với độ lệch cực tiểu)
r=r’= A/2
Dm= 2.im – A hay im= (Dm +A)/2
Sin(Dm+A)/2= nsin(A/2)
Chuyên đề: Một số bài tập về giao thoa ánh sáng
Trang 5
Trường THPT Vĩnh Cửu
Huỳnh Thị Lệ Tuyết
B. BÀI TẬP:
a.
Bài tập minh họa:
Bài 1: Bước sóng của ánh sáng đỏ trong không khí là 0,64 m. Tính bước
sóng của ánh sáng đó trong nước biết chiết suất của nước đối với ánh sáng
đỏ là 4/3
Hướng dẫn: Viết công thức liên hệ giữa bước sóng ánh sáng trong môi trường
và trong chân không
Ta có
'
v
c
0,48m
f nf
Bài 2:Một chùm ánh sáng hẹp, đơn sắc có bước sóng trong chân không là
0,6 m. Xác định chu kỳ, tần số của ánh sáng đó. Tính tốc độ và bước sóng
của ánh sáng đó khi truyền trong thủy tinh có chiết suất n=1,5.
Hướng dẫn:
Tần số :
Chu kỳ :
f
c
5.1014 Hz
T
1
2.10 15 s
f
Tốc độ truyền sóng:
'
v
c
2.108 m / s
n
0,4 m
n
Bài 3: Một lăng kính có góc chiết quang là 60 0. Biết chiết suất của lăng kính
đối với ánh sáng đỏ là 1,5. Chiếu tia sáng màu đỏ vào mặt bên của lăng kính
dưới góc tới 600. Tính góc lệch của tia ló so với tia tới
Hướng dẫn:
Ta có:
sin r1
sin i1
0.58 sin 35,50 r1 35,50 r2 A r1 24,7 0
n
sin i2 n sin r2 0,63 sin 38,80 i2 38,80 D i1 i2 A 38,80
Bài 4: Một lăng kính thủy tinh có góc chiết quang A= 60 0, có chiết suất đối
với tia đỏ là 1,514. Tính góc lệch cực tiểu của tia này
Hướng dẫn:
sin
Dm A
A
n sin 0,757 sin 49,2 0 Dm 2.49,2 0 A 38,4 0
2
2
Bài 5: Một lăng kính thủy tinh có góc chiết quang A=4 0, đặt trong không khí.
Chiết suất của lăng kính đối với ánh sáng đỏ và tím lần lượt là 1,643 và 1,685.
Chuyên đề: Một số bài tập về giao thoa ánh sáng
Trang 6
Trường THPT Vĩnh Cửu
Huỳnh Thị Lệ Tuyết
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. Tính góc tạo bởi tia
đỏ và tia tím sau khi ló ra khỏi mặt bên kia của lăng kính.
Hướng dẫn:
Với A và i1 nhỏ ( 100) ta có: D=(n-1)A. Dđ= 2,5720 ; Dtím = 2,740
Góc tạo bởi tia ló đỏ và tia ló tím là D= 0,1680 =2,93.10-3 rad/s
b. Bài tập trắc nghiệm:
Câu 1: Bước sóng của bức xạ da cam trong chân không là 600nm thì tần số của
bức xạ đó là:
A. 5.1012Hz
B. 5.1013Hz
C. 5.1014Hz
D. 5.1015Hz
Câu 2: Bước sóng của một ánh sáng đơn sắc trong môi trường vật chất chiết
suất n=1,6 là 600nm. Bước sóng của nó trong nước có chiết suất n’=4/3:
A. 450nm
B. 500nm
C. 720nm
D. 760nm
Câu 3: Bước sóng của ánh sáng đỏ trong không khí là 0,64m. Biết chiết suất
của nước đối với ánh sáng đỏ là 4/3. Bước sóng của nó là:
A. 0,42m
B. 0,48m
C. 0,52m
D. 0,85m
Câu 4: Một ánh sáng đơn sắc có tần số dao động là 5.10 13Hz, khi truyền trong
một môi trường có bước sóng là 600nm. Tốc độ ánh sáng trong môi trường đó
bằng:
A. 3.108m/s
B. 3.107m/s
C. 3.106m/s
D. 3.105m/s
Câu 5: Một lăng kính có góc chiết quang A=80. Chiết suất của thủy tinh làm
lăng kính đối với ánh sáng màu đỏ và ánh sáng màu tím lần lượt là n d= 1,6444
và nt= 1,6852. Chiếu một chùm ánh sáng trắng rất hẹp, coi như một tia sáng,
vào mặt bên của lăng kính theo phương vuông góc với mặt đó. Góc tạo bởi tia ló
màu đỏ và tia ló màu tím là:
A. 0,057rad
B. 0,57rad
C. 0,0057 rad
D. 0,0075rad
Câu 6: Chiếu một chùm tia sáng trắng, song song, hẹp (coi như một tia sáng)
vào một mặt bên của một lăng kính thủy tinh, có góc chiết quang A=6 0 dưới góc
tới i= 600. Biết chiết suất của lăng kính tia đỏ là 1,5 và đối với tia tím là 1,54.
Góc tạo bởi tia ló màu đỏ là tia ló màu tím là:
A. 0,240
B. 30
C. 3,240
D. 0,30
Câu 7: Trong một thí nghiệm người ta chiếu một chùm ánh sáng đơn sắc song
song hẹp vào cạnh của một lăng kính có góc chiết quang A=80 theo phương
vuông góc với mặt phân giác của góc chiết quang. Sử dụng ánh sáng vàng, chiết
suất của lăng kính là 1,65 thì góc lệch của tia sáng là:
A. 40
B. 5,20
C. 6,30
D. 7,80
Câu 8: Chiếu một chùm tia sáng trắng song song, hẹp coi như một tia sáng vào
mặt bên của một lăng kính có góc chiết quang A=45 0 dưới góc tới i1= 600. Biết
chiết suất của lăng kính với tia đỏ là nd= 1,5. Góc ló của tia màu đỏ bằng:
A. 9,740
B. 450
C. 35,260
D. 14,70
Câu 9: Chiếu một chùm tia sáng trắng song song, hẹp coi như một tia sáng vào
mặt bên của một lăng kính có góc chiết quang A=9 0, dưới góc tới i1= 60. Biết
Chuyên đề: Một số bài tập về giao thoa ánh sáng
Trang 7
Trường THPT Vĩnh Cửu
Huỳnh Thị Lệ Tuyết
chiết suất của lăng kính với tia màu vàng là n=1,52. Góc lệch của tia màu vàng
bằng:
A. 30
B. 3,120
C. 4,50
D. 4,680
Câu 10:Chiếu vào mặt bên một lăng kính có góc chiết quang A=50 0 một chùm
ánh sáng trắng hẹp coi như một tia sáng dưới góc tới i. Biết góc lệch của tia màu
tím là cực tiểu Dmin. Chiết suất của lăng kính đối với tia tím là n t= 1,54. Giá trị
của Dmin bằng:
A. 31,20
B. 40,60
C. 250
D. Một giá trị khác
Đáp án:
Câu
Đáp án
1
C
2
A
3
B
4
B
5
C
6
A
Chuyên đề: Một số bài tập về giao thoa ánh sáng
7
B
8
D
9
D
10
Trang 8
Trường THPT Vĩnh Cửu
Huỳnh Thị Lệ Tuyết
CHỦ ĐỀ 2: GIAO THOA ÁNH SÁNG
A. Tóm tắt lý thuyết:
a. Hiện tượng giao thoa ánh sáng:Là sự tổng hợp của hai hay nhiều sóng ánh
sáng kết hợp trong không gian trong đó xuất hiện những vạch sáng và những
vạch tối xen kẽ nhau.
Cách vạch sáng ( vân sáng) và các vạch tối ( vân tối) gọi là vân giao thoa
Hiệu đường đi của ánh sáng:
d d 2 d 1
ax
d
H
S1
A
d1
I
d2
x
O
Trong đó: a=S1S2 là khoảng cách giữa hai khe a
D
S2
sáng
B
D: là khoảng cách từ hai khe đến màn quan sát
M
d1= S1A; d2= S2A
x= OA: là khoảng cách từ vân trung tâm đến A
b. Vị trí vân sáng: Những chỗ hai sáng gặp nhau cùng pha, khi đó chúng tăng
cường lẫn nhau và tạo nên vân sáng. Tại A có vân sáng khi hai sóng cùng
pha, hiệu đường đi bằng số nguyên lần bước sóng: d 2 d1 k
Vị trí vân sáng:
xk
D
a
k=0: vân sáng trung tâm
k= 1: vân sáng bậc 1
k= 2: vân sáng bậc hai
c. Vị trí vân tối: Những chỗ hai sóng gặp nhau ngược pha nhau, chúng triệt tiêu
lẫn nhau sẽ tạo nên vân tối. Tại A có vân tối khi hai sóng ngược pha, hiệu
đường đi bằng số lẻ nửa bước sóng
Vị trí vân tối:
x ( k 0,5)
D
a
d. Khoảng vân i: Là khoảng cách giữa hai vân tối hoặc hai vân sáng liên tiếp
i
D
a
e. Xác định số vân sáng, vân tối trong vùng giao thoa:
Số vân trên một nửa giao thoa trường:
n, p
L
2i ; n là phần nguyên, p là phần thập phân
Số vân sáng: N s 2.n 1
Số vân tối là :
Chuyên đề: Một số bài tập về giao thoa ánh sáng
Trang 9
Trường THPT Vĩnh Cửu
Huỳnh Thị Lệ Tuyết
Nếu phần thập phân p<0,5 thì: N t 2n
Nếu phần thập phân p 0,5 thì Nt= 2(n+1)
L(m) là bề rộng vùng giao thoa, bề rộng trường giao thoa
f. Giao thoa với ánh sáng nhiều thành phần:
Nếu ánh sáng phát ra từ nguồn gồm nhiều thành phần đơn sắc khác nhau thì mỗi
thành phần đơn sắc sẽ cho một hệ vân giao thoa riêng. Màu của vân sáng trung
tâm là màu của ánh sáng thí nghiệm.
Vị trí vân sáng của các bức xạ trùng nhau:
xs1 = xs2= ...=xsn k1x1= k2x2 =... = knxn
Bề rộng của quang phổ bậc n:
x n(i max i min ) n
D
( max min )
a
Những bức xạ có vân sáng tại vị trí x:
x ki k
D
ax 1
. (1)
a
D k
Vì min max nên
min
ax 1
. max
D k
Kết hợp với điều kiện k N ta suy ra đựơc các giá trị của k. Cuối cùng thay vào
(1) ta tìm đựơc bước sóng của các bức xạ đã cho tại vị trí x
Việc tìm những bức xạ đã cho vân tối tại vị trí x cũng được tiến hành tương tự.
Chuyên đề: Một số bài tập về giao thoa ánh sáng
Trang 10
Trường THPT Vĩnh Cửu
Huỳnh Thị Lệ Tuyết
BÀI TẬP:
g. Bài tập minh họa:
DẠNG 1: TÍNH TOÁN CÁC ĐẠI LƯỢNG THƯỜNG GẶP TRONG
CÔNG THỨC:
Bài 1: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng dùng hai khe Young, tìm bước sóng
ánh sáng chiếu vào hai khe, biết hai khe cách nhau một khoảng 0,3mm; khoảng
vân đo được 3m; khoảng cách từ hai khe đến màn quan sát D=1,5m
Hướng dẫn:
ia 0,3.10 3.3.10 3
0,6.10 6 m 0,6m
D
1,5
Bài 2: Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng,biết khoảng cách giữa hai
khe 0,35mm; D= 1,5m và = 0,7m. Tìm khoảng cách giữa hai vân sáng liên
tiếp
Hướng dẫn:
i
D
a =3.10-3m= 3mm
Bài 3: Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng biết D=2m; i= 0,5mm; =
0,5m. Khoảng cách giữa hai khe bằng bao nhiêu?
Hướng dẫn:
a
D
2.10 3 m 2mm
i
Bài 4: Trong thí nghiệm về giao thoa ánh sáng, biết D=2m; a=1mm; = 0,6m.
Tìm vị trí vân sáng thứ ba
Hướng dẫn:
i
D
a =1,2mm
Vị trí vân sáng thứ 3: x3= 3.1= 3,6mm
Bài 5: Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng, biết D= 3m; a=1mm. Tại
vị trí cách vân trung tâm 4,5mm ta thu được vân tối thứ 3. tính bước sóng ánh
sáng dùng trong thí nghiệm
1
x3 ( 2 )i 2,5i 4,5mm i 1,8mm
2
Hướng dẫn: Vị trí vân tối thứ 3:
ia 10 3.1,8.10 3
0,6.10 6 m 0,6m
D
3
Bước sóng:
Bài 6:Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng, biết D=3m; a=1mm; = 0,6m. Tại
vị trí cách vân trung tâm 6,3mm có vân sáng hay vân tối bậc mấy?
D 0,6.10 6.3
i
1,8.10 3 m 1,8mm
3
a
10
Hướng dẫn: Tìm khoảng vân i
Chuyên đề: Một số bài tập về giao thoa ánh sáng
Trang 11
Trường THPT Vĩnh Cửu
Huỳnh Thị Lệ Tuyết
6,3
3,5
Xét tỉ số: i
. Tại vị trí cách vân trung tâm 6,3mm có vân tối thứ 4
Bài 7: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng dùng hai khe Young, biết D=1m,
a=1mm, khoảng cách từ vân sáng thứ 4 đến vân sáng thứ 10 ở cùng một bên vân
sáng trung tâm là 3,6mm. Tìm bước sóng ánh sáng?
Hướng dẫn: Khoảng cách từ vân sáng thứ 10 đến vân sáng thứ 4 : x=6i=3,6
i= 0,6mm
ia 10 3.0,6.10 3
0,6.10 6 m 0,6m
D
1
Bước sóng
Chuyên đề: Một số bài tập về giao thoa ánh sáng
Trang 12
Trường THPT Vĩnh Cửu
Huỳnh Thị Lệ Tuyết
DẠNG 2: TÍNH KHOẢNG CÁCH GIỮA HAI VÂN:
Bài 1: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng , hai khe được chiếu bằng ánh sáng
có bước sóng =0,5m, a=0,5mm, D=1m. Tính khoảng cách giữa vân sáng bậc
1 và vân tối thứ 3 ở cùng một bên so với vân trung tâm.
D 0,5.10 6.1
i
10 3 m 1mm
3
a
0,5.10
Hướng dẫn:
Vị trí vân sáng bậc 1: x1= i=1mm; vị trí vân tối thứ 3: x3= (2+0,5)i= 2,5mm
Khoảng cách giữa chúng x=1,5mm
Bài 2: Ta chiếu sáng hai khe young bằng ánh sáng trắng với bước sóng ánh sáng
đỏ đ=0,75m và ánh sáng tím =0,4m, biết a= 0,5mm; D=2m. Khoảng cách
giữa vân sáng bậc 4 màu đỏ và vân sáng bậc 4 màu tím cùng một phía đối với
vân trắng chính giữa là bao nhiêu?
Hướng dẫn: Vị trí vân sáng bậc 4 màu đỏ
Vị trí vân sáng bậc 4 màu tím:
x4 đ 4
đ . D
12mm
a
x4 t 4
t .D
6,4mm
a
Khoảng cách giữa chúng: x=xđ –xt= 5,6mm
Chuyên đề: Một số bài tập về giao thoa ánh sáng
Trang 13
Trường THPT Vĩnh Cửu
Huỳnh Thị Lệ Tuyết
DẠNG 3: TÍNH SỐ VÂN SÁNG, SỐ VÂN TỐI TRÊN VÙNG GIAO
THOA
Bài 1: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng , hai khe được chiếu bằng ánh sáng
có bước sóng =0,5m, biết a= 0,5mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe
đến màn quan sát là D=1m. bề rộng vùng giao thoa quan sát được trên màn là
L= 13mm. Tính số vân sáng và số vân tối quan sát được trên màn
Hướng dẫn: Tìm i:
i
D
a =1mm
L 13
6,5
Số vân trên một nửa giao thoa trường: 2i 2
Số vân sáng quan sát được trên màn: Ns= 2.6+1= 13 vân sáng
Số vân tối quan sát được trên màn: Nt= 2.(6+1)= 14 vân tối
Bài 2: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng, biết D= 2,5m; a=1mm; =0,6m.
Bề rộng giao thoa trường là 12,5mm. Tìm số vân quan sát được trên màn?
Hướng dẫn:
i
D
a = 1,5mm
L 12,6
4,16
3
Số vân trên một nửa giao thoa trường: 2i
Số vân sáng quan sát được trên màn: Ns= 2.4+1= 9 vân sáng
Số vân tối quan sát được trên màn: Nt= 2.4=8 vân tối
Vậy tổng số vân quan sát được trên màn là: 8+9= 17 vân
Chuyên đề: Một số bài tập về giao thoa ánh sáng
Trang 14
Trường THPT Vĩnh Cửu
Huỳnh Thị Lệ Tuyết
DẠNG 4: VỊ TRÍ VÂN SÁNG CỦA CÁC BỨC XẠ ĐƠN SẮC TRÙNG
NHAU
Bài 1: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng, biết D= 2m; a=2mm. Hai khe được
chiếu bằng ánh sáng trắng ( có bước sóng từ 0,4m đến 0,75m). Tại điểm trên
màn quan sát cách vân trắng chính giữa 3,3mm có bao nhiêu bức xạ cho vân
sáng tại đó?
Hướng dẫn: Vị trí các vân sáng:
Với ánh sáng trắng
xs k
x .a 3,3
D
s
a
D
k
0,4 0,75 0,4
3,3
0,75 4,4 k 8,25
k
và kZ
Chọn k=5,6,7,8; có 4 bức xạ cho vân sáng tại đó
Bài 2: Hai khe ở thí nghiệm Young được chiếu bằng ánh sáng trắng ( bước sóng
của ánh sáng tím là 0,4m, của ánh sáng đỏ là 0,75m. Hỏi ở đúng vị trí vân
sáng bậc 4 của ánh sáng đỏ có bao nhiêu vạch sáng của những ánh sáng đơn sắc
khác nằm trùng ở đó?
Hướng dẫn:
Vị trí vân sáng bậc 4 màu đỏ:
Với ánh sáng trắng:
0,4 0,75 0,4
xđ 4
đ . D 3D
D
3
xs k
a
a
a
k
3
0,75 4 k 7,5
k
(kZ)
Chọn k=4,5,6,7: Có 4 bức xạ cho vân sáng tại đó
Bài 3: Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe
là 0,4mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là 2m. Dùng ánh sáng trắng để chiếu
hai khe ( 0,38m0,76m). Xác định bước sóng của những bức xạ cho vân
tối và những bức xạ cho vân sáng tại điểm M cách vân trung tâm 8mm.
Hướng dẫn:
Tại M có vân tối khi:
x M ( k 0,5)
ax M
D
a
D( k 0,5)
Mặc khác:0,38m0,76m
Giải tìm k: 1,6 k 3,7
k=2 =0,64m
k=3 =0,48m
Tại M có vân sáng :
xM k
a. x M
D
a
D.k
Tương tự 2,1 k 4,2
k=3 =0,53m
Chuyên đề: Một số bài tập về giao thoa ánh sáng
Trang 15
Trường THPT Vĩnh Cửu
Huỳnh Thị Lệ Tuyết
k=4 =0,4m
Chuyên đề: Một số bài tập về giao thoa ánh sáng
Trang 16
Trường THPT Vĩnh Cửu
Huỳnh Thị Lệ Tuyết
h. Bài tập trắc nghiệm tổng hợp:
Câu 1: Trong một thí nghiệm giao thoa ánh sáng, đo được khoảng cách từ vân
sáng thứ tư đến vân sáng thứ 10 ở cùng một phía đối với vân sáng trung tâm là
2,4 mm, khoảng cách giữa hai khe Iâng là 1mm, khoảng cách từ màn chứa hai
khe tới màn quan sát là 1m. Bước sóng ánh sáng dùng trong thí nghiệm là
A. = 0,40 m; B. = 0,45 m; C. = 0,68 m;
D. = 0,72 m.
Câu 2: Trong một thí nghiệm Iâng về giao thoa ánh sáng, hai khe Iâng cách
nhau 2mm, hình ảnh giao thoa được hứng trên màn ảnh cách hai khe 1m. Sử
dụng ánh sáng đơn sắc có bước sóng , khoảng vân đo được là 0,2 mm. Bước
sóng của ánh sáng đó là
A. = 0,64 m;
B. = 0,55 m; C. = 0,48 m; D. = 0,40 m
Câu 3 : Trong một TN về giao thoa ánh sáng. Hai khe Iâng cách nhau 3mm,
hình ảnh giao thoa được hứng trên màn ảnh cách hai khe 3m. Sử dụng ánh sáng
đơn sắc có bước sóng , khoảng cách giữa 9 vân sáng liên tiếp đo được là 4mm.
Bước sóng của ánh sáng đó là
A. = 0,40 m; B. = 0,50 m; C. = 0,55 m; D. = 0,60 m.
Câu 4 : Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng, hai khe cách nhau 2mm ; D=1m.
Khoảng cách giữa 5 vân sáng liên tiếp trên màn là 1,2mm. Bước sóng ánh sáng
dùng trong thí nghiệm là :
A. 0,4m
B. 0,5m
C. 0,6m
D. 0,76m
Câu 5 : Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng. Biết a=1mm, D=3m.
Người ta quan sát thấy rằng tại vị trí cách vân trung tâm 4,5mm ta thu được vân
tối thứ 3. Bước sóng ánh sáng dùng trong thí nghiệm là :
A. 0,42m
B. 0,48m
C. 0,55m
D. 0,6m
Câu 6 : Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng. Biết a=0,75mm,
D=2m. Người ta quan sát thấy rằng tại vị trí cách vân trung tâm 4,2mm ta thu
được vân tối thứ 4. Bước sóng ánh sáng dùng trong thí nghiệm là :
A. 0,35m
B. 0,45m
C. 0,6m
D. 0,64m
Câu 7: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa màn quan sát
đến hai khe là 2m ; khoảng vân là i=0,5mm. Bứơc sóng của ánh sáng thí nghiệm
=0,5m. Khoảng cách a giữa hai khe bằng :
A. 1mm
B. 1,5mm
C. 2mm
D. 1,2mm
Câu 8 : Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe là
2,5mm ; khoảng cách giữa màn quan sát đến hai khe là 2,5m. Bứơc sóng của
Chuyên đề: Một số bài tập về giao thoa ánh sáng
Trang 17
Trường THPT Vĩnh Cửu
Huỳnh Thị Lệ Tuyết
ánh sáng thí nghiệm =0,58m. Khoảng cách từ vân tối bậc 3 đến vân sáng
trung tâm là
A. 1,45mm
B. 2,03mm
C. 0,58mm
D. 1,74mm
Câu 9 : Trong một TN Iâng về giao thoa ánh sáng, hai khe Iâng cách nhau
2mm, hình ảnh giao thoa được hứng trên màn ảnh cách hai khe 1m. Sử dụng ánh
sáng đơn sắc có bước sóng , khoảng vân đo được là 0,2 mm. Vị trí vân sáng
thứ ba kể từ vân sáng trung tâm là
A. 0,4 mm;
B. 0,5 mm;
C. 0,6 mm;
D. 0,7 mm.
Câu 10 : Trong một TN Iâng về giao thoa ánh sáng, hai khe Iâng cách nhau
1,5mm, hình ảnh giao thoa được hứng trên màn ảnh cách hai khe 3m, bước sóng
= 0,60 m . Khoảng cách giữa vân sáng và vân tối liên tiếp trên màn là :
A. 0,6mm
B. 1,2mm
C. 2,4mm
D. 1,5mm
Câu 11 : Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng . Biết a= 2,5mm, D=2,5m. Bước
sóng ánh sáng dùng trong thí nghiệm = 0,58 m. Khoảng cách từ vân sáng
bậc 4 đến vân sáng trung tâm là :
A. 1,45mm
B. 1,74mm
C. 2,16mm
D. 2,32mm
Câu 12 : Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng với bức xạ có bước sóng . Vân
sáng bậc 4 cách vân sáng trung tâm là 4,8mm. Xác định tọa độ của vân tối thứ
4:
A. 4,2mm
B. 4,4mm
C. 4,6mm
D. 3,6mm
Câu 13 : Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng dùng hai khe iâng. Khoảng cách
từ vân sáng bậc 4 bên này đến vân sáng bậc 4 bên kia của vân trung tâm là
9,6mm. Vân tối bậc 3 cách vân trung tâm một khoảng :
A. 6,4mm
B. 6mm
C. 7,2mm
D. 3mm
Câu 14 : Hai khe Yâng cách nhau 1mm. Nguồn sáng đơn sắc có bứơc sóng
0,5m cách đều 2 khe. Màn quan sát được đặt cách hai khe một khoảng 2m.
Khoảng cách giữa vân sáng bậc hai và vân tối bậc 5 cùng bên vân sáng trung
tâm trên màn quan sát là :
A. 1,5mm
B. 2mm
C. 2,5mm
D. 3,6mm
Câu 15 : Hai khe Iâng cách nhau 3mm được chiếu bằng ánh sáng đơn sắc có
bước sóng 0,60m. Các vân giao thoa được hứng trên màn cách hai khe 2m. Tại
điểm M cách vân trung tâm 1,2 mm có
A. vân sáng bậc 2;
B. vân sáng bậc 3;
C. vân tối bậc 2; D. vân tối bậc 3.
Câu 16 : Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe
a=2mm, từ khe đến màn D=1m, bước sóng ánh sáng là 0,50m. Tại vị trí cách
vân trung tâm 0,75mm ta được vân loại gì ? thứ mấy ?
Chuyên đề: Một số bài tập về giao thoa ánh sáng
Trang 18
Trường THPT Vĩnh Cửu
Huỳnh Thị Lệ Tuyết
A. vân sáng, thứ 2
B. Vân tối, thứ 2
C. vân sáng, thứ 3
D. vân tối, thứ 3
Câu 17 : Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe là
0,8mm ; màn quan sát cách mặt phẳng hai khe là 2,2m. Ánh sáng đơn sắc chiếu
vào hai khe có bước sóng 0,48m. Khoảng cách từ vân tối thứ nhất đến vân sáng
bậc 3 là :
A. 3,3mm
B. 2,7mm
C. 3mm
D.3,6mm
Câu 18 : Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe là
0,8mm ; màn quan sát cách mặt phẳng hai khe là 2,2m. Ánh sáng đơn sắc chiếu
vào hai khe có bước sóng 0,48m.Khoảng cách từ vân sáng bậc 1 đến vân tối
thứ 4 :
A. 3,3mm
B. 2,7mm
C. 3mm
D.3,6mm
Câu 19 : Hai khe I- âng cách nhau 1mm. Nguồn sáng đơn sắc có bước sóng
0,5m cách đều 2 khe. Màn quan sát được đặt cách hai khe một khoảng 2m.
Khoảng cách giữa vân sáng bậc hai và vân tối thứ năm cùng phía so với vân
trung tâm trên màn quan sát là :
A. 1,5mm
B. 2mm
C. 2,5mm
D. 3,6mm
Câu 20 : Trong thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng. Biết khoảng cách từ
màn quan sát đến hai khe D=2m, khoảng cách giữa hai khe a=3mm. Khoảng
cách từ vân sáng bậc hai đến vân sáng bậc 4 ở khác phía so với vân trung tâm là
3mm. Bước sóng ánh sáng dùng trong thí nghiệm là :
A. 0,44m
B. 0,58m
C. 0,64m
D. 0,75m
Câu 21 : Trong thí nghiệm I- âng về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai
khe 0,5mm, khoảng cách từ hai khe đến màn quan sát là 1m. Bước sóng ánh
sáng dùng trong thí nghiệm 0,5m. Tại vị trí cách vân trung tâm một khoảng
x=3,5mm có :
A. vân sáng bậc 3
B. Vân sáng bậc 4
C. Vân tối thứ 3
D. vân tối thứ 4
Câu 22 : Trong thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe đặt cách nhau
a=0,9mm và cách màn D=1,8m. Nguồn đơn sắc có bước sóng 0,7m. Khoảng
cách từ vân sáng bậc 4 đến vân tối thứ 1 tính từ vân trung tâm và nằm khác phía
nhau đối với vân trung tâm :
A. 1,4mm
B. 6,3mm
C. 7mm
D. 7,7mm
Câu 23 : Ta chiếu sáng hai khe I-âng bằng ánh sáng trắng với bước sóng ánh
sáng đỏ 0,75m và ánh sáng tím 0,4m. Biết a= 0,5mm, D=2m. Khoảng cách
Chuyên đề: Một số bài tập về giao thoa ánh sáng
Trang 19