Phương pháp học nhanh Vật lí Lớp 12 - Tập 2 - Chuyên đề 4: Lượng tử ánh sáng - Chủ đề 23: Giao thoa ánh sáng - Phạm Hồng Vương

Nội dung text: Phương pháp học nhanh Vật lí Lớp 12 - Tập 2 - Chuyên đề 4: Lượng tử ánh sáng - Chủ đề 23: Giao thoa ánh sáng - Phạm Hồng Vương

1. CHỦ ĐỀ 23: GIAO THOA ÁNH SÁNG I. TÓM TẮT LÝ THUYẾT 1. Hiện tượng giao thoa ánh sáng Khái niệm: Hiện tượng giao thoa ánh sáng là hiện tượng chồng chất của hai (hay nhiều) sóng kết hợp, kết quả là trong trường giao thoa sẽ xuất hiện xen kẽ những miền sáng, những miền tối. Điều kiện: Cũng như sóng cơ chỉ có các sóng ánh sáng kết hợp mới tạo ra được hiện tượng giao thoa. Nguồn sáng kết hợp là những nguồn phát ra ánh sáng có cùng tần số và có độ lệch pha không đổi theo thời gian. - Đối với ánh sáng đơn sắc: Vân giao thoa là những vạch sáng tối xen kẽ nhau một cách đều nhau. - Đối với ánh sáng trắng: Vân sáng trung tâm có màu trắng, quang phổ bậc 1 có màu cầu vồng, tím ở trong, đỏ ở ngoài. Từ quang phổ bậc 2 trở lên không rõ nét vì có một phần các màu chồng chất lên nhau. 2. Giao thoa bằng khe Young với ánh sáng đơn sắc Trong đó: a S1S2 là khoảng cách giữa hai khe sáng D = OI là khoảng cách từ hai khe sáng S1 , S2 đến màn quan sát. Điều kiện: D A . S1M d1 ; S2M d2 x OM là (toạ độ) khoảng cách từ vân trung tâm đến điểm M ta xét. ax - Hiệu đường đi: d d d 2 1 D - Tại M là vị trí vân sáng: D d k x k ;k Z S a k 0 : Vân sáng trung tâm k 1: Vân sáng bậc 1 k 2 : Vân sáng bậc 2 - Tại M là vị trí vân tối: D d (k 0,5) x (k 0,5) ;k Z a Trang 1
2. k 0,k 1: Vân tối thứ nhất k 1,k 2: Vân tối thứ hai k 2,k 3: Vân tối thứ ba - Khoảng vân: là khoảng cách giữa hai vân sáng (hoặc tối) liên tiếp nhau x k.i D s i i a s (k 0,5)i (2k 1) t 2 i • Vân sáng và vân tối liên tiếp cách nhau một đoạn là: 2 • Giữa n vân sáng liên tiếp có (n - 1) khoảng vân. 3. Ứng dụng ia - Đo bước sóng ánh sáng  D - Giao thoa trên bản mong như vết dầu loang, màng xà phòng II. PHÂN DẠNG VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP Dạng 1: GIAO THOA VỚI MỘT BỨC XẠ • Xác định vị trí vân sáng (tối), khoảng vân: Xem lại các công thức ở phần lí thuyết. • Khoảng cách 2 vị trí vân m, n bất kì: x xm xn Lưu ý: - m và n cùng phía với vân trung tâm thì xm và xn cùng dấu; - m và n khác phía với vân trung tâm thì xm và xn khác dấu. • Tính chất vân sáng (tối) của 1 điểm M cách vân trung tâm 1 đoạn x: x OM - Tại M có tọa độ x là vân sáng khi: m k , điểm M là vân sáng bậc k. m i i x - Tại M có tọa độ x là vân tối khi: m k 0,5, điểm M là vân tối thứ (k + 1). m i • Thí nghiệm được tiến hành trong môi trường trong suốt có chiết suất n thì:  i Bước sóng  và khoảng vân i giảm n lần:  ' ; i' n n • Xác định số vân sáng – tối trong miền giao thoa có bề rộng L: L Cách 1: (nhanh nhất) Lập tỉ số N , chỉ lấy phần nguyên ta có: i Trang 2
3. - Nếu N lẻ thì: số vân sáng là N, số vân tối là N + 1, vân ngoài cùng là vân tối - Nếu N chắn thì: số vân tối là N, số vân sáng là N + 1, vân ngoài cùng là vân sáng. L Cách 2: Lập tỉ số N 2i - Số vân sáng là: Ns 2N 1, với N Z - Số vân tối là: Nt 2N nếu phần thập phân của N 0,5; - Nt 2N 2 nếu phần thập phân của N 0,5 Cách 3: (tổng quát nhất) Số giá trị k Z là số vân sáng (vân tối) cần tìm L L - Vân sáng: ki 2 2 L L - Vân tối: (k 0,5)i 2 2 • Xác định số vân sáng, vân tối giữa hai điểm M, N có tọa độ xm , xn (giả sử xm xn ): - Vân sáng: xm ki xn - Vân tối: xm (k 0,5)i xn Số giá trị k Z là số vân sáng (vân tối) cần tìm Lưu ý: M và N cùng phía với vân trung tâm thì x1 và x2 cùng dấu; M và N khác phía với vân trung tâm thì x1 và x2 khác dấu. • Đặt bản mỏng trước khe Young Nếu ta đặt trước khe S1 một bản thủy tinh có chiều dày e, chiết suất n. Hệ vân bị lệch một đoạn (n 1)e.D x về phía S 0 a 1 • Tịnh tiến khe sáng S đoạn y Tịnh tiến nguồn sáng S theo phương S1S2 về phía S1 một đoạn y thì hệ thông vân giao thoa di chuyển theo chiều y.D ngược lại đoạn x 0 d Với d là khoảng cách từ nguồn S đến mặt phẳng chưa hai khe S1 ; S2 Dạng 2: GIAO THOA VỚI ÁNH SÁNG Trang 3
4. • Bề rộng quang phổ liên tục bậc k: hay khoảng cách giữa vân tím bậc k đến vân đỏ bậc k (  )D x k(i i ) k đ t k đ t a • Tìm những bức xạ cho vân sáng (tối) tại M có tọa độ xM : D a.x - Tại M những bức xạ cho vân sáng khi: x k  M (1) M a k.D Kết hợp với t  đ ta tìm được các giá trị của k (với k Z ) Thay k vào (1) để xác định các bức xạ  cho vân sáng tại M. D a.x - Tại M những bức xạ cho vân tối khi x (k 0,5)  M (2) M a (k 0,5).D Kết hợp với t  đ ta tìm được các giá trị của k (với k Z ) Thay k vào (2) để xác định các bức xạ  cho vân tối tại M. Cách khác: Dùng máy tính bấm MODE 7 ; nhập hàm f (x) (1) hoặc (2) heo ẩn x = k; cho chạy nghiệm từ START 0 đến END 20 chọn STEP 1 (vì k nguyên), nhận nghiệm f (x) trong khoảng t  đ Dạng 3: GIAO THOA VỚI NHIỀU ÁNH SÁNG ĐƠN SẮC Chú ý: Hiện tượng giao thoa ánh sáng của 2 khe thứ cấp S1 , S2 chỉ xảy ra nếu ánh sáng có cùng bước sóng và cùng xuất phát từ 1 nguồn sáng sơ cấp điều đó có nghĩa là: Hai ngọn đèn dù giống hệt nhau cũng không thể giao thoa nhau do ánh sáng từ 2 ngọn đèn không thể cùng pha Khi bài toán cho giao thoa với nhiều bức xạ ta phải hiểu đó là hiện tượng giao thoa của từng bức xạ riêng biệt, chứ không phải giao thoa giữa các bức xạ với nhau vì các bực xạ có bước sóng khác nhau không thể giao thoa nhau Khi nguồn S phát ra hai ánh sáng đơn sắc có bước sóng 1 và 2 : + Trên màn có hai hệ vân giao thoa ứng với ánh sáng có bước sóng 1 và bước sóng 2 +Ở vị trí trung tâm hai vân sáng trùng nhau do xS1 xS1 0 + Tại các vị trí M, N thì hai vân lại trùng nhau khi xS1 xS1 k11 k22 : Màu vân sáng tại M, N giống màu vân sáng tại O a) Khoảng vân trùng (khoảng cách nhỏ nhất giữa hai vân cùng màu với vân trung tâm) i1 2 bức xạ: i12 BCNN(i1,i2 ) . Cách tìm: lấy bằng phân số tối giản, rồi suy ra i12 b.i1 a.i2 i2 Trang 4
5. 3 bức xạ: i123 BCNN(i1,i2 ,i3 ) . Thực hiện thao tác tương tự giữa i12 và i3 i123 b) Số vân sáng trùng nhau và số vân sáng quan sát được của 2 bức xạ trên toàn bộ trường giao thoa L và trên đoạn MN ( xM x N ) 1D 2D k1 2 p p.n Vị trí vân sáng trùng nhau: x1 x2 k1 k2 k11 k22 a a k2 1 q q.n p ( là phân số tối giản và số giá trị nguyên của n là số lần trùng nhau, bài toán này luôn có nghiệm) q  D  D Vị trí vân trùng: x k 1 p.n 1  1 a a • Cho x nằm trong vùng khảo sát ( x hoặc xM x x N ) tìm n; ta sẽ biết được số vân sáng trùng nhau ( N ) và vị trí trùng nhau. Do đã trùng N vạch nên số vân sáng quan sát được là N (N1 N2 ) N Với (N1 N2 ) là tổng số vân sáng của cả hai bức xạ c) Số vân tối trùng nhau và số vân tối quan sát được của 2 bức xạ trên toàn bộ trường giao thoa L và trên đoạn MN ( xM x N ) k1 0,5 2 p p.(n 0,5) 1D 1D Tương tự câu a) ta có: x (k1 0,5) p.(n 0,5) k2 0,5 1 q q.(n 0,5) a a (Bài toán này chỉ có nghiệm p; q đồng thời là hai số nguyên lẻ và chính giữa hai vân sáng trùng là một vân tối trùng của hệ vaan và ngược lại) • Cho x nằm trong vùng khảo sát ( x hoặc xM x x N ) tìm n; ta sẽ biết được số vân tối trùng nhau ( N ) và vị trí trùng nhau. • Số vân tối quan sát được là N (N1 N2 ) N . Với (N1 N2 ) là tổng số vân tối của cả hai bức xạ d) Số vị trí trùng nhau giữa 1 vân sáng và 1 vân tối của 2 bức xạ trên toàn bộ trường giao thoa L và trên đoạn MN ( xM x N ) + Vị trí của vân sáng của bức xạ 1 trùng với vân tối của bức xạ 2:  D  D x k 1 (k 0,5) 2 qk p(k 0,5) Bài toán này chỉ có nghiệm khi p là số nguyên chẵn 1 a 2 a 1 2 + Vị trí của vân sáng của bức xạ 2 trùng với vân tối của bức xạ 1:  D  D x (k 0,5) 1 k 2 q(k 0,5) pk Bài toán này chỉ có nghiệm khi q là số nguyên chẵn 1 a 2 a 1 2 CÁC VÍ DỤ ĐIỂN HÌNH Trang 5
6. Ví dụ 1: Thực hiện thí nghiệm Y-âng với ánh sáng có bước sóng  0,6m . Biết khoảng cách từ mặt phẳng chứa S1 , S2 tới màn là D = 2m, khoảng cách giữa hai khe hẹp S1 , S2 là 3mm. Hãy xác định khoảng vân giao thoa thu được trên màn? A. 0,6mmB. 0,9mmC. 1mmD. 1,2mm Giải D Ta có i . Thay số i 0,9mm a => Chọn đáp án B Ví dụ 2: Thực hiện thí nghiệm Y-âng với ánh sáng có bước sóng  0,6m . Biết khoảng cách từ mặt phẳng chứa S1 , S2 tới màn là D = 2m, khoảng cách giữa hai khe hẹp S1 , S2 là 3mm. Tìm vị trí vân sáng thứ 3 kể từ vân sáng trung tâm? A. 2,7mm B. 0,9mm C. 1,8mm D. 3,6mm Giải Sử dụng kết quả trên. Vân sáng thứ 3 thì k 3 x 2,7mm => Chọn đáp án A Ví dụ 3: Thực hiện giao thoa Y-âng với ánh sáng có bước sóng là  thì trên màn thu được khoảng vân có độ lớn là i. Hãy xác định khoảng cách từ vân sáng thứ 2 đến vân sáng thứ 5 cùng phía? A. 4iB. 3iC. 2iD. 3,5i Giải Cách 1: Vị trí vân sáng thứ 2: x2 2i Vị trí vân sáng thứ 5: x5 5i Khoảng cách từ vân sáng 2 tới vân sáng 5 là x x5 x2 5i 2i 3i Cách 2: Quan sát trên hình ta thấy, từ vân sáng 2 đến vân sáng 5 cùng phía là 3i Chọn đáp án B Ví dụ 4: Thực hiện giao thoa Y-âng với ánh ánh sáng có bước sóng là  thì trên màn thu được khoảng vân có độ lớn là i. Hãy xác định khoảng cách từ vân sáng thứ 2 đến vân sáng thứ 5 khác phía? A. 4iB. 3iC. 5iD. 7i Giải Giả sử vân sáng thứ 2 là vân sáng bên dương: x2 2i Như vậy vân sáng 5 là vân sáng bên âm: x5 5i Trang 6
7. Khoảng cách giữa chúng là: x 2i ( 5i) 7i Chọn đáp án D Ví dụ 5: Thực hiện giao thoa Y-âng với 3 ánh sáng đơn sắc 1 0,4m , 2 0,5m , 3 0,6m . Tại vị trí M có hiệu khoảng cách d1 d2 1,2m có mấy bức xạ cho vân sáng? A. 1B. 2C. 3D. 0 Giải Vị trí cho vân sáng là d k. - Với ánh sáng 1: d 3. Cho vân sáng - Với ánh sáng 2: d 2,4. Không cho vân sáng - Với áng sáng 3: d 2. Cho vân sáng Như vậy tại M có 2 bức xạ cho vân sáng Chọn đáp án B Ví dụ 6: Thực hiện giao thoa Y-âng với ánh sáng đơn sắc có  0,5m . Khoảng cách giữa hai khe sáng là a 2mm , D 2m . Tại vị trí M có xM 1,25mm là A. Vân sáng thứ 2B. Vân tối thứ 2C. Vân sáng thứ 3D. Vân tối thứ 3 Giải D 0,5.2 Ta có i 0,5mm x 2,5i Vị trí vân tối thứ 3 a 2 M Chọn đáp án C Ví dụ 7: Thực hiện giao thoa Y-âng với ánh sáng trắng có bước sóng từ 0,38m đến 0,76m . Với hai khe có khoảng cách là 2mm và D 2m . Hãy xác định bề rộng quang phổ bậc 3? A. 1,14mmB. 2,28mmC. 0,38mmD. Đáp án khác Giải  D 0,38.2 Vị trí vân sáng bậc 3 của tia tím là x 3. t 3. 1,14mm t a 2  D 0,76.2 Vị trí vân sáng bậc 3 của tia đỏ là x 3. đ 3. 2,28mm đ a 2 Bề rộng quang phổ bậc 3: x3 xđ x t 2,28 1,14 1,14mm Trang 7
8. Chọn đáp án A Ví dụ 8: Thực hiện giao thoa Y-âng với hai bức xạ 1 0,4m và 2 0,5m . Biết khoảng cách giữa hai khe sáng là 2mm. Khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe tới màn M là D 2m . Hãy xác định vị trí vân sáng trùng nhau đầu tiên của bức xạ? A. 1B. 2C. 3D. 4 Giải  D Vị trí vân sáng của bức xạ thứ nhất: x k 1 s1 1 a  D Vị trí vân sáng của bức xạ thứ hai: x k 2 s2 2 a k1 2 5 Vì hai vân sáng trùng nhau xs1 xs2 k2 1 4  D Vị trí trùng nhau đầu tiên k 5;k 4. 1 1 2 a  D 0,4.2 x 5. 1 5. 2 trùng a 2 Chọn đáp án B Ví dụ 9: Thực hiện giao thoa Y-âng với ba bức xạ đơn sắc 1 0,4m , 2 0,5m , 3 0,6m . Biết khoảng cách giữa hai khe sáng là 2mm. Khoảng cách từ hai khe tới màn M là D 2m . Vị trí trùng nhau đầu tiên của ba bức xạ ứng với vân sáng thứ bao nhiêu của bức xạ ứng với vân sáng thứ bao nhiêu của bức xạ 1, 2 và 3? A. k1 10;k2 12;k3 15 B. k1 12;k2 10;k3 15 C. k1 12;k2 15;k3 10 D. k1 15;k2 12;k3 10 Giải k  5 + Nếu 1 và 2 trùng nhau: 1 2 k2 1 4 Như vậy bức xạ 1 và 2 cho vân sáng trùng nhau tại các cặp;; (với bức xạ 1 vị trí trùng nhau là bội của 5) Trang 8
9. k  3 + Nếu 1 và 3 trùng nhau: 1 3 k3 1 2 Như vậy bức xạ 1 và 3 cho vân sáng trùng nhau tại các cặp;; Như vậy ba bức xạ trùng nhau tại k1 5.3 15;k2 4.3 12;k3 2.5 10 Chọn đáp án D Ví dụ 10: Thực hiện giao thoa Y-âng với ánh sáng trắng có bước sóng từ 0,38m đến 0,76m . Khoảng cách giữa hai khe hẹp S1S2 là 2mm, mặt phẳng chứa hai khe S1S2 cách màn M một đoạn là 3m. Hỏi tại vị trí x 4mm có bao nhiêu bức xạ cùng cho vân sáng tại đây? Giải D a.x Vị trí vân sáng x k  a k.D a.x x.a x.a Theo để bài: t  đ t đ k . Thay số vào tìm k, với k Z k.D đ .D t .D Ví dụ 11: Thực hiện giao thoa Y-âng với ánh sáng đơn sắc  , ta thấy khoảng cách liên tiếp giữa 5 vân sáng là 2mm. Hỏi trên miền giao thoa trường có L 1cm có bao nhiêu vân sáng, bao nhiêu vân tối? A. 20 vân sáng, 20 vân tốiB. 20 vân sáng, 21 vân tối C. 21 vân sáng, 21 vân tốiD. 21 vân sáng, 20 vân tối Giải L Áp dụng công thức xác định số vân sáng trên giao thoa trường ta có: nS 2. 1 21 2i L 1 Công thức xác định số vân tối: n t 2. 20 2i 2 Chọn đáp án D Ví dụ 12: Thực hiện thí nghiệm Y-âng với ánh sáng đơn sắc có bước sóng  , thì thu được khoảng vân trên màn là i 0,6mm . Hỏi trong đoạn M và N lần lượt có xM 2,5mm và x N 6mm có bao nhiêu vân sáng? A. 5 vânB. 6 vânC. 7 vânD. 8 vân Giải x x Vì: x x M k N M N i i Thay số vào ta được 4,17 k 10 và k Z Chọn K 5,6,7,8,9,10 có 6 giá trị của k Trang 9
10. Chọn đáp án B II. BÀI TẬP A. KHỞI ĐỘNG: NHẬN BIẾT Bài 1: Trong thí nghiệm Y-âng, ánh sáng được dùng là ánh sáng đơn sắc có  0,52m . Khi thay ánh sáng trên bằng ánh sáng đơn sắc có bước sóng  ' thì khoảng vân tăng 1,2 lần. Bước sóng  ' bằng A. 0,624m B. 4m C. 6,2m D. 0,4m Bài 2: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng với ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,55m , khoảng cách giữa hai khe là 1mm, khoảng cách từ hai khe tới màn là 2m. Bề rộng vùng giao thoa trên màn là 1,7cm. Số vân snags và vân tối trong vùng giao thoa là: A. 15 vân sáng và 14 vân tốiB. 17 vân sáng và 18 vân tối C. 15 vân sáng và 16 vân tốiD. 16 vân sáng và 15 vân tối Bài 3: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, các khe S1S2 được chiếu bởi ánh sáng đơn sắc. Khoảng cách giữa mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là D 2m . Dùng bức xạ đơn sắc có bước sóng  0,6m . Tại M cách vân trung tâm 1,8mm thu được vân có tính chất gì? A. Vân tối thứ 4B. Vân sáng thứ 9C. Vân sáng thứ 4D. Vân tối thứ 5 Bài 4: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh snags, hai khe Y-âng cách nhau 2mm, hình ảnh giao thoa được hứng trên màn ảnh cách hai khe 1m. Sử dung ánh sáng đơn sắc có bước sóng  m khoảng vân đo được là 0,2mm. Thay bức xạ trên bằng bức xạ có bước sóng  '  thì tại vị trí của vân sáng thứ 3 của bức xạ  có một vân sáng của bức xạ  ' . Bức xạ  ' có giá trị nào dưới đây A.  0,52m B.  0,58m C.  0,48m D.  0,6m Bài 5: Thực hiện thí nghiệm giao thoa ánh sáng bằng khe Y-âng với ánh sáng đơn sắc có bước sóng  . Người ta đo được khoảng cách giữa một vân tối đến vân sáng nằm ngay cạnh nó là 1mm. Trong khoảng giữa hai điểm M, N trên màn và ở hai bên so với vân trung tâm, cách vân trung tâm lần lượt là 5,9mm và 7,1mm có số vân sáng là: A. 7 vânB. 9 vânC. 5 vânD. 6 vân Bài 6: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, bước sóng của ánh sáng đơn sắc là 0,5m , khoảng cách giữa hai khe là 1,2mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe tới màn 3m. Hai điểm MN trên màn nằm cùng phía với vân trung tâm, cách vân trung tâm lần lượt là 0,4cm và 1,8cm. Số vân sáng giữa M, N là: A. 11B. 15C. 10D. 9 Bài 7: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng với khe Young. Khoảng cách giữa hai khe là 1mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là 2,5m. Trên màn, người ta đo khoảng cách từ vân sáng bậc 3 bên trái đến vân sáng bậc 3 bên phải so với vân trung tâm là 9mm. Bước sóng dùng trong thí nghiệm là: Trang 10
11. A. 0,6m B. 0,7m C. 0,8m D. 0,9m Bài 8: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, tại điểm trên màn cách vân chính giữa 5,4mm có vân tối thứ 5 tính từ vân chính giữa. Ánh sáng đơn sắc dùng trong thí nghiệm có tần số 5.1014 Hz . Cho c 3.108 m / s . Khoảng cách từ màn quan sát đến mặt phẳng chứa hai khe là D 2,4m . Khoảng cách giữa hai khe là: A. 1,20mmB. 1,00mmC. 1,30mmD. 1,10mm Bài 9: Trong một thí nghiêm giao thoa ánh sáng Y-âng với ánh sáng đơn sắc có bước sóng  0,48m , trên màn quan sát, người ta đếm được trên bề rộng MN có 13 vân sáng mà tại M và N là hai vân sáng. Giữ nguyên điều kiện thí nghiệm, ta thay nguồn sáng đơn sắc có bước sóng 1 bằng ánh sáng đơn sắc với bước sóng 2 0,64m thì M và N bây giờ là 2 vân tối, số vân sáng trong miền đó là: A. 8B. 11C. 9D. 10 Bài 10: Thực hiện giao thoa khe Y-âng với nguồn ánh sáng có bước sóng  , khoảng cách giữa hai khe tới màn D trong môi trường không khí thì khoảng vân là i. Khi chuyển toàn bộ thí nghiệm vào trong nước, có chiết suất là 4/3 thì để khoảng vân không đổi phải dời màn quan sát ra xa hay lại gần một khoảng bao nhiêu? A. Ra xa thêm D/3B. Lại gần thêm D/3C. Ra xa thêm 3D/4D. Lại gần thêm 3D/4 B. TĂNG TỐC: THÔNG HIỂU Bài 1: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng với khe Y-âng, khoảng cách giữa hai khe S1,S2 1mm , khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe S1S2 đồng thời hai bức xạ có bước sóng 1 0,6m và bước sóng 2 . Trong khoảng rộng L 2,4cm trên màn, đếm được 33 vạch sáng, trong đó có 5 vạch là kết quả trùng nhau của hai hệ vân, biết 2 trong 5 vạch trùng nhau nằm ngoài cùng của trường giao thoa, bước sóng 2 là A.  0,65m B.  0,45m C.  0,75m D.  0,55m Bài 2: Thí nghiệm giao thoa ánh sáng với 2 đơn sắc 1 0,6m và đơn sắc 2 , quan sát phần dương của trường giao thoa ta thấy vân tối thứ 5 của hệ vân 1 trùng với vân sáng thứ 5 của hệ vân 2 . Bước sóng 2 bằng: A. 0,66m B. 0,54m C. 0,675m D. 0,825m Bài 3: Giao thoa khe Y-âng nguồn phát đồng thời 2 ánh sáng đơn sắc có bước sóng 1 0,5m và 2 0,75m . Hai khe sáng cách nhau 1mm và cách màn 1,5m. Khoảng cách giữa 2 vân sáng bâc 2 ở cùng bên vân trung tâm của 2 ánh sáng đơn sắc trên là: A. 1,0mmB. 0,75mmC. 0,50mmD. 1,50mm Bài 4: Thực hiện giao thoa với khe Young, khoảng cách giữa hai khe bằng 1,5mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát bằng 2m. Hai khe được rọi đồng thời bằng các bức xạ đơn sắc có Trang 11
12. bước sóng lần lượt là 1 0,48m và 2 0,64m . Xác định khoảng cách nhỏ nhất giữa vân sáng trung tâm và vân sáng cùng màu với vân sáng trung tâm? A. 5,12mmB. 2,36mmC. 2,56mmD. 1,92mm Bài 5: Trong thí nghiêm Y-âng về giao thoa ánh sáng, nguồn sáng phát đồng thời hai bức xạ đơn sắc, có bước sóng lần lượt là 720nm và 450nm. Hỏi trên màn quan sát, giữa hai vân sáng gần nhau nhất và cùng màu với vân sáng trung tâm, có bao nhiêu vân sáng khác màu vân sáng trung tâm? A. 11B. 12C. 13D. 10 Bài 6: Thực hiện giao thoa ánh sáng với nguồn gồm hai thành phần đơn sắc nhìn thấy có bước sóng 1 0,64m , 2 . Trên màn hứng các vân giao thoa, giữa hai vân gần nhất cùng màu với vân sáng trung tâm đếm được 11 vân sáng. Trong đó, số vân của bức xạ 1 và của bức xạ 2 lệch nhau 3 vân, bước sóng của 2 là: A. 0,4m B. 0,45m C. 0,72m D. 0,54m Bài 7: 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 720nm và bức xạ màu tím có bước sóng t (có giá trị trong khoảng từ 380nm đến 440nm). Trên màn quan sát, giữa hai vân sáng gần nhau nhất và cùng màu với vân sáng trung tâm có 11 vân sáng màu tím. Giá trị của t là: A. 400nmB. 392,7nmC. 420nmD. 380nm Bài 8: Trong thí nghiệm Y-âng về hiện tượng giao thoa ánh sáng, biết a 0,5mm , D 1m . Khe S phát ra đồng thời hai bức xạ đơn sắc có bước sóng 1 0,4m , 2 0,5m . Biết hai điểm M và N nằm hai bên vân sáng trung tâm, cách vân sáng trung tâm lần lượt những khoảng 5mm và 20mm. Số vân sáng quan sát được nằm từ điểm M đến điểm N là: A. 51B. 44C. 50D. 58 Bài 9: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe hẹp F1F2 là 1mm. Nguồn sáng điểm phát ra đồng thời một bức xạ 1 600nm và 2 500nm . Khoảng cách từ mặt phẳng chưa hai khe hẹp đến màn quan sát là 2,4m. Xét hai điểm M, N trên màn về cùng một phía vân trung tâm, biết khoảng cách tới vân trung tâm là 1,5cm và 3,7cm. Trên đoạn MN có bao nhiêu vân sáng trùng nhau? A. 5B. 2C. 3D. 4 Bài 10: Một nguồn sáng điểm nằm cách đều hai khe Y-âng và phát ra đồng thời hai bức xạ đơn sắc có bước sóng 1 0,6m và bước sóng 2 chưa biết. Khoảng cách giữa hai khe là a 0,2mm , khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn D 1m . Trong khoảng rộng L 2,4cm trên màn, đếm được 17 vạch sáng, trong đó có 3 vạch là kết quả trùng nhau của hai hệ vân. Tính 2 , biết hai trong ba vạch trùng nhau nằm ngoài cùng của khoảng L? Trang 12
13. A. 0,12m B. 0,8m C. 0,24m D. 0,48m Bài 11: Trong thí nghiệm Y-âng khoảng cách giữa hai khe là 0,5mm, màn ảnh cách hai khe 2m. Khi nguồn sáng phát bức xạ 1 thì trên đoạn MN 1,68cm trên màn người ta đếm được 8 vân sáng, tại các điểm M, N là 2 vân sáng. Khi cho nguồn phát đồng thời hai bức xạ: bức xạ 1 ở trên và bức xạ có bước sóng 2 0,4m thì khoảng cách ngắn nhất giữa các vị trí trên màn có 2 vân sáng của hai bức xạ trùng nhau là A. 9,6mmB. 4,8mmC. 3,6mmD. 2,4mm Bài 12: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng của Y-âng khoảng cách giữa hai khe là a 1,5mm , khoảng cách từ mặt phẳng chứa 2 khe đến màn quan sát là D 3m . Người ta dùng một nguồn phát hai ánh snags đơn sắc: màu tím có bước sóng 1 0,4m và màu vàng có bước sóng 2 0,6m . Bề rộng vùng giao thoa là 1cm. Số vân sáng quan sát được là: A. 22B. 13C. 17D. 9 Bài 13: Chiếu đồng thời hai bức xạ đơn sắc có bước sóng 1 0,75m và 2 0,5m vào hai khe Y-âng cách nhau a 0,8mm . Khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn D 1,2m . Trong vùng giao thoa rộng 60mm, số vân sáng có màu giống màu của vân sáng trung tâm (kể cả vân trung tâm) là A. 29 vânB. 27 vânC. 35 vânD. 23 vân Bài 14: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng a 2mm , D 3m và nguồn sáng phát ra hai bức xạ có bước sóng 1 0,4m và 2 0,5m . Xét trên bề rộng L 1,68cm đối xứng nhau qua vân trung tâm có bao nhiêu vân sáng cùng màu với vân trung tâm, kể cả vân trung tâm? A. 5B. 8C. 6D. 7 Bài 15: Một thí nghiệm Y-âng được tiến hành đồng thời với hai ánh sáng có bước sóng 1 0,48m và 2 0,64m . Khoảng cách giữa hai khe sáng là 1mm, khoảng cách từ hai khe sáng đến màn quan sát là 1,5m. Giao thoa quan sát trên một vùng 2cm đối xứng về hai phía của vân trung tâm. Tính số vị trí có sự trùng nhau của các vân sáng? A. 6B. 7C. 5D. 13 Bài 16: Trong thí nghiệm Y-âng, hai khe được chiếu đồng thời hai bức xạ đơn sắc, trong đó một bức xạ 1 450nm , còn bức xạ 2 có bước sóng có gia trị từ 600nm đến 750nm. Trên màn quan sát, giữa hai vân sáng gần nhau nhất cùng màu với vân trung tâm có 6 vân sáng màu của bức xạ 1 . Giá trị của 1 là: A. 630nmB. 450nmC. 600nmD. 720nm Bài 17: Trong thí nghiệm giao thoa Y-âng, chiếu vào hai khe đồng thời hai bức xạ: bức xạ đỏ có bước sóng 1 640nm và bức xạ lục có bước sóng 2 560nm . Giữa vân trung tâm và vân sáng cùng màu kề nó có: Trang 13
14. A. 7 vân đỏ và 6 vân lụcB. 8 vân đỏ và 7 vân lục C. 6 vân đỏ và 7 vân lụcD. 7 vân đỏ và 8 vân lục Bài 18: Trong thí nghiệm về giao thoa ánh sáng Y-âng. Nếu làm thí nghiệm với ánh sáng đơn sắc có bước sóng 1 0,6m thì trên màn quan sát, ta thấy có 6 vân sáng liên tiếp trải dài trên bề rộng 9mm. Nếu làm thí nghiệm với ánh sáng hỗn tạp gồm hai bức xạ có bước sóng 1 và 2 thì người ta thấy: từ một điểm M trên màn đến vân sáng trung tâm có 3 vân sáng cùng màu với vân sáng trung tâm và tại M là một trong 3 vân đó. Biết M cách vân trung tâm 10,8mm, bước sóng của bức xạ 2 là: A. 0,38m B. 0,4m C. 0,76m D. 0,65m Bài 19: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng của Y-âng. Hai khe hẹp cách nhau 1mm, khoảng cách từ màn quan sát đến màn chứa hai khe hẹp là 1,25m. Ánh sáng dùng trong thí nghiệm gồm hai ánh sáng đơn sắc có bước sóng 1 0,64m và 2 0,48m . Khoảng cách từ vân sáng trung tâm đến vân sáng cùng màu với nó và gần nó nhất là: A. 3,6mmB. 4,8mmC. 1,2mmD. 2,4mm Bài 20: Chiếu đồng thời hai bức xạ đơn sắc có bước sóng 0,4m và 0,48m vào hai khe của thí nghiệm Y-âng. Biết khoảng cách giữa hai khe là 1,2mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe tới màn là 3m. Khoảng cách ngắn nhất giữa hai vị trí có màu cùng màu với vân sáng trung tâm là: A. 6mmB. 12mmC. 24mmD. 8mm Bài 21: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng của Y-âng, khoảng cách giữa hai khe S1,S2 là a 2mm , khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe tới màn quan sát là D 1,2m . Chiếu đồng thời hai bức xạ đơn sắc có bước sóng 1 640nm và 2 0,480m vào hai khe thì thấy trên màn có những vị trí tại đó vân sáng của hai bức xạ trùng nhau, gọi là vân trùng. Khoảng cách nhỏ nhất giữa hai vân trùng là: A. 1,152 (mm)B. 1,050 (mm)C. 1,060 (mm)D. 1,250 (mm) Bài 22: Trong thí nghiệm Y-âng, khoảng cách giữa hai khe là 1mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa 2 khe đến màn là 2m. Chiếu vào hai khe ánh sáng hỗn tạp gồm hai bức xạ có 1 0,76m và 2 , người ta thấy vân sáng bậc 3 của bức xạ 2 trùng với vân sáng bậc 2 của bức xạ 1 . Tìm 2 ? A. 2 0,43m B. 2 0,51m C. 2 0,61m D. 2 0,47m Bài 23: Một nguồn sáng phát ra đồng thời hai ánh sáng đơn sắc màu đỏ có bước sóng bằng 0,76m và bức xạ màu cam có bước sóng 2 chiếu vào khe Y-âng. Trên màn người ta quan sát thấy giữa vân sáng cùng màu và gần nhất so với vân trung tâm có 8 vân màu cam. Bước sóng của bức xạ 2 là: A. 0,64m B. 0,62m C. 0,59m D. 0,72m Bài 24: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe S1,S2 cách nhau 1mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe tới màn quan sát bằng 2m. Chiếu sáng hai khe S1,S2 bằng hai bức xạ đơn sắc có Trang 14
15. bước sóng 1 0,72m và 2 , thì thấy vân sáng bậc 3 của bức xạ 2 trùng với vân sáng bậc 2 của bức xạ 1 , Khoảng vân i1 có giá trị: A. 1,54mmB. 1,44mmC. 0,288mmD. 0,96mm Bài 25: Trong thí nghiệm Y-âng hai khe cách nhau 0,9mm và cách màn là 1,8m. Chiếu đồng thời hai bức xạ đơn sắc 1 0,6m và 1 0,45m vào hai khe Y-âng. Trên bề rộng vùng giao thoa là 10mm (vân trung tâm nằm giữa bề rộng) thì hai vân sáng có màu giống màu của vân sáng trung tâm xa nhất cách nhau bao nhiêu? A. 9,6mmB. 3,6mmC. 7,2mmD. 8,8mm Bài 26: 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 dùng trong thí nghiệm gồm hai bức xạ 1 450nm và 2 600nm . Trên màn quan sát, gọi M, N là hai điểm ở cùng một phía so với vân trung tâm và cách vân trung tâm lần lượt là 5,5mm và 22mm. Trên đoạn MN, số vị trí vân sáng trùng nhau của hai bức xạ là: A. 4B. 5C. 3D. 2 Bài 27: Trong thí nghiệm của Young có khoảng cách giữa hai khe S1,S2 là 1,5mm, khoảng cách từ một khe đến màn quan sát E là 3m. Chiếu đồng thời hai ánh sáng đơn sắc có bước sóng 1 0,4m (màu tím) và 1 0,6m (màu vàng) thì thấy trên màn E xuất hiện một số vân sáng màu lục. Khoảng cách gần nhất giữa hai vân màu lục là: A. x 0,6mm B. x 1,2mm C. x 1,8mm D. x 2,4mm Bài 28: Trong thí nghiệm giao thoa dùng khe Y-âng có khoảng cách từ màn ảnh đến mặt phẳng chứa hai khe là D 2,5m , khoảng cách giữa hai khe là a 2,5mm . Chiếu đồng thời hai ánh sáng đơn sắc có bước sóng 1 0,48m và 2 0,64m thì vân sáng cùng màu với vân trung tâm và gần nhất cách vân trung tâm: A. 1,92mmB. 1,64mmC. 1,72mmD. 0,64mm Bài 29: Trong giao thoa ánh sáng bằng khe Y-âng biết hai khe cách nhau 0,7mm và có cùng khoảng cách đến màn quan sát là 2,1m. Chiếu sáng hai khe bởi ánh sáng gồm hai thành phần đơn sắc có bước sóng 1 0,42m và 2 . Người ta thấy khoảng cách từ vân trung tâm đến vân sáng cùng màu với nó và gần nhất là 5,04mm. Bước sóng 2 bằng: A. 0,73m B. 0,42m C. 0,64m D. 0,56m Bài 30: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng với khe Y-âng, khoảng cách giữa hai khe là 2mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 1,6m. Chiếu sáng hai khe bằng ánh sáng hỗn hợp gồm hai ánh sáng đơn sắc có bước sóng 450nm và 600nm thì thu được hệ vân giao thoa trên màn. Biết vân sáng chính giữa (trung tâm) ứng với hai bức xạ trên trùng nhau. Khoảng cách từ vân chính giữa đến Trang 15
16. vân gần nhất cùng màu với vân chính giữa là bao nhiêu? Trong khoảng đó, trong số có bao nhiêu vân sáng quan sát được (kể cả vân trung tâm và vân ở mép)? A. 14,4mm; 5 vânB. 7,2mm; 6 vânC. 1,44mm; 9 vânD. 1,44mm; 7 vân Bài 31: Trong thí nghiệm giao thoa Y-âng, thực hiện đồng thời với hai bức xạ có bước sóng 640nm (màu đỏ) và 560nm (màu lục). Giữa hai vân sáng gần nhau nhất và cùng màu với vân trung tâm có bao nhiêu bị trí cực đại giao thoa của bức xạ màu đỏ, màu lục: A. 6 đỏ và 7 lụcB. 7 đỏ và 6 lụcC. 7 đỏ và 8 lụcD. 8 đỏ và 7 lục Bài 32: Trong thí nghiệm giao thoa Y-âng thực hiện đồng thời hai bức xạ đơn sắc với khoảng vân trên màn ảnh thu được lần lượt là i1 0,3mm và i2 0,4mm . Trên màn quan sát, gọi M và N là hai điểm ở cùng một phía so với vân trung tâm và cách vân trung tâm lần lượt là 2,25mm và 6,75mm. Trên đoạn MN, số vị trí mà vân sáng hệ 1 trùng vân tối hệ 2 là: A. 2B. 4C. 3D. 5 Bài 33: 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 là 2m. Chiếu đồng thời hai bức xạ đơn sắc có 1 0,4m và 2 0,5m . Cho bề rộng cùng giao thoa trên màn là 9mm. Số vị trí vân sáng trùng nhau trên màn của hai bức xạ là: A. 3B. 5C. 4D. 2 Bài 34: Thực hiện thí nghiệm giao thoa khe Young đồng thời với hai ánh sáng đơn sắc có bước sóng 1 và 2 . Biết 1 520nm và 620nm 2 740nm . Trong khoảng giữa hai vân sáng liên tiếp cùng màu với vân trung tâm người ta đếm được 12 vân sáng của 1 . Bước sóng 2 có giá trị nào trong các giá trị sau: A. 732nmB. 693,3nmC. 676nmD. 624nm C. BỨT PHÁ: VẬN DỤNG Bài 1: Chiếu ánh sáng trắng có bước sóng từ 0,38m đến 0,76m vào khe hẹp S trong thí nghiệm Young. Biết khoảng cách giữa hai khe là 1mm, khoảng cách giữa hai khe tới màn là 3m. Số bức xạ cho vân sáng tại vị trí cách vân trung tâm 1cm là: A. 3 bức xạB. 1 bức xạC. 4 bức xạD. 2 bức xạ Bài 2: Trong thí nghiệm giao thoa của Y-âng, khoảng cách giữa hai khe là 1mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn là 1m. Nguồn sáng phát ra ánh sáng trắng có bước sóng nằm trong khoảng từ 0,38m đến 0,76m . Tại điểm M cách vân trung tâm 4mm có mấy bức xạ cho vân sáng tại đó? A. 7B. 6C. 5D. 4 Bài 3: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe là: a 1,2mm ; khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát D 2m . Chiếu ánh sáng trắng ( 0,38m  0,76m ) Trang 16