Ôn tập TN THPT môn Vật lí (Mức độ 3) - Chương 5: Sóng ánh sáng

Nội dung tài liệu: Ôn tập TN THPT môn Vật lí (Mức độ 3) - Chương 5: Sóng ánh sáng

1. CHUYÊN ĐỀ ÔN TẬP SÓNG ÁNH SÁNG 1.TÁN SẮC QUA LƯỠNG CHẤT PHẲNG Câu 1. Từ không khí, chiếu chùm sáng hẹp (coi như một tia sáng) gồm hai bức xạ đơn sắc màu đỏ và màu tím 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 tím và tia khúc xạ màu đỏ là 0,5o. Chiết suất của nước đối với tia sáng màu tím là A. 1,343.B. 1,312. C. 1,327.D. 1,333. Câu 2. Chiếu một chùm sáng song song hẹp gồm bốn thành phần đơn sắc: đỏ, vàng, lam và tím từ một môi trường trong suốt tới mặt phẳng phân cách với không khí có góc tới 370. Biết chiết suất của môi trường này đối với ánh sáng đơn sắc: đỏ, vàng, lam và tím lần lượt là 1,643; 1,657; 1,672 và 1,685. Thành phần đơn sắc không thể ló ra không khí là A. vàng, lam và tím.B. đỏ, vàng và lam. C. lam và vàng.D. lam và tím. Câu 3. Chiếu một tia sáng gồm hai bức xạ màu da cam và màu chàm từ không khí tới mặt chất lỏng với góc tới 300. Biết chiết suất của chất lỏng đối với ánh sáng màu da cam và ánh sáng màu chàm lần lượt là 1,328 và 1,343. Góc tạo bởi tia khúc xạ màu da cam và tia khúc xạ màu chàm ở trong chất lỏng bằng A. 15,35'.B. 15'35". C. 0,26".D. 0,26'. Câu 4. Chiếu một chùm tia sáng trắng song song có bề rộng 5cm từ không khí đén mặt khối thủy tinh nằm ngang dưới góc tới 600. Cho chiết suất của thủy tinh đối với tia tím và tia đỏ ần lượt là 3 và 2 thì tỉ số giữa bề rộng chùm khúc xạ tím và đỏ trong thủy tinh là: A. 1,58. B. 0,91 C. 1,73. D. 1,10 2. GIAO THOA VỚI ÁNH SÁNG ĐƠN SẮC Câu 5. Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng với nguồn đơn sắc, biết khoảng cách giữa hai khe là a = 0,1 mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là 1,0 m. Người ta đo được khoảng cách giữa 7 vân sáng liên tiếp là 3,9 cm. Bước sóng ánh sáng dùng trong thí nghiệm là A. 0,67μm B. 0,49μm C. 0,65μm D. 0,56μm Câu 6. Thí nghiệm giao thoa Y-âng với ánh sáng đơn sắc có bước sóng , khoảng cách giữa hai khe a = 2 mm. Ban đầu, tại M cách vân trung tâm 5,5 mm người ta quan sát được vân tối thứ 5. Giữ cố định màn chứa hai khe, di chuyển từ từ màn quan sát lại gần và dọc theo đường thẳng vuông góc với mặt phẳng chứa hai khe một đoạn 0,4 m thì thấy M chuyển thành vân sáng lần thứ nhất. Bước sóng  có giá trị: A. 0, 4m. B. 0,7m. C. 0,65m. D. 0,6m. Câu 7. Trong một thí nghiệm giao thoa ánh sáng đơn sắc với khe I-âng. Hai điểm M và N trên màn ảnh, ở cùng một phía so với vân sáng trung tâm. Tại M có vân sáng bậc 3; khoảng cách từ M đến vân sáng trung tâm bằng 4,5 mm . Tại N có vân tối thứ 5 (tính từ vân sáng trung tâm). Khoảng cách MN là A. 1,75 mm .B. 1,50 mm .C. 2,25 mm .D. 3,00 mm . Câu 8. Tiến hành thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng với ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,59 m. Khoảng cách giữa hai khe là 1 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 200 cm. Trên màn quan sát, tính từ vân sáng trung tâm, tại vị trí cách vân sáng trung tâm 0,767 cm là A. vân sáng bậc 6.B. vân tối thứ 7. C. vân sáng bậc 7.D. vân tối thứ 6. Câu 9. Thực hiện thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng với ánh sáng đơn sắc có bước sóng  . Biết khoảng cách giữa một vân tối và vân sáng kề nó là 1,2 mm . Trên màn, M và N là hai điểm ở hai bên so với vân trung tâm, cách vân trung tâm lần lượt là 6 mm và 8 mm . Số vân sáng giữa hai điểm M và N là 1
2. A. 11.B. 10. C. 5.D. 6. Câu 10. Trong thí nghiệm Young với nguồn sáng đơn sắc có bước sóng 0,5µm, hai khe cách nhau 0,5mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là 2m. Bề rộng miền giao thoa trên màn là 4,25 cm. Số vân tối quan sát trên màn là A. 22. B. 19. C. 20. D. 25. Câu 11. Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng đơn sắc, ta thấy tại điểm M trên màn có vân sáng bậc 5. Dịch chuyển màn quan sát ra xa thêm 20 cm thì tại M có vân tối thứ 5 tính từ vân trung tâm. Trước lúc dịch chuyển, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn bằng A. 1,6 m. B. 2 m. C. 1,8 m. D. 2,2 m. Câu 12. Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe được chiếu bằng ánh sáng đơn sắc. Từ vị trí ban đầu, nếu tịnh tiến màn quan sát một đoạn 50 cm lại gần mặt phẳng chứa hai khe thì khoảng vân mới thay đổi một lượng bằng 250 lần bước sóng. Tính khoảng cách giữa hai khe hẹp A. 20 mm.B. 2 mm. C. 1 mm.D. 3 mm. Câu 13. Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe Y-âng cách nhau 2 mm, hình ảnh giao thoa được hứng trên màn ảnh cách hai khe 1 m. Sử dụng ánh sáng đơn sắc có bước sóng  , khoảng vân đo được là 0,2 mm. 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 A. 0,6m . B. 0,48m . C. 0,58m. D. 0,52m . Câu 14. Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa với ánh sáng đơn sắc có bước sóng  , khoảng cách giữa hai khe hẹp là a, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe hẹp đến màn quan sát là 2 m. Trên màn quan sát, tại điểm M cách vân sáng trung tâm 6 mm, có vân sáng bậc 5. Khi thay đổi khoảng cách giữa hai khe hẹp một đoạn bằng 0,2 mm sao cho vị trí vân sáng trung tâm không thay đổi thì tại M có vân sáng bậc 6. Giá trị của  bằng A. 0,60m .B. 0,50m . C. 0,45m . D. 0,55m. Câu 15. Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng đơn sắc, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 1,5 m. Trên màn quan sát, hai điểm M và N đối xứng qua vân trung tâm có hai vân sáng bậc 4. Dịch màn ra xa hai khe thêm một đoạn 50 cm theo phương vuông góc với mặt phẳng chứa hai khe. So với lúc chưa dịch chuyển màn, số vân sáng trên đoạn MN lúc này giảm đi A. 6 vânB. 7 vân C. 2 vânD. 4 vân Câu 16. Thực hiện giao thoa khe Y-âng với nguồn sáng có bước sóng , khoảng cách giữa hai khe tới màn là D trong môi trường không khí thì khoảng vân là i. Khi chuyển toàn bộ thí nghiệm vào trong nước 4 có chiết suất là thì để khoảng vân không đổi phải dời màn quan sát ra xa hay lại gần một khoảng bao 3 nhiêu? D 3D D 3D A. Ra xa thêm B. Ra xa thêm C. Lại gần thêm D. Lại gần thêm 3 4 3 4 Câu 17. Thực hiện thí nghiệm Yâng về giao thoa với ánh sáng có bước sóng l . Trên màn quan sát, tại điểm M có vân sáng. Giữ cố định các điều kiện khác, di chuyển dần màn quan sát dọc theo đường thẳng vuông góc với mặt phẳng chứa hai khe ra xa một đoạn nhỏ nhất là 0,4 m thì M chuyển thành vân tối. Dịch thêm một đoạn nhỏ nhất 1, 6 m thì M lại là vân tối. Khoảng cách hai khe đến màn ảnh khi chưa dịch chuyển bằng 2
3. A. 1 m .B. 3 m .C. 2 m .D. 1, 5 m . Câu 18. Giao thoa bằng khe Y âng với ánh sáng đơn sắc. Khi khoảng cách từ hai khe đến màn là D thì tại điểm M trên màn có vân sáng bậc 8. Nếu tịnh tiến màn xa hai khe thêm một đoạn 80 cm dọc theo trung trực của hai khe thì tại M là vân tối thứ 6. Khoảng cách D bằng A. 176 cm. B. 220 cm C. 150cm D. 200 cm Câu 19. Trong một thí nghiệm giao thoa ánh sáng với khe I-âng. Ánh sáng đơn sắc có bước sóng , khoảng cách giữa hai khe a = 1 mm. Khi khoảng cách từ màn chắn chứa hai khe đến màn ảnh là D thì quan sát thấy trên đoạn MN dài 12 mm ở màn ảnh có n vân sáng, kể cả hai vân sáng ở M và N. Tịnh tiến màn ảnh theo hướng ra xa màn chắn chứa hai khe một đoạn 50 cm thì trên đoạn MN bớt đi 2 vân sáng (tại M và N vẫn có vân sáng). Giá trị của D là A. 1 m.B. 1,5 m. C. 2,5 m.D. 2 m. Câu 20. Trong thí nghiệm I âng về giao thoa ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ. Trên màn quan sát, tại điểm M có vân sáng bậc k. Lần lượt tăng rồi giảm khoảng cách giữa hai khe hẹp một đoạn Δa (sao cho vị trí vân sáng trung tâm không thay đổi) thì tại M có vân sáng lần lượt bậc k1 và k2 . Hệ thức đúng là A. 2k = k1- k2. B. 2k = k1 + k2. C. k < k2 < k1. D. k = k1 + k2. 3. GIAO THOA VỚI ÁNH SÁNG TRẮNG Câu 21. Giao thoa với hai khe I-âng có a = 0,5 mm; D = 2 m. Nguồn sáng dùng là ánh sáng trắng có bước sóng từ 0,40 μm đến 0,75 μm. Tính bề rộng của quang phổ bậc 3. A. 1,4 mm. B. 2,4 mm. C. 4,2 mm. D. 6,2 mm. Câu 22. Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe là 2 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 2m. Nguồn phá ánh sáng gồm các bức xạ đơn sắc có bước sóng trong khoảng từ 0,40 μm đến 0,76 μm. Trên màn, tại điểm cách vân trung tâm 3,3 mm có bao nhiêu bức xạ cho vân tối? A. 5 bức xạB. 6 bức xạ. C. 3 bức xạD. 4 bức xạ Câu 23. Trong thí nghiệm Yong về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe là 1 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 2 m. Chiếu vào hai khe ánh sáng trắng có bước sóng từ 380 nm đến 760 nm. Trên màn, M là vị trí gần vân trung tâm nhất có đúng 5 bức xạ cho vân sáng. Khoảng cách từ M đến vân trung tâm có giá trị gần nhất với giá trị nào sau đây ? A. 5,9 mm B. 6,7 mm C. 5,5 mm D. 6,3 mm Câu 24. Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, nguồn sáng phát ra vô số ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ biến thiên liên tục từ 400 nm đến 760 nm (400 nm < λ< 760 nm). Trên màn quan sát, tại M chỉ có một bức xạ cho vân sáng và hai bức xạ bước sóng λ1 và λ2 (λ1 < λ2) cho vân tối. Giá trị nhỏ nhất của λ2 là A. 667 nm. B. 608 nm. C. 507 nm. D. 560 nm. Câu 25. Trong thí nghiệm Yâng về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe là 0,5 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 2m. 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. 9,12 mm.B. 4,56 mm. C. 6,08 mm.D. 3,04 mm. 4. GIAO THOA VỚI ÁNH SÁNG GỒM 2 THÀNH PHẦN ĐƠN SẮC 3
4. Câu 26. Trong thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe được chiếu sáng đồng thời bởi hai bức xạ đơn sắc có bước sóng lần lượt là 휆1 và 휆2. Trên màn quan sát có vân sáng bậc 12 của 휆1 trùng với vân sáng bậc 10 của 휆2. Tỉ số 휆1/ 휆2 bằng: A. 6/5 B. 2/3 C. 5/6 D. 3/2 Câu 27. Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng với khe Iâng (Y-âng), khoảng cách giữa hai khe là 2mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 1,2m. Chiếu sáng hai khe bằng ánh sáng hỗn hợp gồm hai ánh sáng đơn sắc có bước sóng 500 nm và 660 nm 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 vân gần nhất cùng màu với vân chính giữa là A. 4,9 mm.B. 19,8 mm. C. 9,9 mm.D. 29,7 mm Câu 28. Trong thí nghiệm Y âng về giao thoa ánh sáng, hai khe được chiếu bằng ánh sáng gồm hai thành phần đơn sắc có bước sóng 1 549nm và 2 (390nm < 2 < 750nm). Trên màn quan sát thu được các vạch sáng là các vân sáng của hai bức xạ trên (hai vân sáng trùng nhau cũng là một vạch sáng). Trên màn xét 4 vạch sáng liên tiếp theo thứ tự là M, N, P, Q. Khoảng cách M và N; N và P; P và Q lần lượt là 2,0nm; 4,5mm; 4,5mm. Giá trị 2 gần nhất với giá trị nào sau đây A. 391nmB. 748nm C. 731nmD. 398nm Câu 29. Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, chiều sáng hai khe đồng thời bằng hai bức xạ đơn sắc có bước sóng 410 (nm) và  (390 nm <  < 760 nm). Trên màn quan sát, O là vị trí của vân sáng trung tâm. Nếu  = 1 thì điểm M trên màn là vị trí trùng nhau gần O nhất của hai vân sáng, trong khoảng OM (không kể O và M) có 11 vân sáng của bức xạ có bước sóng 410 nm. Nếu  = 2 (2 1) thì M vẫn là vị trí trùng nhau gần O nhất của hai vân sáng. Nếu chiếu sáng hai khe đồng thời chỉ bằng hai bức xạ có bước sóng 1 và 2 thì trong khoảng OM (không kể O và M) có tổng số vân sáng là A. 16.B. 20. C. 22. D. 18. Câu 30. Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe được chiếu bằng ánh sáng gồm hai thành phần đơn sắc có bước sóng λ = 0,6 μm và λ’ = 0,4 μm. Trên màn quan sát, trong khoảng giữa hai vân sáng bậc 7 của bức xạ có bước sóng λ, số vị trí có vân sáng trùng nhau của hai bức xạ là A. 7.B. 6. C. 8.D. 5. LỜI GIẢI ÔN TẬP MỨC 3 CHƯƠNG 5 SÓNG ÁNH SÁNG 1.TÁN SẮC QUA LƯỠNG CHẤT PHẲNG Câu 1. Từ không khí, chiếu chùm sáng hẹp (coi như một tia sáng) gồm hai bức xạ đơn sắc màu đỏ và màu tím 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 tím và tia khúc xạ màu đỏ là 0,5o. Chiết suất của nước đối với tia sáng màu tím là A. 1,343.B. 1,312. C. 1,327.D. 1,333. Hướng dẫn 4
5. Câu 2. Chiếu một chùm sáng song song hẹp gồm bốn thành phần đơn sắc: đỏ, vàng, lam và tím từ một môi trường trong suốt tới mặt phẳng phân cách với không khí có góc tới 370. Biết chiết suất của môi trường này đối với ánh sáng đơn sắc: đỏ, vàng, lam và tím lần lượt là 1,643; 1,657; 1,672 và 1,685. Thành phần đơn sắc không thể ló ra không khí là A. vàng, lam và tím.B. đỏ, vàng và lam. C. lam và vàng. D. lam và tím. Hướng dẫn Câu 3. Chiếu một tia sáng gồm hai bức xạ màu da cam và màu chàm từ không khí tới mặt chất lỏng với góc tới 300. Biết chiết suất của chất lỏng đối với ánh sáng màu da cam và ánh sáng màu chàm lần lượt là 1,328 và 1,343. Góc tạo bởi tia khúc xạ màu da cam và tia khúc xạ màu chàm ở trong chất lỏng bằng A. 15,35'. B. 15'35". C. 0,26".D. 0,26'. Hướng dẫn Câu 4. Chiếu một chùm tia sáng trắng song song có bề rộng 5cm từ không khí đén mặt khối thủy tinh nằm ngang dưới góc tới 600. Cho chiết suất của thủy tinh đối với tia tím và tia đỏ ần lượt là 3 và 2 thì tỉ số giữa bề rộng chùm khúc xạ tím và đỏ trong thủy tinh là: A. 1,58.B. 0,91 C. 1,73.D. 1,10 Hướng dẫn Theo ĐL khúc xạ ta có sinr = sini/n 0 0 sin 60 sin 60 1 0 sinrt = ;rt = 30 nt 3 2 H i i 0 0 I2 sin 60 sin 60 6 0 sinrđ = 0,61rđ 38 nđ 2 4 I1 Gọi h và h là bề rộng của chùm tia khúc xạ tím và đỏ trong thủy tinh. t đ T Đ 5
6. Xét các tam giác vuông I1I2T và I1I2Đ; Góc I1I2T bằng rt; Góc I1I2Đ bằng rđ ht = I1I2 cosrt. hđ = I1I2 cosrđ. 0 ht cos rt cos30 => 0 1,099 1,10. Chọn D hđ cos rđ cos38 2. GIAO THOA VỚI ÁNH SÁNG ĐƠN SẮC Câu 5. Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng với nguồn đơn sắc, biết khoảng cách giữa hai khe là a = 0,1 mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là 1,0 m. Người ta đo được khoảng cách giữa 7 vân sáng liên tiếp là 3,9 cm. Bước sóng ánh sáng dùng trong thí nghiệm là A. 0,67μm B. 0,49μm C. 0,65μm D. 0,56μm Hướng dẫn 3,9 i 0,65cm 6,5mm 6 D .1 i 6,5  0,65m . Chọn C a 0,1 Câu 6. Thí nghiệm giao thoa Y-âng với ánh sáng đơn sắc có bước sóng , khoảng cách giữa hai khe a = 2 mm. Ban đầu, tại M cách vân trung tâm 5,5 mm người ta quan sát được vân tối thứ 5. Giữ cố định màn chứa hai khe, di chuyển từ từ màn quan sát lại gần và dọc theo đường thẳng vuông góc với mặt phẳng chứa hai khe một đoạn 0,4 m thì thấy M chuyển thành vân sáng lần thứ nhất. Bước sóng  có giá trị: A. 0, 4m. B. 0,7m. C. 0,65m. D. 0,6m. Hướng dẫn D  D 0,4 D  D 0,4 x 4,5. 5. 5,5 4,5. 5. D 4m  0,61m a a 2 2 Chọn D Câu 7. Trong một thí nghiệm giao thoa ánh sáng đơn sắc với khe I-âng. Hai điểm M và N trên màn ảnh, ở cùng một phía so với vân sáng trung tâm. Tại M có vân sáng bậc 3; khoảng cách từ M đến vân sáng trung tâm bằng 4,5 mm . Tại N có vân tối thứ 5 (tính từ vân sáng trung tâm). Khoảng cách MN là A. 1,75 mm . B. 1,50 mm . C. 2,25 mm . D. 3,00 mm . Hướng dẫn x 4,5 i M 1,5mm kM 3 xN kiN 4,5.1,5 6,75mm MN xN xM 6,75 4,5 2,25mm . Chọn C Câu 8. Tiến hành thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng với ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,59 m. Khoảng cách giữa hai khe là 1 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 200 cm. Trên màn quan sát, tính từ vân sáng trung tâm, tại vị trí cách vân sáng trung tâm 0,767 cm là A. vân sáng bậc 6. B. vân tối thứ 7. C. vân sáng bậc 7. D. vân tối thứ 6. Hướng dẫn 6
7. D 0,59.2 i 1,18mm 0,118cm a 1 x 0,767 k 6,5 . Chọn B i 0,118 Câu 9. Thực hiện thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng với ánh sáng đơn sắc có bước sóng  . Biết khoảng cách giữa một vân tối và vân sáng kề nó là 1,2 mm . Trên màn, M và N là hai điểm ở hai bên so với vân trung tâm, cách vân trung tâm lần lượt là 6 mm và 8 mm . Số vân sáng giữa hai điểm M và N là A. 11. B. 10. C. 5. D. 6. Hướng dẫn i 1,2mm i 2,4mm 2 x x 6 8 M k N k 2,5 k 3,3 có 6 giá trị k nguyên. Chọn D i i 2,4 2,4 Câu 10. Trong thí nghiệm Young với nguồn sáng đơn sắc có bước sóng 0,5µm, hai khe cách nhau 0,5mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là 2m. Bề rộng miền giao thoa trên màn là 4,25 cm. Số vân tối quan sát trên màn là A. 22. B. 19. C. 20. D. 25. Hướng dẫn Câu 11. Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng đơn sắc, ta thấy tại điểm M trên màn có vân sáng bậc 5. Dịch chuyển màn quan sát ra xa thêm 20 cm thì tại M có vân tối thứ 5 tính từ vân trung tâm. Trước lúc dịch chuyển, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn bằng A. 1,6 m. B. 2 m. C. 1,8 m. D. 2,2 m. Hướng dẫn Đáp án C Tại M là vân sáng bậc 5 thì OM 5.i Tại M là vân tối thứ 5 thì OM 4,5.i' i' 5 D' D 0,2 5 D 1,8m . i 4,5 D D 4,5 Câu 12. Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe được chiếu bằng ánh sáng đơn sắc. Từ vị trí ban đầu, nếu tịnh tiến màn quan sát một đoạn 50 cm lại gần mặt phẳng chứa hai khe thì khoảng vân mới thay đổi một lượng bằng 250 lần bước sóng. Tính khoảng cách giữa hai khe hẹp A. 20 mm.B. 2 mm. C. 1 mm.D. 3 mm. 7
8. Hướng dẫn Đáp án B Theo đề bài khoảng vân mới thay đổi 250 lần bước sóng, và khi màn lại gần thì khoảng vân tăng nên ta có D' D D' D D D' i' i 250 250 250 a 0,2cm . a a a a 250 Câu 13. Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe Y-âng cách nhau 2 mm, hình ảnh giao thoa được hứng trên màn ảnh cách hai khe 1 m. Sử dụng ánh sáng đơn sắc có bước sóng  , khoảng vân đo được là 0,2 mm. 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 A. 0,6m . B. 0,48m . C. 0,58m. D. 0,52m . Hướng dẫn Đáp án A Vị trí vân sáng thứ 3 của  là: 3i 0,6mm . Khi thay bước sóng  ' tại vị trí trên là vân sáng đối với  ' nên ta có:  'D 3i ki' k 0,5k ' k ' 1,2 (k nguyên vì là vân sáng) a Mà  '  i ' i vậy tại vị trí vân sáng thứ 3 của  là vân sáng thứ nhất hoặc thứ 2 của  ' vậy k 2 thỏa mãn ' 0,6m. Câu 14. Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa với ánh sáng đơn sắc có bước sóng  , khoảng cách giữa hai khe hẹp là a, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe hẹp đến màn quan sát là 2 m. Trên màn quan sát, tại điểm M cách vân sáng trung tâm 6 mm, có vân sáng bậc 5. Khi thay đổi khoảng cách giữa hai khe hẹp một đoạn bằng 0,2 mm sao cho vị trí vân sáng trung tâm không thay đổi thì tại M có vân sáng bậc 6. Giá trị của  bằng A. 0,60m .B. 0,50m . C. 0,45m . D. 0,55m. Hướng dẫn Đáp án A 6 6 Ta cói 1,2mm; i 1mm 1 5 2 6 D i1 a 2 6 a1 0,2 i1a1 1,2.1 Từ công thức i  a1 1mm  0,6m . a i2 a1 5 a1 D 2 Câu 15. Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng đơn sắc, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 1,5 m. Trên màn quan sát, hai điểm M và N đối xứng qua vân trung tâm có hai vân sáng bậc 4. Dịch màn ra xa hai khe thêm một đoạn 50 cm theo phương vuông góc với mặt phẳng chứa hai khe. So với lúc chưa dịch chuyển màn, số vân sáng trên đoạn MN lúc này giảm đi A. 6 vânB. 7 vân C. 2 vânD. 4 vân Hướng dẫn Đáp án C 8
9. MN 8i Số vân sáng trên đoạn MN lúc đầu (ứng với k1 = 4)là: Þ N = + 1 = + 1 = 9 vân sáng s1 i i ïì l D ï i = 1 ï 1 i D æ ö l D ï a 2 2 ç 2 ÷ 4 Ta có: i = Þ í Þ = = ç ÷= a ï l D i D èç1,5ø÷ 3 ï i = 2 1 1 îï 2 a k i D 4 k = 4 Tại M: x = x Þ k i = k i Þ 1 = 2 = 2 = ¾ ¾1 ¾® k = 3 S1 S2 1 1 2 2 2 k2 i1 D1 3 Vậy số vân sáng lúc này là 7 vân Þ so với lúc đầu giảm đi 2 vân Câu 16. Thực hiện giao thoa khe Y-âng với nguồn sáng có bước sóng , khoảng cách giữa hai khe tới màn là D trong môi trường không khí thì khoảng vân là i. Khi chuyển toàn bộ thí nghiệm vào trong nước 4 có chiết suất là thì để khoảng vân không đổi phải dời màn quan sát ra xa hay lại gần một khoảng bao 3 nhiêu? D 3D A. Ra xa thêm B. Ra xa thêm 3 4 D 3D C. Lại gần thêm D. Lại gần thêm 3 4 Hướng dẫn Đáp án A D Khi đặt trong môi trường không khí:i a  'D' D' 3 D' Khi chuyển toàn bộ thí nghiệm vào trong nước:i' . a na 4 a 3 D' D 4 D Để khoảng vân không đổi thì: . D' D D 4 a a 3 3 D Cần dịch chuyển màn quan sát ra xa thêm 3 Câu 17. Thực hiện thí nghiệm Yâng về giao thoa với ánh sáng có bước sóng l . Trên màn quan sát, tại điểm M có vân sáng. Giữ cố định các điều kiện khác, di chuyển dần màn quan sát dọc theo đường thẳng vuông góc với mặt phẳng chứa hai khe ra xa một đoạn nhỏ nhất là 0,4 m thì M chuyển thành vân tối. Dịch thêm một đoạn nhỏ nhất 1, 6 m thì M lại là vân tối. Khoảng cách hai khe đến màn ảnh khi chưa dịch chuyển bằng A. 1 m .B. 3 m .C. 2 m .D. 1, 5 m . Hướng dẫn Đáp án C 9
10. Dl + Khi chưa dịch chuyển màn quan sát tại M là vân sáng bậc k ® x = k M a ® Khi dịch chuyển màn ra xa thì khoảng vân giao thoa hứng được trên màn sẽ tăng ® bậc vân sáng, tối tại M sẽ tương ứng giảm. ® Dịch chuyển màn ra xa một đoạn ngắn nhất 0,4 m , tại M là vân tối (D + 0,4)l ® x = (k - 0,5) M a (D + 2)l ® Dịch chuyển thêm 1, 6 m nữa thì M lại là vân tối ® x = (k - 1,5) M a ì ï k = 1,25D + 0,5 + Từ các phương trình trên, ta có hệ:í ® D = 2m ï k = 0,75D + 1,5 îï Câu 18. Giao thoa bằng khe Y âng với ánh sáng đơn sắc. Khi khoảng cách từ hai khe đến màn là D thì tại điểm M trên màn có vân sáng bậc 8. Nếu tịnh tiến màn xa hai khe thêm một đoạn 80 cm dọc theo trung trực của hai khe thì tại M là vân tối thứ 6. Khoảng cách D bằng A. 176 cm. B. 220 cm C. 150cm D. 200 cm Hướng dẫn Đáp án A D Ban đầu tại M là vân sáng bậc 8 → OM 8i 8 . a D Sau khi dịch chuyển tại M là vân tối thứ 6 → OM 5,5.i 5,5. a 8D 5,5D → 8D 5,5D → 8D 5,5(80 D) a a → D 176cm . Câu 19. Trong một thí nghiệm giao thoa ánh sáng với khe I-âng. Ánh sáng đơn sắc có bước sóng , khoảng cách giữa hai khe a = 1 mm. Khi khoảng cách từ màn chắn chứa hai khe đến màn ảnh là D thì quan sát thấy trên đoạn MN dài 12 mm ở màn ảnh có n vân sáng, kể cả hai vân sáng ở M và N. Tịnh tiến màn ảnh theo hướng ra xa màn chắn chứa hai khe một đoạn 50 cm thì trên đoạn MN bớt đi 2 vân sáng (tại M và N vẫn có vân sáng). Giá trị của D là A. 1 m. B. 1,5 m. C. 2,5 m. D. 2 m. Hướng dẫn Đáp án D D Khoảng vân i = a + Ban đầu D1 = D 10
11. Trên MN có n vân sáng Đoạn MN n 1 .i1 (1) + Khi tịnh tiến màn ảnh theo hướng ra xa màn chắn thêm đoạn 50cm 0,5m thì trên MN có có n 2 vân sáng Đoạn MN n 3 .i2 (2) D i 1 a Ta có (D 0,5) i 2 a Từ (1)và (2), ta có: (n 1)D (n 3)(D 0,5) (n 1)i (n 3)i  1 2 a a (n 1)D (n 3)(D 0,5) n 4D 3 (n 1)D (4D 3 1)D Thay vào (1) ta được: MN n 1 i 12mm 1 a a D 2  (4D 2)D 20 D 2m D 2,5(lo¹i) Câu 20. Trong thí nghiệm I âng về giao thoa ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ. Trên màn quan sát, tại điểm M có vân sáng bậc k. Lần lượt tăng rồi giảm khoảng cách giữa hai khe hẹp một đoạn Δa (sao cho vị trí vân sáng trung tâm không thay đổi) thì tại M có vân sáng lần lượt bậc k1 và k2 . Hệ thức đúng là A. 2k = k1- k2. B. 2k = k1 + k2. C. k < k2 < k1. D. k = k1 + k2. Hướng dẫn Đáp án B D D D Ta có x k k k M a 1 a a 2 a a ax k M D (a a)xM k1 2k k1 k2 D (a a)xM k2 D 3. GIAO THOA VỚI ÁNH SÁNG TRẮNG Câu 21. Giao thoa với hai khe I-âng có a = 0,5 mm; D = 2 m. Nguồn sáng dùng là ánh sáng trắng có bước sóng từ 0,40 μm đến 0,75 μm. Tính bề rộng của quang phổ bậc 3. 11
12. A. 1,4 mm. B. 2,4 mm. C. 4,2 mm. D. 6,2 mm. Hướng dẫn D 2 Độ rộng vùng quang phổ bậc 3 là Δx3 = xdo(3) - xtim(3) = 3 a (λđ ― λt)= 30,5(0,75 ― 0,4)=4,2 mm Câu 22. Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe là 2 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 2m. Nguồn phá ánh sáng gồm các bức xạ đơn sắc có bước sóng trong khoảng từ 0,40 μm đến 0,76 μm. Trên màn, tại điểm cách vân trung tâm 3,3 mm có bao nhiêu bức xạ cho vân tối? A. 5 bức xạB. 6 bức xạ. C. 3 bức xạD. 4 bức xạ Câu 23. Trong thí nghiệm Yong về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe là 1 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 2 m. Chiếu vào hai khe ánh sáng trắng có bước sóng từ 380 nm đến 760 nm. Trên màn, M là vị trí gần vân trung tâm nhất có đúng 5 bức xạ cho vân sáng. Khoảng cách từ M đến vân trung tâm có giá trị gần nhất với giá trị nào sau đây ? A.5,9 mm B. 6,7 mm C. 5,5 mm D. 6,3 mm Hướng dẫn Theo gt trên màn, M là vị trí gần vân trung tâm nhất có đúng 5 bức xạ cho vân sáng nên: n 5 1 4 1D 2D 1 k 4 0,38 k 4  x k k n k 8 a a 2 k 0,76 k  D 380.10 9.2 k 8 x k 1 8 6,08.10 3 m 6,08 m Vậy  min 3 a 10 ￿Đáp án D Câu 24. Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, nguồn sáng phát ra vô số ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ biến thiên liên tục từ 400 nm đến 760 nm (400 nm < λ< 760 nm). Trên màn quan sát, tại M chỉ có một bức xạ cho vân sáng và hai bức xạ bước sóng λ1 và λ2 (λ1 < λ2) cho vân tối. Giá trị nhỏ nhất của λ2 là A. 667 nm. B. 608 nm. C. 507 nm. D. 560 nm. Hướng dẫn ∆x = kλ = (k + 0,5)λ1 = (k ― 0,5)λ2 Thử đáp án: + λ = 667 thì 1,3 < k < 2,5 nên có 1CĐ, 1CT loại + λ = 608 thì 2 < k < 3,8 nên có 1CĐ, 2CT đa B Câu 25. Trong thí nghiệm Yâng về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe là 0,5 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 2m. 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. 9,12 mm.B. 4,56 mm. C. 6,08 mm.D. 3,04 mm. Hướng dẫn Vị trí gần nhất sẽ ứng với bước sóng nhỏ nhất 380 nm trùng với một bức xạ nào đó. Tính từ trung tâm trở ra vân sáng bậc 1 của ánh sáng 380 nm không trùng với bất kì ánh sáng nào (nó thuộc quang phổ bậc 1). Nó chỉ có thể trùng từ bậc (k + 1) với bậc k của ánh sáng nào đó. Do đó ta có: k 1 380 k 1 .380 k  .380 380 nm . k k 380 Áp vào điều kiện 380nm  750nm , ta có 380 380 750 k 1,03 k 2 k min  D 0,38.2 Vậy x k 1 min 2 1 4,56 mm . Chọn B min min a 0,5 4. GIAO THOA VỚI ÁNH SÁNG GỒM 2 THÀNH PHẦN ĐƠN SẮC Câu 26. Trong thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe được chiếu sáng đồng thời bởi hai bức xạ đơn sắc có bước sóng lần lượt là 휆1 và 휆2. Trên màn quan sát có vân sáng bậc 12 của 휆1 trùng với vân sáng 12
13. bậc 10 của 휆2. Tỉ số 휆1/ 휆2 bằng: A.6/5B.2/3 C.5/6D.3/2 Hướng dẫn Khi 2 vân trùng nhau: x1 = x2 ↔ k1.λ1 = k2.λ2 λ1 k2 5 ↔ = = λ2 k1 6 Câu 27. Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng với khe Iâng (Y-âng), khoảng cách giữa hai khe là 2mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 1,2m. Chiếu sáng hai khe bằng ánh sáng hỗn hợp gồm hai ánh sáng đơn sắc có bước sóng 500 nm và 660 nm 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 vân gần nhất cùng màu với vân chính giữa là A. 4,9 mm.B. 19,8 mm. C. 9,9 mm.D. 29,7 mm Hướng dẫn Khi 2 vân trùng nhau: x1 = x2 ↔ k1.λ1 = k2.λ2 λ1 k2 500 25 ↔ = = = λ2 k1 660 33 cặp (k1, k2) nguyên và nhỏ nhất cho biết tọa độ trùng nhau gần nhất so với vân trung tâm O. Nên: Khoảng cách từ vân chính giữa đến vân gần nhất cùng màu với vân chính giữa là: λ1D 0,5.1,2 ∆x = i = k . = 33. = 9,9 mm min trùng 1 a 2 Câu 28. Trong thí nghiệm Y âng về giao thoa ánh sáng, hai khe được chiếu bằng ánh sáng gồm hai thành phần đơn sắc có bước sóng 1 549nm và 2 (390nm < 2 < 750nm). Trên màn quan sát thu được các vạch sáng là các vân sáng của hai bức xạ trên (hai vân sáng trùng nhau cũng là một vạch sáng). Trên màn xét 4 vạch sáng liên tiếp theo thứ tự là M, N, P, Q. Khoảng cách M và N; N và P; P và Q lần lượt là 2,0nm; 4,5mm; 4,5mm. Giá trị 2 gần nhất với giá trị nào sau đây A. 391nmB. 748nm C. 731nmD. 398nm Hướng dẫn Vị trí của các điểm M, N, P, Q lần lượt là vị trí của vân sáng bậc k 1 của λ1, bậc k2 của λ2, bậc (k1 +1) của λ1, bậc (k2 +1) của λ2. →MN = k2i2 ― k1i1 →NP = (k1 + 1)i1 ― k2i2 = i1 ― MN →i1 = NP + MN = 6,5 mm →PQ = (k2 + 1)i2 ― (k1 + 1)i1 = MN + i2 ― i1 →i2 = PQ ― MN + i1 = 9mm i2 λ2 9 18 → = = = i1 λ1 6,5 13  549nm 18 Nếu: 1 thì λ2 = 13.549=760,15 loại 13 Nếu: λ2 = 549 nm thì λ1 = 18.549=396,5 nm →D Câu 29. Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, chiều sáng hai khe đồng thời bằng hai bức xạ đơn sắc có bước sóng 410 (nm) và  (390 nm <  < 760 nm). Trên màn quan sát, O là vị trí của vân sáng trung tâm. Nếu  = 1 thì điểm M trên màn là vị trí trùng nhau gần O nhất của hai vân sáng, trong khoảng OM (không kể O và M) có 11 vân sáng của bức xạ có bước sóng 410 nm. Nếu  = 2 (2 1) thì M vẫn là vị trí trùng nhau gần O nhất của hai vân sáng. Nếu chiếu sáng hai khe đồng thời chỉ bằng hai bức xạ có bước sóng 1 và 2 thì trong khoảng OM (không kể O và M) có tổng số vân sáng là A. 16.B. 20. C. 22. D. 18. Hướng dẫn 13
14. Tại M là vân bậc 12 của bức xạ 410 nm, trùng với hai vân sáng của các bức xạ λ1 và λ2, ta có k1λ1=k2λ2=12×410 Suy ra k1=4920/λ1; k2=4920/λ2 Do 390<λ<640 nên 6,5<k1,k2<12,6 k1,k2=7,8,9,10,11 Giá trị k=12 ứng với vân sáng của bức xạ 410 nm loại bỏ. Mặt khác, để đảm bảo là các vân trùng gần O nhất thì các tỉ số k1/12 và k2/12 không rút gọn thêm được nữa. Tức là chỉ còn 2 giá trị 7 và 11 thỏa mãn. Ta lấy k1=7, k2=11. Khi đó giữa O và M có 6 vân sáng λ1 và 10 vân sáng λ2, tổng là 16 vân sáng. Câu 30. Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe được chiếu bằng ánh sáng gồm hai thành phần đơn sắc có bước sóng λ = 0,6 μm và λ’ = 0,4 μm. Trên màn quan sát, trong khoảng giữa hai vân sáng bậc 7 của bức xạ có bước sóng λ, số vị trí có vân sáng trùng nhau của hai bức xạ là A. 7.B. 6. C. 8.D. 5. Hướng dẫn Điều kiện để hai hệ vân trùng nhau  k 6 3  k 4 2 Ta có thể lập bảng sau k 0 2 4 6 8 k 0 3 6 9 12 Từ bảng trên ta thấy rằng giữa hai vân sáng bậc 7 của bước sóng λ có 7 vị trí cho vân trùng nhau của hai bức xạ (lưu ý rằng vị trí trung tâm được tính là 1) ￿Đáp án D 14