[Lý 12]Bài tập tính chất sóng của ánh sáng

[Bạch Việt]

[PDF]https://server1.vnkienthuc.com/files/3/Bai%20tap%20tinh%20chat%20song%20anh%20sang-x.pdf[/PDF]
Sưu tầm
TÍNH CHẤT SÓNG VÀ HẠT CỦA ÁNH SÁNG:
I/Tính chất sóng của ánh sáng :
a/ chiết suất môi trường : n = ( C = 3.10[SUP]8[/SUP] ) b/ bước sóng :
c/ giao thoa ánh sáng :
1> hiệu đường đi : d = | r[SUB]2[/SUB] – r[SUB]1[/SUB] | = ,
2> khoảng vân : i =
3> vị trí vân sáng : x[SUB]s[/SUB] = k= ki
4> vị trí vân tối : x = ( (với k = thứ -1 )
5 >Tìm tính chất vân tại điểm cách vân sáng chính giữa một khoảng x cho trước Ta lập tỉ số : k N ( nguyên ) ta có vân sáng
k N ( thập phân ) ta có vân tối

6> Tìm số vân sáng , vân tối trong vùng giao thoa :
Gọi L là bề rộng vùng giao thoa : k hần nguyên
x : phần thập phân
* Số vân sáng : 2k + 1
* Số vân tối : 2k nếu x < 0,5
2(k +1) nếu x ≥ 0,5
7 > Giao thoa với ánh sáng trắng : ( bước sóng 0,4́m≤ ë ≤ 0,76 ́m )
* Anh sáng đơn sắc có vân sáng tại vị trí đang xét:
x = Xác dịnh k bởi : 0,4́m ≤ ≤ 0,76 ́m
* Anh sáng đơn sắc có vân tối tại vị trí đang xét :
x = (2k + 1) Xác dịnh k bởi : 0,4́m ≤ ≤ 0,76 ́m


8 > Độ dời của hệ vân do bản mỏng :
9 > Tán sắc ánh sáng :
[SUB]đỏ [/SUB]=> n[SUB]tím[/SUB] ≥ ≥ n [SUB]đỏ[/SUB]
Các công thức của lăng kính với góc nhỏ : i[SUB]1[/SUB] = n r[SUB]1[/SUB]
i[SUB]2[/SUB] = n r[SUB]2[/SUB]
A = r[SUB]1[/SUB] + r[SUB]2[/SUB]
D = ( n -1 )A
II/ BÀI TẬP
TÍNH CHẤT SÓNG CỦA ÁNH SÁNG
1. Trong thí nghiệm về giao thoa ánh sáng , các khe S[SUB]1[/SUB] ,S[SUB]2[/SUB] được chiếu sáng bởi ánh sáng đơn sắc . a = 1mm, D = 3m .Khoảng vân đo được i = 1,5mm
a)Tìm bước sóng ánh sáng tới
b)Xác định vị trí vân sáng thứ ba và vân tối thứ tư Đ S : ë= 0,5́m x[SUB]s[/SUB] = 4,5mm
2. Trong thí nghiệm về giao thoa ánh sáng , ánh sáng đơn sắc có bước sóng ; a = 1mm, D = 1m
a)Tính khoảng vân
b)Tính khoảng cách từ vân sáng trung tâm đến vân sáng thứ năm ĐS : a) 0,6mm b) 3mm
3. Trong thí nghiệm về giao thoa ánh sáng : a = 0,5mm, D = 2m, khoảng vân bằng 2mm
a) Tính bước sóng của ánh sáng
b)Tại điểm M cách vân trung tâm 10mm ta có vân sáng không ? Tại sao? ĐS : a) 0,5́m b) Vân sáng
4. Trong thí nghiệm về giao thoa ánh sáng , biết khoảng cách giữa hai khe sáng là a = 0,15mm, khoảng cách giữa hai khe sáng và màn là D = 1,5m.Khoảng cách giữa 5 vân sáng liên tiếp trên màn là 2cm .Hãy xác định bước sóng của ánh sáng làm thí nghiệm ĐS : 0,5́m
5. Trong thí nghiệm về giao thoa ánh sáng ; cho a = 0,3mm , D = 2m .Tính khoảng cách vân
a) Đỏ bậc 1 với tím bậc 1 , cho [SUB]đỏ[/SUB] = 0,76 ́m , [SUB]tím[/SUB] = 0,4 ́m
b) Đỏ bậc 2 với tím bậc 2 ĐS : a) 2,4mm b) 4,8mm
6. Trong thí nghiệm về giao thoa ánh sáng , a = 1mm , D = 1m, ánh sáng đơn sắc có
a)Tìm tính chất vân tại vị trí cách vân trung tâm x[SUB]1[/SUB] = 0,9mm và x[SUB]2[/SUB] = 1,2mm
b)Tính số vân sáng và vân tối quan sát được biết bề rộng của giao thoa trường là 4mm
ĐS : a) 1 là vân tối ; 2 là vân sáng b) 7 vân sáng ; 6 vân tối
7. Trong thí nghiệm về giao thoa ánh sáng , a = 1,2mm ; D =2m , = 0.6 ́m
a) Tính khoảng vân
b)Tính các điểm M và N trên màn , ở cùng một phía đối với vân sáng chính giữa , cách vân này lần lượt là 0,6cm và 1,55cm có vân sáng hay vân tối ? Trong khoảng giữa M và N có bao nhiêu vân sáng
8. Trong thí nghiệm về giao thoa ánh sáng , biết a = 0,6mm; D = 2m.trên màn ảnh người ta quan sát được 15 vân sáng .Khoảng cách giữa hai vân nằm ở hai đầu là 2,8cm.Tính bước sóng của ánh sáng
9. Trong thí nghiệm về giao thoa ánh sáng, cho a = 0,3mm ; D = 2m
a) Tính khoảng cách giữa vân sáng bậc 1 của màu đỏ ( [SUB]đỏ[/SUB] = 0,76 ́m )và vân sáng bậc 1 màu tím ([SUB]tím[/SUB] = 0,4 ́m)
b) Tính khoảng cách giữa vân sáng bậc 2 của màu đỏ ([SUB]đỏ[/SUB] = 0,76 ́m ) và vân sáng bậc 2 màu tím ([SUB]tím[/SUB] = 0,4 ́m )
c) Bây giờ khe sáng được chiếu đồng hai ánh sáng đơn sắc có bước sóng lần lượt là [SUB]1[/SUB] = 0,4 ́m và[SUB]2[/SUB] .Người ta nhận thấy vân sáng bậc 3 của ánh sáng đơn sắc [SUB]1[/SUB] trùng với vân sáng bậc 2 của ánh sáng đơn sắc [SUB]2[/SUB] .Tìm [SUB]2[/SUB] và xác định vị trí này ĐS : a) 2,4mm b) 4,8mm c) [SUB]2[/SUB] = 0.6 ́m , x = 8mm
10. Trong thí nghiệm về giao thoa ánh sáng , a = 1mm ; D = 2m.Khoảng cách từ vân tối thứ hai ( kể từ vân trung tâm ) đến vân sáng bậc 10 ở cùng bên là 6,8mm
a) Tìm bước sóng của ánh sáng
b) Bây giờ giả sử rằng chùm sáng gồm hai ánh sáng đơn sắc có bước sóng [SUB]1[/SUB] = 0,4 ́m, [SUB]2[/SUB] = 0.6́m

đi qua hai khe .Hỏi vân sáng bậc 3 của bức xạ [SUB]1[/SUB] trùng với vân sáng bậc mấy của bức xạ [SUB]2[/SUB] ?
ĐS : a) = 0,4 ́m b) vân sáng bậc 3 của bức xạ [SUB]1[/SUB] trùng với vân sáng bậc 2 của bức xạ [SUB]2[/SUB]
11. Trong thí nghiệm về giao thoa ánh sáng , người ta chiếu sáng 2 khe bằng ánh sáng trắng . Khoảng cách giữa hai khe là 2mm , màn đặt cách hai khe 2m .Một điểm A trên màn cách vân trung tâm 3,3mm .Trong vùng ánh sáng nhìn thấy , hãy xác định bước sóng của các bức xạ cho vân sáng , cho vân tối
ĐS : * bức xạ cho vân sáng : k = 5, 6 , 7 ,8 * bức xạ cho vân tối : k = 4 , 5, 6, 7
12. Trong thí nghiệm về giao thoa ánh sáng ; a = 0,5mm , D = 2m , = 0,5́m
a) Tại các điểm M[SUB]1[/SUB] , M[SUB]2[/SUB] cách vân trung tâm lần lượt là 7mm và 10mm ta có loại vân gì ? thứ bao nhiêu ?
b) Cho biết bề rộng của vùng giao thoa là 26mm.Tính số vân sáng , số vân tối có được trên màn
c) Nếu thực hiện giao thoa trong nước có chiết suất n = thì hiện tượng gì xảy ra ? Tính khoảng vân trong trường hợp này
ĐS : a) M[SUB]1[/SUB] là vân tối thứ 4 , M[SUB]2[/SUB] là vân sáng thứ 5
b) có 13 vân sáng , 14 vân tối c) giảm
13. Trong thí nghiệm về giao thoa ánh sáng ; a = 4mm , D = 2m .Trên màn khỏang cách từ vân sáng bậc 5 bên này đến vân sáng bậc 5 bên kia vân trung tâm là 3mm
a) tính
b) Đặt một bản mặt song song bằng thủy tinh có chiết suất đối với ánh sáng làm thí nghiệm n = 1,5 và bề dày e = 1mm trên đường đi của chùm tia sáng phát ra từ khe F . biết bản mặt song song làm tăng quang trình thêm một lượng e( n -1) .Hãy xác định độ dời của vân sáng trung tâm
ĐS : a) = 0.6́m b) x = = 250mm = 25cm
14. Trong thí nghiệm về giao thoa ánh sáng ; a = 1mm, D = 1m , = 0.6́m
a) Tính khoảng vân khi đặt toàn bộ hệ thống vào trong không khí .Xác định vân tối thứ 3
b) Đặt trước một trong hai khe S[SUB]1[/SUB] S[SUB]2[/SUB] 1 bản mặt song song có e = 12 ́m và n = 1,5 .Khi đó hệ vân giao thoa trên màn có gì thay đổi .Xác địng độ dịch chuyển của hệ vân
c) Nếu không đặt bản mỏng mà lại đổ vào khoảng giữa mặt phẳng chứa hai khe và màn quan sát một chất lỏng thì người ta thấy khoảng vân bây giờ là i[SUP]/[/SUP] = 0,45mm.Tính n[SUP]/[/SUP] của chất lỏng đó
ĐS : a) i = 0,6mm b) = 6mm
c) n = = chất lỏng đó là nước
15. Trong thí nghiệm về giao thoa ánh sáng ; a = 0,3mm ,D = 2m ,các khe sáng được chiếu bằng ánh sáng trắng có bước sóng từ cho [SUB]đỏ[/SUB] = 0,76 ́m , [SUB]tím[/SUB] = 0,4 ́m
a) Tính khoảng cách giữa vân sáng bậc 1 của màu đỏ đến vân sáng bậc 1 của màu tím
b) Bây giờ chiếu đồng thời hai ánh sáng đơn sắc có bước sóng lần lượt là [SUB]1[/SUB] = 0,4 ́m và [SUB]2 [/SUB]
Người ta nhận thấy vân sáng bậc 3 của ánh sáng đơn sắc [SUB]1[/SUB] trùng với vân sáng bậc 2 của ánh sáng đơn sắc [SUB]2 [/SUB].Tìm [SUB]2 [/SUB]và xác định vị trí này
ĐS : a) 2,4mm b) [SUB]2[/SUB] = 0.6́m , x = 8mm
16.Trong thí nghiệm Iâng về giao thoa ánh sáng ,khoảng cách giữa hai khe S[SUB]1[/SUB] , S[SUB]2[/SUB] là a =1mm ,khoảng cách từ hai khe đến màn quan sát là D = 2m
a)Chiếu sáng hai khe bằng ánh sáng đơn sắc có bước sóng ë[SUB]1[/SUB] = 0,6 ́m.Tính khoảng vân
b)Chiếu đồng thời hai bức xạ đơn sắc có bước sóng ë[SUB]1[/SUB] = 0,6 ́m ,ë[SUB]2[/SUB] = 0,5 ́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.Tính khoảng cách nhỏ nhất của hai vân trùng (TSĐH-06)
17.Trong thí nghiệm về giao thoa ánh sáng ; a = 3mm, D = 2m .Người ta đo được khoảng cách giữa vân sáng thứ nhất và vân sáng thứ tư là 1,2mm
a) Tính bước sóng dùng trong thí nghiệm
b)Khi thay bởi ánh sáng đơn sắc [SUB]1[/SUB] và dời màn quan sát ra xa thêm 0,4m thì khoảng vân không đổi. Xác định bước sóng [SUB]1 [/SUB]
18. Một nguồn sáng điểm nằm cách đều hai khe và phát ra đồng thời hai bức xạ đơn sắc có bước sóng [SUB]1[/SUB] = 0.6́m và bước chưa biết [SUB]2[/SUB] .Khoảng cách a = 0,2mm , D = 1m
a) Tính khoảng vân giao thoa trên màn đối với [SUB]1[/SUB]
b) Trong một 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 [SUB]2[/SUB] biết hai trong 3 vạch trùng nhau nằm ngoài cùng của khoảng L ĐS : [SUB]2[/SUB] = 0,48 ́m , i = 3mm
19. Chiếu một chùm tia sáng trắng , song song hẹp coi như tia sáng vào mặt bên lăng kính góc chiết quang A = 60[SUP]o[/SUP] , dứoi góc tới i
a) Tính góc tạo bởi tia ló màu đỏ và tia ló màu tím khi i = 60[SUP]o [/SUP].Chiết suất của lăng kính đối với màu đỏ n[SUB]đ[/SUB] = 1,5 và đối với màu tím n[SUB]t[/SUB] = 1,54
b) Tính góc tạo bởi tia ló màu đỏ và tia ló màu tím trong trường hợp độ lệch của tia màu vàng là cực tiểu .Chiết suất của lăng kính đối với tia vàng là n[SUB]v[/SUB] = 1,52 ĐS : a) 3[SUP]0[/SUP] 12 [SUP]/[/SUP] b) 3[SUP]0[/SUP] 32[SUP]/[/SUP]
20. Một thiết bị để quan sát hiện tượng giao thoa của sóng ánh sáng có cấu tạo .Một TKHT được cắt làm đôi theo một đường kính thành hai nữa ( L[SUB]1[/SUB] và L[SUB]2[/SUB] ) được đặt tách ra xa nhau một chút
- Nguồn sáng đơn sắc có dạng một dải sáng hẹp
đặt song song với vết cắt của hai nữa TK va E
cách đều hai nữa đó .Khoảng cách từ S đến S O [SUB]1[/SUB] O
L[SUB]1[/SUB] và L[SUB]2[/SUB] được chọn sao cho có hai ảnh thật O[SUB]2[/SUB]
S[SUB]1[/SUB] và S[SUB]2[/SUB] của S
Phía sau hai ảnh S[SUB]1[/SUB] và S[SUB]2[/SUB] ta đặt một màn E song song với TK trên đó ta quan sát được các vân giao thoa ánh sáng
a) Hãy vẽ đường đi của các chùm tia sáng
b) Hãy xác định trên hình vẽ , vùng trên màn E tại đó xuất hiện các vân giao thoa
21. Hai gương phẳng M[SUB]1[/SUB] , M[SUB]2[/SUB] hợp với nhau 1 góc . rất nhỏ , có một cạnh chung qua 0 , chiếu ánh sáng = 0.6́m từ khe S // cạnh chung , cách cạnh này 100mm, hai ảnh S[SUB]1[/SUB] và S[SUB]2[/SUB] của S đối với
M[SUB]1[/SUB] M[SUB]2[/SUB] cách nhau 1mm
a) Tính góc .
b) Trên màn // S[SUB]1[/SUB] S[SUB]2[/SUB] cách S[SUB]1[/SUB] S[SUB]2[/SUB] 1,2m ta có giao thoa ánh sáng ;giải thích hiện tượng
c) Thay khe S bởi khe S[SUP]/[/SUP] có bước sóng [SUP]/[/SUP] khoảng cách từ vân tối thứ 1 đến vân tối thứ 5 là 3,68mm. Tính [SUP]/[/SUP] ĐS : a) . = 0,005 rad c) [SUP]/[/SUP] = 0,767 ́m
22. Trong thí nghiệm về giao thoa ánh sáng ; a = 2mm , D = 3m , = 0.5́m .Bề rộng vùng giao thoa là L = 3cm không đổi
a) Xác định số vân sáng , vân tối có được trên màn
b) Thay ánh sáng đơn sắc trên bằng ánh sáng [SUP]/[/SUP] = 0.6́m .Số vân sáng quan sát được tăng hay giảm Tính số vân sáng quan sát được lúc này
c) Vẫn dùng ánh sáng , di chuyển màn quan sát xa hai khe , số vân sáng quan sát được tăng hay giảm ?Tính số vân sáng khi màn cách hai khe D[SUP]/[/SUP] = 4m
ĐS : a) 41 vân sáng , 40 vân tối b) số vân sáng quan sát được 33 vân c) 31 vân sáng
23. Một lăng kính thuỷ tinh có tiết diện thẳng là một tam giác cân ABC đỉnh A .Một tia sáng rọi vuông góc vào mặt bên AB sau hai lần phản xạ toàn phần trên hai mặt AC và AB thì ló ra khỏi đáy BC theo phương vuông góc BC
a) Tính góc chiết quang A của lăng kính
b)Tìm điều kiện mà chiết suất của lăng kính phải thỏa
c) Giả sử chiết suất của lăng kính đối với tia sáng màu lục vừa thỏa điều kiện trên . Khi đó ,nếu tia tới là tia sáng trắng thì tia ló khỏi đáy BC theo phương vuông góc với BC còn là ánh sáng trắng không ? Giải thích
ĐS : a) A = 36[SUP]0[/SUP] b) n > 1,7 c) không phải ánh sáng trắng