giao thoa ánh sáng (buổi 19)

[Huy Hoàng]

Câu 1. Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe là a = 2 mm, khoảng cách từ hai khe đến màn quan sát là D = 1,5 m. Nguồn sáng đơn sắc có bước sóng λ = 0,6 μm. Xét trên khoảng MN trên màn, với MO = 5 mm, ON = 10 mm, (O là vị trí vân sáng trung tâm). Hỏi trên MN có bao nhiêu vân sáng, bao nhiêu vân tối?
A. 34 vân sáng 33 vân tối
B. 33 vân sáng 34 vân tối
C. 22 vân sáng 11 vân tối
D. 11 vân sáng 22 vân tối

Câu 2, Trong thí nghiệm I - âng về giao thoa ánh sáng . Chiếu hai khe ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ1 = 0,6μm thì trên màn quan sát, ta thấy có 6 vân sáng liên tiếp cách nhau 9mm. Nếu chiếu hai khe đồng thời hai bức xạ λ1 và λ2 thì người ta thấy tại M cách vân trung tâm 10,8mm vân có màu giống vân trung tâm, trong khoảng giữa M và vân sáng trung tâm còn có 2 vị trí vân sáng giống màu vân trung tâm. Bước sóng của bức xạ λ2 là
A. 0,4 μm.
B. 0,38 μm.
C. 0,65 μm.
D. 0,76 μm.

Câu 3. Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng. Nguồn phát ánh sáng trắng ( 0,38 μm ≤λ≤ 0.76 μm). Trên đoạn thẳng MN thuộc màn quan sát vuông góc với các vạch sáng (M nằm ở vân sáng bậc 2 màu tím, N nằm ở vân sáng bậc 3 màu tím) có bao nhiêu điểm tại đó có 2 bức xạ cho vân sáng trùng nhau?
A. Không có điểm nào.
B. Có vô số điểm.
C. Có 2 điểm.
D. Có 3 điểm.

Câu 4. Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng của I_âng khoảng cách giữa hai khe a = 1 mm . Vân giao thoa được nhìn qua một kính lúp có tiêu cự f = 5 cm đặt cách măt phăng hai khe một khoảng L = 45 cm . Một người có măt bình thường quan sát hệ vân qua kính trong thai không điều tiết thi thấy góc trông khoảng vân la 15'. Bước sóng của ánh sáng la :
A. 0.60 μm
B. 0.50 μm
C. 0.65 μm
D. 0.55 μm

Câu 5. Trong thí nghiệm I âng về giao thoa ánh sang , khoảng cách giữa 2 khe I âng là a =1 mm,khoảng cách từ 2 khe đến màn D = 2 m. chùm sáng chiếu vào khe S có 2 bước sóng trong do lam da λ = 0, 4 (μm) . trên màn xét khoảng MN = 4.8 mm đếm được 9 vân sáng với 3 vạch là kết quả trùng nhau của 2 vân sáng và 2 trong 3 vạch đó nằm tại M,N. Bước sóng lamda 2 =?
A 0.48μm
B 0.60μm
C 0.64μm
D 0.72 μm

 

[Huy Hoàng]

Câu 1. Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe là a = 2 mm, khoảng cách từ hai khe đến màn quan sát là D = 1,5 m. Nguồn sáng đơn sắc có bước sóng λ = 0,6 μm. Xét trên khoảng MN trên màn, với MO = 5 mm, ON = 10 mm, (O là vị trí vân sáng trung tâm). Hỏi trên MN có bao nhiêu vân sáng, bao nhiêu vân tối?
A. 34 vân sáng 33 vân tối
B. 33 vân sáng 34 vân tối
C. 22 vân sáng 11 vân tối
D. 11 vân sáng 22 vân tối

Giải: Cần thêm điều kiện M, N ở hai phía so với O
Khoảng vân: i = $\frac{{\lambda D}}{a} = \frac{{0,{{6.10}^{ - 6}}.1,5}}{{{{2.10}^{ - 3}}}} = 0,{45.10^{ - 3}}m = 0,45mm$
Vị trí vân sáng : xs = ki = 0,45k (mm): -5 ≤ 0,45k ≤ 10 -> -11,11≤ k ≤ 22,222-> -11≤ k ≤ 22: Có 34 vân sáng
Vị trí vân tối : xt = (k + 0,5) i = 0,45(k + 0,5) (mm): -5 ≤ 0,45(k+0,5) ≤ 10 -> -11,11≤ k + 0,5 ≤ 22,222-> -11,61≤ k ≤ 21,7222-> -11≤ k ≤ 21: Có 33 vân tối
Chọn đáp án A

Câu 2, Trong thí nghiệm I - âng về giao thoa ánh sáng . Chiếu hai khe ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ1 = 0,6μm thì trên màn quan sát, ta thấy có 6 vân sáng liên tiếp cách nhau 9mm. Nếu chiếu hai khe đồng thời hai bức xạ λ1 và λ2 thì người ta thấy tại M cách vân trung tâm 10,8mm vân có màu giống vân trung tâm, trong khoảng giữa M và vân sáng trung tâm còn có 2 vị trí vân sáng giống màu vân trung tâm. Bước sóng của bức xạ λ2 là
A. 0,4 μm.
B. 0,38 μm.
C. 0,65 μm.
D. 0,76 μm.

Giải: Khoảng vân i$_1$ = 9mm/(6-1) = 1,8mm
$\frac{{{x_M}}}{{{i_1}}} = \frac{{10,8}}{{1,8}} = 6$ Tại M là vân sáng bậc 6 của bức xạ λ$_1$.
Khoảng cách giữa vân sáng cùng màu và gần nhất vân sáng trung tâm là:
x = , ứng với vân sáng bậc hai của bức xạ λ$_1$
Do đó 2i$_1$ = ki$_2$ --> $2\frac{D}{a}{\lambda _1} = k\frac{D}{a}{\lambda _2} \Rightarrow {\lambda _2} = \frac{{2{\lambda _1}}}{k} = \frac{{1,2}}{k}(\mu m)$
Với k là số nguyên. k = $\frac{{1,2}}{{{\lambda _2}}}$. Trong 4 giá trị của bức xạ λ$_2$ đã cho chỉ có
bức xạ λ = 0,4 µm cho k = 3 là số nguyên.
Chọn đáp án A

Câu 3. Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng. Nguồn phát ánh sáng trắng ( 0,38 μm ≤λ≤ 0.76 μm). Trên đoạn thẳng MN thuộc màn quan sát vuông góc với các vạch sáng (M nằm ở vân sáng bậc 2 màu tím, N nằm ở vân sáng bậc 3 màu tím) có bao nhiêu điểm tại đó có 2 bức xạ cho vân sáng trùng nhau?
A. Không có điểm nào.
B. Có vô số điểm.
C. Có 2 điểm.
D. Có 3 điểm.

Giải: Vị trí vân tím bậc 2 và bậc 3
x$_1$ = 0,76$\frac{D}{a}$ (μm); x$_2$ = 1,14$\frac{D}{a}$ (μm)
Vị trí hai vân sáng trùng nhau: x = k$_1$$\frac{D}{a}$λ$_1$ = k$_2$$\frac{D}{a}$λ$_2$ x$_1$≤ x ≤ x$_2$ --> 0,76 ≤ k$_1$λ$_1$ = ≤ 1,14 (Với k$_1$ ≠ k$_2$). Giả sử λ$_1$ > λ$_2$ khi đó k$_1$ < k$_2$--> 0,76 ≤ k$_1$λ$_1$ = k$_2$λ$_2$ ≤ 1,14
$\frac{{0,76}}{{{\lambda _1}}}$ ≤ k$_1$ ≤$\frac{{1,14}}{{{\lambda _1}}}$ mà 0,38 μm ≤ λ$_1$ ≤ 0.76 μm ->1 ≤ k$_1$ ≤ 3
( k$_1$ ≤ giá trị lớn nhất có thể là 3 và k$_1$ ≥ giá trị nhỏ nhất có thể là 1)
Tức là ta có 1 ≤ k$_1$ ≤ 3 k$_1$ =1, 2, 3.
Tương tự 1 ≤ k$_2$ ≤ 3 k$_2$ =1, 2, 3.
Khi k$_1$ = 1, k$_2$ = 2 -> λ$_1$ = 0,76 μm và λ$_2$ = 0,38 μm : x = x$_1$
Khi k$_1$ = 1, k$_2$ = 3 -> λ$_1$ = 0,76 μm và λ$_2$ = 0,253 μm < 0,38 μm: loại trường hợp này
Khi k$_1$ = 2, k$_2$ = 3 -> λ$_1$ = 0,57 μm và λ$_2$ = 0,38 μm : x = x$_2$
Tóm lai trên MN có hai điểm tại đó có hai bức xạ cho vân sáng trùng nhau. Đó là các điểm M, N
Chọn đáp án C

Câu 4. Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng của I_âng khoảng cách giữa hai khe a = 1 mm . Vân giao thoa được nhìn qua một kính lúp có tiêu cự f = 5 cm đặt cách măt phăng hai khe một khoảng L = 45 cm . Một người có măt bình thường quan sát hệ vân qua kính trong thai không điều tiết thi thấy góc trông khoảng vân la 15'. Bước sóng của ánh sáng la :
A. 0.60 μm
B. 0.50 μm
C. 0.65 μm
D. 0.55 μm

Giải: Để quan sát vật qua kính lúp ở trạng thái không điều tiết của người có mắt bình thường thì vật đặt ở tiêu diện của kính. Do đó D = L – f = 40 cm = 0,4m là khoảng cách từ mặt phẳng hai khê đến màn quan sát vân giao thoa
Khoảng vân i = fα = 50 .15’(mm) = 50.0,25. 3,14/180 = 0,218 mm = 0,22 mm
Do đó $\lambda = \frac{{ai}}{D} = \frac{{1.0,{{22.10}^{ - 6}}}}{{0,4}}$= 0,55.10$^{-6}$ m = 0,55μm Chọn đáp án D

 

[Huy Hoàng]

Câu 5. Trong thí nghiệm I âng về giao thoa ánh sang , khoảng cách giữa 2 khe I âng là a =1 mm,khoảng cách từ 2 khe đến màn D = 2 m. chùm sáng chiếu vào khe S có 2 bước sóng trong do lam da λ = 0, 4 (μm) . trên màn xét khoảng MN = 4.8 mm đếm được 9 vân sáng với 3 vạch là kết quả trùng nhau của 2 vân sáng và 2 trong 3 vạch đó nằm tại M,N. Bước sóng lamda 2 =?
A 0.48μm
B 0.60μm
C 0.64μm
D 0.72 μm

Giải:
Khoảng vân i$_1$ = $\frac{{{\lambda _1}D}}{a}$= 0,8 mm
Khoảng cách giữa hai vân sáng gần nhau nhất cùng màu với vân trung tâm là
4,8mm: 2 = 2,4 mm. Trong khoảng đó có 5 vân sáng kể cả hai vân trùng ở hai đầu. Như vậy bức xạ λ$_1$ có 4 vân sáng kể cả hai vân hai đầu. Suy ra bức xạ λ$_2$ trong khoảng đó có 3 vân sáng kể cả hai vân ở hai đầu. Do đó khoảng vân i$_2$ = 2,4 (mm) : 2 = 1.2 (mm)
Do vậy λ$_2$ = $\frac{{a{i_1}}}{D}$ = 0,6μm , Chọn đáp án B