Tài liệu ôn tập môn Vật lý Lớp 12 - Kiều Thanh Bắc

Nội dung text: Tài liệu ôn tập môn Vật lý Lớp 12 - Kiều Thanh Bắc

1. GV Kiều Thanh Bắc THPT Lương Phú LÝ THUYẾT VỀ TÁN SẮC ÁNH SÁNG – PHẦN 1 I. KHÚC XẠ ÁNH SÁNG Ví dụ 1: Một tia sáng đi từ không khí vào nước có chiết suất n = 4/3 dưới góc tới i = 300. a) Tính góc khúc xạ b) Tính góc lệch D tạo bởi tia khúc xạ và tia tới. ĐS: 220,80 0 Ví dụ 2: Một tia sáng đi từ nước (n 1 = 4/3) vào thủy tinh (n2 = 1,5) với góc tới 35 . Tính góc khúc xạ. ĐS : 30,60 Ví dụ 3: Tia sáng truyền trong không khí đến gặp mặt thoáng chất lỏng có n = 3 với nhau. Tia phản xạ và khúc xạ vuông góc. Tính góc tới? ĐS: 600 Ví dụ 4: Một cây gậy cắm thẳng đứng xuống đáy hồ sâu 1,5 m. Phần gậy nhô lên khỏi mặt nước là 0,5 m. Ánh sáng mặt trời chiếu xuống hồ theo phương hợp với pháp tuyến mặt nước góc 60 0. Tính chiều dài bóng cây gậy trên mặt nước và dưới đáy hồ? ĐS: 0,86 m và 2,11 m II. PHẢN XẠ TOÀN PHẦN Ví dụ 1: Một khối thủy tinh P có chiết suất n = 1,5, tiết diện thẳng là một tam giác ABC vuông cân tại B. Chiếu vuông góc tới mặt AB một chùm sáng song song SI. a) Khối thủy tinh P ở trong không khí. Tính góc D làm bởi tia tới và tia ló b) Tính lại góc D nếu khối P ở trong nước có chiết suất n = 4/3 ĐS: a. D = 900; b. D = 70 42’ Ví dụ 2: Một tia sáng trong thủy tinh đến mặt phân cách giữa thủy tinh với không khí dưới góc tới i = 300, tia phản xạ và khúc xạ vuông góc nhau. a) Tính chiết suất của thủy tinh. b) Tính góc tới i để không có tia sáng ló ra không khí. ĐS: a. n = 3 ; b. i > 350 44’ Ví dụ 3: Một tia sáng đi từ một chất lỏng trong suốt có chiết suất n chưa biết sang không khí với góc tới như hình vẽ. Cho biết α = 600, β = 300. a) Tính chiết suất n của chất lỏng. b) Tính góc α lớn nhất để tia sáng không thể ló sang môi trường không khí phía trên. ĐS: a. n = 3 b. αmax ≈ 54o 44 ' Trang - 1 -
2. GV Kiều Thanh Bắc THPT Lương Phú BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM LÝ THUYẾT VỀ TÁN SẮC ÁNH SÁNG PHẦN 1 Câu 1: Khi ánh sáng truyền từ môi trường chiết suất n1 sang môi trường chiết suất n2 với n2 > n1, thì A. chỉ xảy ra hiện tượng phản xạ. B. chỉ xảy ra hiện tượng khúc xạ. C. xảy ra đồng thời phản xạ và khúc xạ. D. hoặc xảy ra phản xạ hoặc xảy ra khúc xạ. Câu 2: Chọn câu sai. Khi một tia sáng đi từ môi trường có chiết suất n1 sang môi trường có chiết suất n2 với n2 > n1, thì A. luôn luôn có tia khúc xạ đi vào môi trường thứ hai. B. góc khúc xạ r lớn hơn góc tới i. C. góc khúc xạ r nhỏ hơn góc tới i. D. nếu góc tới i bằng 0, tia sáng không bị khúc xạ. Câu 3: Chọn câu sai. Trong hiện tượng khúc xạ ánh sáng. A. khi góc tới i tăng thì góc khúc xạ r cũng tăng. B. hiệu số |i - r| cho biết góc lệch của tia sáng khi đi qua mặt phân cách giữa hai môi trường. C. nếu góc tới i bằng 0 thì tia sáng không bị lệch khi đi qua mặt phân cách giữa hai môi trường. D. góc khúc xạ r tỉ 1ệ thuận với góc tới i. Câu 4: Chọn câu sai. Cho một chùm tia sáng song song tới mặt phân cách giữa hai môi trường. A. Chùm tia bị gãy khúc khi đi qua mặt phân cách. B. Góc khúc xạ r có thể lớn hơn hay nhỏ hơn góc tới i. C. Chiết suất n2 của môi trường khúc xạ càng lớn thì chùm tia bị gãy khúc càng nhiều. D. Góc lệch của chùm tia khi đi qua mặt phân cách càng lớn khi chiết suất nl và n 2 của hai môi trường tới và khúc xạ càng khác nhau. Câu 5: Khi ánh sáng truyền từ môi trường chiết suất n 1 sang môi trường chiết suất n 2, điều kiện đầy đủ để xảy ra phản xạ toàn phần là A. n1 > n2. B. góc tới lớn hơn góc khúc xạ. C. n1 n2 và góc tới lớn hơn góc giới hạn. Câu 6: Có tia sáng truyền từ không khí vào ba môi trường (1), (2), (3) như hình. Phản xạ toàn phần có thể xảy ra khi ánh sáng truyền từ môi trường nào tới môi trường nào ? A. Từ (l) tới (2). B. Từ (l) tới (3). C. Từ (2) tới (3). D. A, B, C đều đúng. Câu 7: Cho một tia sáng đi từ nước (n = 4/3) ra không khí. Sự phản xạ toàn phần xảy ra khi góc tới (tính tròn): A. i 420 C. i > 490 D. i > 370 Câu 8: Chọn câu sai. Khi một tia sáng đi từ môi trường có chiết suất n 1 tới mặt phân cách với một môi trường có chiết suất n2 với n2 n1). Lần lượt cho ánh sáng truyền đến mặt phân cách của tất cả các cặp môi trường có thể tạo ra. Biểu thức nào kể sau không thể là sin của góc giới hạn igh đối với cặp môi trường tương ứng? A. 1/n1 B. 1/n2 C. n1/n2. D. n2/n1. Câu 10: Chiết suất tỉ đối giữa môi trường khúc xạ và môi trường tới A. luôn lớn hơn 1. B. luôn nhỏ hơn 1. C. bằng tỉ số giữa chiết suất tuyệt đối của môi trường khúc xạ và chiết suất tuyệt đối của môi trường Trang - 2 -
3. GV Kiều Thanh Bắc THPT Lương Phú tới. D. bằng hiệu số giữa chiết suất tuyệt đối của môi trường khúc xạ và chiết suất tuyệt đối của môi trường tới. Câu 11: Chiết suất tỉ đối giữa môi trường khúc xạ và môi trường tới A. luôn luôn lớn hơn 1. B. luôn luôn nhỏ hơn 1. C. tuỳ thuộc vận tốc của ánh sáng trong hai môi trường. D. tuỳ thuộc góc tới của tia sáng. Câu 12: Chiết suất tỉ đối giữa hai môi trường A. cho biết tia sáng khúc xạ nhiều hay ít khi đi từ môi trường này vào môi trường kia. B. càng lớn khi góc tới của tia sáng càng lớn. C. càng lớn thì góc khúc xạ càng nhỏ. D. bằng tỉ số giữa góc khúc xạ và góc tới. Câu 13: Chiết suất tuyệt đối của một môi trường truyền sáng A. luôn lớn hơn 1. B. luôn nhỏ hơn 1. C. bằng 1. D. luôn lớn hơn 0. Câu 14: Hãy chỉ ra câu sai. A. Chiết suất tuyệt đối của mọi môi trường trong suốt đều lớn hơn 1. B. Chiết suất tuyệt đối của chân không được quy ước là 1. C. Chiết suất tuyệt đối cho biết vận tốc truyền ánh sáng trong môi trường nhỏ hơn vận tốc truyền ánh sáng trong chân không bao nhiêu lần. D. Chiết suất tỉ đối giữa hai môi trường luôn lớn hơn 1. Câu 15: Tốc độ ánh sáng trong chân không là c = 3.108m/s. Kim cương có chiết suất n = 2,42. Tốc độ truyền ánh sáng trong kim cương (tính tròn) là: A. 242000 km/s. B. 124000 km/s. C. 72600 km/s. D. 173000 km/s. Câu 16: Chiếu một tia sáng từ nước, có chiết suất n = 4/3, tới mặt phân cách với không khí với góc tới i = 60. Khi đó A. tia sáng truyền vào không khí với góc khúc xạ là r = 4,50 B. tia sáng truyền vào không khí với góc khúc xạ là r = 60 C. tia sáng truyền vào không khí với góc khúc xạ là r = 80 D. không có tia khúc xạ truyền trong không khí. Câu 17: Một tia sáng truyền trong không khí tới mặt thoáng của một chất lỏng. Tia phản xạ và tia khúc xạ vuông góc với nhau. Trong các điều kiện đó, giữa góc tới i và góc khúc xạ r có hệ thức liên hệ nào? A. i = r + 900. B. i + r = 900. C. i = 1800 – r. D. r = 1800 – 2i. Câu 18: Tia sáng truyền từ nước và khúc xạ ra không khí. Tia khúc xạ và tia phản xạ ở mặt nước vuông góc với nhau. Nước có chiết suất là 4/3. Góc tới của tia sáng (tính tròn số) là A. 370 B. 420 C. 530 D. 490 Câu 19: Hiện tượng khi ánh sáng truyền qua một mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt , tia sáng bị đổi hướng đột ngột ở mặt phân cách gọi là A. hiện tượng khúc xạ ánh sáng B. hiện tượng phản xạ ánh sáng C. hiện tượng tán xạ ánh sáng D. hiện tượng phản xạ toàn phần Câu 20: Ánh sáng truyền trong môi trường có chiết suất n 1 với vận tốc v 1, trong môi trường có chiết suất n2 với vận tốc v2. Hệ thức liên hệ giữa chiết suất và vận tốc ánh sáng là A. n2/n1 = 2v1/v2 B. n2/n1 = v2/v1 C. n2/n1 = v1/v2 D. n2/n1 = 2v2/v1 Câu 21: Phát biểu nào sau đây là sai ? A. Chiết suất tuyệt đối của một môi trường bằng tỉ số của vận tốc ánh sáng trong môi trường đó và vận tốc ánh sáng trong chân không. B. Khi ánh sáng truyền từ môi trường chiết suất lớn sang môi trường chiết suất nhỏ, hiện tượng phản xạ toàn phần xảy ra khi góc tới lớn hơn góc giới hạn igh. C. Khi tia sáng truyền từ môi trường chiết suất nhỏ sang môi trường chiết suất lớn thì luôn luôn có tia khúc xạ D. Chiết suất tuyệt đối của một môi trường luôn lớn hơn 1 Câu 22: Chiếu một tia sáng từ không khí vào môi trường có chiết suất n. Khi tia khúc xạ vuông góc với tia phản xạ thì công thức tính góc tới i là Trang - 3 -
4. GV Kiều Thanh Bắc THPT Lương Phú A. sini = 1/n B. tani = n C. tani = 1/n D. cosi = n Câu 23: Ba môi trường trong suốt (1), (2), (3) có thể đặt tiếp giáp nhau. Với cùng góc tới i = 60 0, nếu ánh sáng truyền từ (1) vào (2) thì góc khúc xạ là 450, nếu ánh sáng truyền từ (1) vào (3) thì góc khúc xạ là 300. Hỏi nếu ánh sáng truyền từ (2) vào (3) vẫn với góc tới i = 600 thì góc khúc xạ có giá trị (tính tròn) là: A. 380 B. 420 C. 480 D. 530 Câu 24: Có hai môi trường trong suốt 1 và 2. Đặt v 1 và v2 là vận tốc truyền ánh sáng trong các môi trường đó, n1 và n2 là chiết suất của các môi trường đó. Môi trường 2 chiết quang hơn môi trường 1 nếu có điều kiện nào kể sau: A. n2 > n1. B. v2 > v1. C. n12 >1. D. Bất kì điều kiện nào nêu ở A, B, C. Câu 25: Có hai môi trường trong suốt 1 và 2. Đặt n là chiết suất của môi trường, v là vận tốc truyền ánh sáng. Môi trường 2 chiết quang hơn môi trường 1 nếu có điều kiện: A. n2 1. D. Bất kì điều kiện nào nêu ở A, B, C. Câu 26: Hiện tượng khúc xạ ánh sáng luôn luôn xảy ra khi tia sáng A. truyền tới mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt có chiết suất bằng nhau. B. truyền từ môi trường trong suốt có chiết suất n1 tới mặt phân cách với môi trường trong suốt khác có chiết suất n2 > nl với góc tới khác 0. C. truyền từ môi trường trong suốt có chiết suất nl tới mặt phân cách với môi trường trong suốt khác có chiết suất n2 n2/n1. Câu 27: Chiết suất tuyệt đối của một môi trường: A. cho biết một tia sáng khi đi vào môi trường đó sẽ bị khúc xạ nhiều hay ít B. là chiết suất tỉ đối của môi trường đó đối với chân không C. là chiết suất tỉ đối của môi trường đó đối với không khí D. Cả A và B đều đúng. Câu 28: Chiết suất tỉ đối giữa hai môi trường: A. cho biết tia sáng khúc xạ nhiều hay ít khi đi từ môi trường này vào môi trường kia. B. càng lớn khi góc tới của tia sáng càng lớn C. càng lớn thì góc khúc xạ càng nhỏ D. bằng tỉ số giữa góc khúc xạ và góc tới. Câu 29: Mắt của một người đặt trong không khí nhìn xuống đáy một chậu có chứa một chất lỏng trong suốt có chiết suất n. Chiều cao lớp chất lỏng là 20 cm. Mắt thấy đáy chậu dường như cách mặt thoáng của chất lỏng là h. A. h > 20 cm B. h 490 B. i > 430 C. i > 420 D. i < 490 Câu 33: Câu nào dưới đây không đúng? A. Ta luôn luôn có tia khúc xạ khi tia sáng đi từ môi trường có chiết suất nhỏ hơn sang môi trường có chiết suất lớn hơn. B. Ta luôn luôn có tia khúc xạ khi tia sáng đi từ môi trường có chiết suất lớn hơn sang môi trường có chiết suất nhỏ hơn. C. Khi chùm sáng phản xạ toàn phần thì không có chùm sáng khúc xạ. Trang - 4 -
5. GV Kiều Thanh Bắc THPT Lương Phú D. Khi có sự phản xạ toàn phần, cường độ chùm sáng phản xạ gần như bằng cường độ chùm sáng tới. Câu 34: Chọn phát biểu sai A. Mọi tia sáng khi truyền từ môi trường trong suốt này sang môi trường trong suốt kia đều bi đổi phương đột ngột. B. Chiết suất tuyệt đối của các môi trường đều lớn hơn 1. C. Chiết suất tuyệt đối của môi trường chân không bằng 1. D. Môi trường nào có chiết suất tuyệt đối lớn hơn thì vận tốc của ánh sáng trong môi trường đó nhỏ hơn. Câu 35: Công thức đúng liên quan giữa vận tốc ánh sáng trong chân không (c), vận tốc ánh sáng trong môi truờng trong suốt nào đó (v) và chiết suất của môi trường đó (n) là A. n = c/v B. n = c.v C. n = v/c D. n = c – v Câu 36: Trong hiện tượng khúc xạ ánh sáng A. Khi góc tới i tăng thì góc khúc xạ r cũng tăng. B. Khi góc tới i tăng thì góc khúc xạ r giảm C. Góc khúc xạ và góc tới tỉ lệ thuận với nhau. D. Góc khúc xạ và góc tới tỉ lệ nghịch với nhau. Câu 37: Điều nào sau đây là không đúng khi phát biểu và hiện tượng khúc xạ ánh sáng : A. Tia khúc xạ luôn lệch lại gần pháp tuyến hơn tia tới . B. Khi tia sáng truyền theo phương vuông góc của vật phân cách 2 môi trường trong suốt khác nhau thì truyền thẳng. C. Tia khúc xạ lệch xa pháp tuyến hơn nếu môi trường chứa tia khúc xạ có chiết suất nhỏ hơn chiết suất của môi trường chứa tia tới . D. Tỉ số giữa sin của góc tới và sin của góc khúc xạ là chiết suất tỉ đối của môi trường chứa tia khúc xạ đối với môi trường chứa tia tới. Câu 38: Một tia sáng chiếu từ không khí vào thủy tinh (có chiết suất n = 3/2) dưới góc tới là i = 300. Khi đó góc khúc xạ có giá trị là: A. 19,470 B. 240 C. 210 D. 150 Câu 39: Từ trong một chất lỏng có chiết suất n, một tia sáng đến mặt phân cách giữa chất lỏng đó và không khí dưới góc tới là 30 0, khi đó góc khúc xạ ở không khí của tia sáng là 60 0. Chất lỏng có chiết suất là: A. n = 1,73 B. n = 1,33 C. n = 1,5 D. n = 1,41 Câu 40: Từ trong nước, một tia sáng được chiếu đến mặt phân cách giữa nước (có n = 4/3) và không khí dưới góc tới là 500. Khi đó A. Không có tia khúc xạ. B. Góc khúc xạ bằng 450 C. Góc khúc xạ bằng 600 D. Góc khúc xạ lớn hơn 500( vì góc khúc xạ phải lớn hơn góc tới) ĐÁP ÁN TRẮC NGHIỆM 01. C 02. B 03. D 04. C 05. D 06. D 07. C 08. A 09. D 10. C 11. C 12. A 13. A 14. D 15. C 16. C 17. B 18. A 19. A 20. C 21. A 22. B 23. A 24. A 25. B 26. B 27. D 28. A 29. B 30. C 31. A 32. A 33. B 34. A 35. A 36. A 37. A 38. A 39. A 40. A LÝ THUYẾT VỀ TÁN SẮC ÁNH SÁNG – PHẦN 2 I. THÍ NGHIỆM VỚI ÁNH SÁNG TRẮNG 1) Thí nghiệm Chiếu ánh sáng Mặt Trời qua một lăng kính thuỷ tinh P thấy vệt sáng F’ trên màn M bị dịch xuống phía đáy lăng kính đồng thời bị trải dài thành một dải màu biến thiên, dải màu trên được gọi là quang phổ. 2) Nhận xét - Chùm ánh sáng trắng sau khi qua lăng kính thì bị phân tách thành các chùm sáng đơn sắc đồng thời bị lệch về phía đáy của lăng kính. Hiện tượng trên gọi là sự tán sắc ánh Trang - 5 -
6. GV Kiều Thanh Bắc THPT Lương Phú sáng. - Góc lệch của các chùm sáng có màu khác nhau thì khác nhau. Góc lệch với chùm sáng tìm lớn nhất, và chùm sáng đỏ lệch ít nhất. - Dải màu thu được trên màn quan sát gồm có 7 màu chính: Đỏ, da cam, vàng, lục, lam, chàm, tím. II. THÍ NGHIỆM VỚI ÁNH SÁNG ĐƠN SẮC 1) Thí nghiệm Vẫn làm thí nghiệm tương tự như thí nghiệm với ánh sáng ánh sáng trắng ở trên, tuy nhiên chùm sáng đơn sắc sau khi qua lăng kính P tách lấy một ánh sáng đơn sắc (ví dụ như ánh sáng vàng) và tiếp tục cho qua một lăng kính tiếp theo. Khi đó trên quan sát nhận thấy chỉ thu được một điểm sáng vàng. 2) Nhận xét - Ánh sáng đơn sắc qua lăng kính thì không bị tán sắc ánh sáng mà chỉ bị lệch về phía đáy của lăng kính - Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng chỉ có một màu nhất định, có bước sóng nhất định và không bị tán sắc khi truyền qua lăng kính. III. MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1) Hiện tượng tán sắc ánh sáng Là hiện tượng lăng kính phân tách một chùm ánh sáng phức tạp (ánh sáng trắng) thành các chùm ánh sáng đơn sắc. 2) Ánh sáng đơn sắc - Là ánh sáng chỉ bị lệch về phía đáy của lăng kính mà không bị tán sắc qua lăng kính. - Mỗi ánh sáng đơn sắc có một màu duy nhất được gọi là màu đơn sắc, tương ứng cũng có một giá trị tần số xác định. 3) Ánh sáng trắng Là ánh sáng bị lăng kính phân tách thành các chùm ánh sáng đơn sắc đồng thời chùm ánh sáng đơn sắc bị lệch về đáy của lăng kính, hoặc có thể coi ánh sáng trắng là tập hợp của vô số các ánh sáng đơn sắc có màu biến thiên từ đỏ tới tím. IV. GIẢI THÍCH HIỆN TƯỢNG TÁN SẮC ÁNH SÁNG - Nguyên nhân của hiện tượng tán sắc ánh sáng là do chiết suất của lăng kính có giá trị khác nhau đối với ánh sáng đơn sắc khác nhau. Chiết suất với ánh sáng tím lớn nhất và với ánh sáng đỏ là nhỏ nhất. Ánh sáng trắng không phải là ánh sáng đơn sắc mà là hỗn hợp của vô số ánh sáng đơn sắc khác nhau có màu biến thiên liên tục từ đỏ đến tím. Do chiết suất của lăng kính có giá trị khác nhau đối với ánh sáng đơn sắc khác nhau nên khi đi qua lăng kính các ánh sáng đơn sắc sẽ bị lệch về đáy lăng kính với các góc lệch khác nhau. Do đó chúng không chồng chất lên nhau nữa mà tách ra thành một dải gồm nhiều màu liên tục. - Với ánh sáng đỏ, lăng kính có chiết suất nhỏ nhất, vì vậy tia đỏ có góc lệch nhỏ nhất. Với ánh sáng tím, lăng kính có chiết suất lớn nhất, vì vậy tia tím có góc lệch lớn nhất. * Chú ý: - Trong chương trình lớp 11 chúng ta đã biết hệ thức giữa tốc độ truyền ánh sáng trong một môi 3.108 trường với chiết suất của môi trường n = = với v là tốc độ truyền ánh sáng trong môi trường v v n có chiết suất n. Khi ánh sáng truyền từ môi trường (1) sang môi trường (2) thì ta có →1 1 v2 n 2  n 1 1 2 n 2 - Thứ tự sắp xếp của bước sóng và chiết suất lăng kính với các ánh sáng đơn sắc cơ bản:λ λđỏ > λcam > λvàng > λlục > λlam > λchàm > λtím và nđỏ < ncam < nvàng < nlục < nlam < nchàm < ntím V. ỨNG DỤNG CỦA HIỆN TƢỢNG TÁN SẮC ÁNH SÁNG - Ứng dụng trong máy quang phổ để phân tích một chùm ánh sáng đa sắc thành các thành phần đơn sắc. - Các hiện tượng trong tự nhiên như cầu vòng, bong bóng xà phòng xay ra do tán sắc ánh sáng. Trang - 6 -
7. GV Kiều Thanh Bắc THPT Lương Phú VI. ÔN TẬP KIẾN THỨC LĂNG KÍNH 1) Cấu tạo Lăng kính là một khối chất trong suốt được giới hạn bởi hai mặt phẳng không song song. Trong thực tế, lăng kính là khối lăng trụ có tiết diện chính là một tam giác. 2) Đường truyền của tia sáng Xét tia sáng đơn sắc truyền qua lăng kính trong mặt phẳng tiết diện chính. - Tia sáng khúc xạ ở hai mặt - Tia ló lệch về đáy so với tia tới. 3) Công thức lăng kính sin i1 n sin r1 (1) sin i n sin r (2) - Trường hợp tổng quát: 2 2 A r1 r2 (3) D i1 i2 A (4) - Trường hợp góc tới nhỏ thì ta có các công thức xấp xỉ sinx ≈ x để i1 nr1 đánh giá gần đúng: → D = i 1 + i2 - A ≈ (n-1)A i2 nr2 4) Sự biến thiên của góc lệch D theo góc tới - Lí thuyết và thực nghiệm chứng tỏ khi góc tới i thay đổi thì góc lệch D cũng thay đổi và có một giá trị cực tiểu Dmin khi i1 = i2 = i, từ đó r1 = r2 = r = Dmin = 2i – A. - Ở điều kiện ứng với Dmin đường truyền của tia sáng đối xứng qua mặt phẳng phân giác của góc A. VII. MỘT SỐ VÍ DỤ ĐIỂN HÌNH Ví dụ 1: Một lăng kính có góc chiết quang A = 60 0, chiết suất n = 3 tương ứng với ánh sáng màu vàng của natri, nhận một chùm tia sáng trắng và được điều chỉnh sao cho độ lệch với ánh sáng màu vàng ở trên là cực tiểu. a) Tính góc tới. b) Tìm góc lệch với ánh sáng màu vàng. Hướng dẫn giải: 0 a) Do góc lệch ứng với ánh sáng vàng cực tiểu nên i1 = i2 = i và r1 = r2 = r = A/2 = 30 Áp dụng công thức (1) hoặc (2) về lăng kính ta có sini = nsin r = 3 sin300 = i = 600. 0 0 0 b) Khi đó góc lệch ứng với ánh sáng vàng là góc lệch cực tiểu Dmin = 2i – A = 120 – 60 = 60 Ví dụ 2: Một lăng kính có tiết diện thẳng là tam giác ABC, góc chiết quang A = 600. Chiết suất của lăng kính biến thiên từ 2 đến 3 . Chiếu một chùm sáng trắng hẹp trong tiết diện thẳng tới mặt bên AB, ta thấy tia đỏ có tia ló đối xứng với tia tới qua mặt phân giác của góc chiết quang A. Góc tới i và góc khúc xạ r1 của tia tím có giá trị bao nhiêu ? Hướng dẫn giải: Do chiết suất của lăng kính nhỏ nhất với ánh sáng đỏ và lớn nhất với ánh sáng tím nên ta có ndo = 2 , ntím = 3 Chùm sáng chiếu vào lăng kính rồi bị phân tách thành các chùm sáng đơn sắc, mỗi chùm có góc lệch D có giá trị khác nhau, còn góc tới thì các tia sáng đều như nhau. Tia đỏ có tia ló đối xứng với tia tới qua 0 mặt phân giác của góc chiết quang A nên tia đỏ có góc lệch cực tiểu, khi đó r1đỏ = r2đỏ = r = A/2 = 30 0 0 Áp dụng công thức lăng kính cho tia đỏ ta có sin i = ndosinrdo = 2 sin30 = i = 45 Các tia sáng cùng góc tới i nhưng góc góc khúc xạ ứng với mỗi ánh sáng đơn sắc thì lại khác nhau, với sin 450 2 3 2 3 0 ánh sáng tím ta được sini = ntímsinrtím = 3 sinrtím sinrtím = = → rtím = 24 Ví dụ 3: Một lăng kính có góc chiết quang A = 45 0. Tia sáng đơn sắc tới lăng kính và ló ra khỏi lăng kính với góc ló bằng góc tới, góc lệch 150. a) Góc khúc xạ lần thứ nhất r1 của tia sáng trên bằng bao nhiêu? b) Chiết suất của lăng kính đối với tia sáng nói trên có giá trị bao nhiêu? Hướng dẫn giải: Trang - 7 -
8. GV Kiều Thanh Bắc THPT Lương Phú a) Do góc tới và góc ló bằng nhau nên trường hợp này góc lệch D đạt cực tiểu D min, khi đó r = r1 = r2 = = 22030 ' 0 0 b) Ta có Dmin = 15 = 2i – A i = 30 Áp dụng công thức lăng kính ta được sini = nsinr n = = 1,3 Ví dụ 4: Một lăng kính có góc chiết quang 60, chiết suất 1,6 đặt trong không khí. Chiếu một tia sáng đơn sắc tới mặt bên của lăng kính với góc tới rất nhỏ. Tính góc lệch của tia sáng qua lăng kính Hướng dẫn giải: Do góc tới i là góc nhỏ nên áp dụng công thức D = (n – 1)A = 0,6.60 = 3,60 Ví dụ 5: Bước sóng của ánh sáng đỏ trong không khí là 0,75 μm. a) Tính bước sóng của ánh sáng đỏ trong thủy tinh có chiết suất là 1,414. b) Bước sóng của ánh sáng trên trong một môi trường là 0,6 μm. Tính chiết suất của môi trường đó? Ví dụ 6: Một lăng kính có góc chiết quang A = 5 0 có chiết suất với ánh sáng đỏ và tím lần lượt là 1,643 và 1,685. Một chùm sáng mặt trời hẹp rọi vuông góc với mặt phân giác của lăng kính. Một màn đặt song song với mặt phân giác lăng kính cách lăng kính một khoảng L = 1 m. a) Tính góc lệch của tia đỏ và tím ló ra khỏi lăng kính. b) Tính bề rộng quang phổ thu được trên màn. Ví dụ 7: Một lăng kính có tiết diện thẳng là tam giác ABC, góc chiết quang A = 600. Chiết suất của lăng kính n = 2 . Chiếu một tia sáng đơn sắc trong tiết diện thẳng tới mặt bên AB. Hãy tính góc tới i và góc lệch D để khi tia ló đối xứng với tia tới qua mặt phân giác của góc chiết quang A. Đáp số : i = 450, D = 300 Ví dụ 8: Chiếu tia sáng đơn sắc tới mặt bên của một lăng kính theo phương vuông góc với mặt bên, tiết diện lăng kính là tam giác đều. Tia ló khỏi lăng kính trùng với mặt bên còn lại. Chiết suất của lăng kính có giá trị là bao nhiểu? Đáp số: n = 1,155. Ví dụ 9: Cho một lăng kính thủy tinh có tiết diện là tam giác vuông cân đặt trong không khí, góc chiết 0 quang đối diện với mặt huyền. Chiếu một tia sáng song song với đáy thì góc khúc xạ r 1 = 30 . Chiết suất của lăng kính có giá trị là ? Đáp số: n = 2 0 0 Ví dụ 10: Một lăng kính có góc chiết quang A = 60 . Góc lệch cực tiểu là D min = 30 . Chiết suất của lăng kính là bao nhiêu? Đáp số: n = 2 Ví dụ 11: Một lăng kính có góc chiết quang A, chiết suất n = 1,5. Một chùm tia sáng hẹp đơn sắc được chiếu đến mặt trước của lăng kính theo phương vuông góc với mặt này. Khi đó chùm tia ló là là mặt sau của lăng kính. Góc chiết quang A của lăng kính có giá trị là bao nhiêu ? Trang - 8 -
9. GV Kiều Thanh Bắc THPT Lương Phú Đáp số: A ≈ 420. Ví dụ 12: Một tia sáng tới vuông góc với mặt AB của một lăng kính có chiết suất n = 2 và góc ở đỉnh A = 300, B là góc vuông. Tính góc lệch của tia sáng qua lăng kính ? Đáp số: D = 150. Ví dụ 13: Một lăng kính có góc chiết quang A = 60 0 có chiết suất với ánh sáng trắng biến thiên từ 2 đến 3 . Chiếu vào mặt bên AB của lăng kính một chùm sáng trắng hẹp sao cho tia tím có góc lệch cực tiểu. Góc tới mặt bên AB là bao nhiêu ? Đáp số: i = 600. Ví dụ 14: Một lăng kính có góc chiết quang A = 60 0 có chiết suất với ánh sáng trắng biến thiên từ 2 đến 3 . Chiếu vào mặt bên AB của lăng kính một chùm sáng trắng hẹp. Góc tới i tới mặt bên AB phải thỏa mãn điều kiện gì để không có tia nào trong chùm tia sáng ló ra khỏi mặt bên AC ? Đáp số: i ≤ 21030’ Ví dụ 15: Cho lăng kính có góc chiết quang A đặt trong không khí. Chiêu chùm tia SI hẹp gồm 4 ánh sáng đơn sắc đỏ, vàng, lục và tím theo phương vuông góc với mặt bên AB. Biết rằng tia lục đi sát mặt bên AC, hỏi các tia ló ra khỏi lăng kính gồm những ánh sáng đơn sắc nào ? Giải thích ? Ví dụ 16: Một cái bể sâu 1,5 m chứa đầy nước. Một tia sáng mặt trời chiếu vào bể nước dưới góc tới 600. Biết chiết suất của nước với ánh sáng đỏ và ánh sáng tìm lần lượt là 1,328 và 1,343. Bể rộng của quang phổ do tia sáng tạo ra dưới đáy bể là A. 19,66 mm B. 14,64 mm C. 24,7 mm D. 22,52 mm Ví dụ 17: Bước sóng của ánh sáng đỏ trong không khí là 0,64 μm. Tính bước sóng của ánh sáng đó trong nước biết chiết suất của nước đối với ánh sáng đỏ là Hướng dẫn giải: Ta có λ ' = = = = 0,48 μm. Ví dụ 18: Một chùm ánh sáng hẹp, đơn sắc có bước sóng trong chân không là λ = 0,60 μm. Xác định chu kì, 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 giải: Ta có f = c/λ = 5.1014 Hz; T = 1/f = 2.10-15 s; v = c/n = 2.108 m/s; λ' = = = 0,4 μm. Ví dụ 19: Một ánh sáng đơn sắc có bước sóng của nó trong không khí là 0,6 μm và trong chất lỏng trong suốt là 0,4 μm. Tính chiết suất của chất lỏng đối với ánh sáng đó. Hướng dẫn giải: Ta có λ' = n = λ/λ’ = 1, 5. Ví dụ 20: 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 với góc tới 60 0. Tính góc lệch của tia ló so với tia tới. Trang - 9 -
10. GV Kiều Thanh Bắc THPT Lương Phú Hướng dẫn giải: 0 0 0 Ta có sinr1 = = 0,58 r1 = 35,3 r2 = A – r1 = 24,7 ; sini2 = nsinr2 = 0,63 = sin38,0 0 0 i2 = 38,8 D = i1 + i2 – A = 38,8 . Ví dụ 21: Một lăng kính thủy tinh có góc chiết quang A = 60 0, có chiết suất đối với tia đỏ là 1,514; đối với tia tím là 1,532. Tính góc lệch cực tiểu của hai tia này. Hướng dẫn giải: Dd min A A Dd min A n d sin 0 0 0 0 Với tia đỏ: sin2 2 = sin49,2 2 49,2 Ddmin = 2.49,2 - A = 38 24’ Dt min A A Dt min A n t sin 0 0 0 0 Với tia tím: sin2 2 = sin50 2 50 Ddmin = 2.50 - A = 40 Ví dụ 22: 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. 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 giải: 0 Với A và i1 nhỏ (≤ 10 ) ta có: D = (n – 1)A. Do đó: Dd = (nd - 1)A; Dt = (nt – 1)A. Góc tạo bởi tia ló đỏ 0 và tia ló tím là ΔD = Dt – Dd = (nt – nd)A = 0,168 ≈ 10’. Ví dụ 23: Chiếu một tia sáng đơn sắc màu vàng từ không khí (chiết suất coi như bằng 1 đối với mọi ánh sáng) vào mặt phẵng phân cách của một khối chất rắn trong suốt với góc tới 60 0 thì thấy tia phản xạ trở lại không khí vuông góc với tia khúc xạ đi vào khối chất rắn. Tính chiết suất của chất rắn trong suốt đó đối với ánh sáng màu vàng. Hướng dẫn giải: Ta có sini = nsinr = nsin(900 – i’) = nsin(900 – i) = ncosi n = tani = 3 . Ví dụ 24: Chiếu một tia sáng gồm hai thành phần đỏ và tím từ không khí (chiết suất coi như bằng 1 đối với mọi ánh sáng) vào mặt phẵng của một khối thủy tinh với góc tới 60 0. Biết chiết suất của thủy tinh đối với ánh sáng đỏ là 1,51; đối với ánh sáng tím là 1,56. Tính góc lệch của hai tia khúc xạ trong thủy tinh. Hướng dẫn giải: sin i sin i n d 0 n t 0 0 Ta có: sinrd = = 0,754 = sin35 ; sinrt = = 0,555 = sin33,7 Δr = rd – rt = 1,3 . Ví dụ 25: Góc chiết quang của lăng kính bằng 8 0. Chiếu một tia sáng trắng vào mặt bên của lăng kính, theo phương vuông góc với mặt phẳng phân giác của góc chiết quang. Đặt một màn quan sát, sau lăng kính, song song với mặt phẳng phân giác của lăng kính và cách mặt phân giác này một đoạn 1,5 m. Chiết suất của lăng kính đối với tia đỏ là nđ = 1,50 và đối với tia tím là nt = 1,54. Độ rộng của quang phổ liên tục trên màn quan sát bằng A. 7,0 mm. B. 8,4 mm. C. 6,5 mm. D. 9,3 mm. TRẮC NGHIỆM LÝ THUYẾT VỀ TÁN SẮC ÁNH SÁNG – PHẦN 2 Câu 1: Chiếu một chùm tia sáng hẹp qua một lăng kính. Chùm tia sáng đó sẽ tách thành chùm tia sáng có màu khác nhau. Hiện tượng này gọi là A. giao thoa ánh sáng. B. tán sắc ánh sáng. C. khúc xạ ánh sáng. D. nhiễu xạ ánh sáng. Câu 2: Chọn câu sai trong các câu sau? A. Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng không bị tán sắc khi đi qua lăng kính B. Mỗi ánh sáng đơn sắc khác nhau có màu sắc nhất định khác nhau. C. Ánh sáng trắng là tập hợp của ánh sáng đơn sắc đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm, tím. D. Lăng kính có khả năng làm tán sắc ánh sáng. Câu 3: Chọn câu đúng trong các câu sau? A. Sóng ánh sáng có phương dao động theo dọc phương truyền ánh sáng. B. Ứng với mỗi ánh sáng đơn sắc, sóng ánh sáng có một chu kì nhất định. Trang - 10 -
11. GV Kiều Thanh Bắc THPT Lương Phú C. Vận tốc ánh sáng trong môi trường càng lớn nếu chiết suất của một trường đó lớn. D. Ứng với mỗi ánh sáng đơn sắc, bước sóng không phụ thuộc vào chiết suất của môi trương ánh sáng truyền qua. Câu 4: Một tia sáng đi qua lăng kính ló ra chỉ một màu duy nhất không phải màu trắng thì đó là A. ánh sáng đơn sắc. B. ánh sáng đa sắc. C. ánh sáng bị tán sắc. D. lăng kính không có khả năng tán sắc. Câu 5: Ánh sáng trắng qua lăng kính thủy tinh bị tán sắc, ánh sáng màu đỏ bị lệch ít hơn ánh sáng màu tím, đó là vì trong thuỷ tinh ánh sáng đỏ có A. có tần số khác ánh sáng tím. B. vận tốc lớn hơn ánh sáng tím. C. tần số lớn hơn tần số của ánh sáng tím. D. chiết suất nhỏ hơn ánh sáng tím. Câu 6: Một sóng ánh sáng đơn sắc được đặc trưng nhất là A. màu sắc. B. tần số. C. vận tốc truyền. D. chiết suất lăng kính với ánh sáng đó. Câu 7: Cho ánh sáng đơn sắc truyền từ môi trường trong suốt này sang môi trường trong suốt khác thì A. tần số thay đổi, vận tốc không đổi. B. tần số thay đổi, vận tốc thay đổi. C. tần số không đổi, vận tốc thay đổi. D. tần số không đổi, vận tốc không đổi. Câu 9: Tìm phát biểu đúng về ánh sáng đơn sắc. A. Đối với các môi trường khác nhau, ánh sáng đơn sắc luôn có cùng bước sóng. B. Đối với ánh sáng đơn sắc, góc lệch của tia sáng đối với các lăng kính khác nhau đều có cùng giá trị. C. Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng không bị lệch đường truyền khi đi qua lăng kính. D. Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng không bị tách màu khi qua lăng kính. Câu 10: Chọn câu phát biểu sai. A. Nguyên nhân của hiện tượng tán sắc ánh sáng là sự thay đổi chiết suất của môi trường đối với các ánh sáng có màu sắc khác nhau B. Dải màu cầu vồng là quang phổ của ánh sáng trắng C. Ánh sáng trắng là tập hợp gồm 7 ánh sáng đơn sắc: đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm, tím D. Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng không bị tán sắc khi qua lăng kính Câu 11: Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về ánh sáng đơn sắc? A. Mỗi ánh sáng đơn sắc có một màu xác định gọi là màu đơn sắc. B. Mỗi ánh sáng đơn sắc có một bước sóng xác định. C. Vận tốc truyền của một ánh sáng đơn sắc trong các môi trường trong suốt khác nhau là như nhau. D. ánh sáng đơn sắc không bị tán sắc khi truyền qua lăng kính. Câu 12: Chọn câu sai. A. Ánh sáng trắng là tập hợp gồm 7 ánh sáng đơn sắc: đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm, tím. B. Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng không bị tán sắc khi qua lăng kính. C. Vận tốc của sóng ánh sáng tuỳ thuộc môi trường trong suốt mà ánh sáng truyền qua. D. Dãy cầu vồng là quang phổ của ánh sáng trắng. Câu 13: Chọn câu trả lời sai. A. Nguyên nhân tán sắc là do chiết suất của một môi trường trong suốt đối với các ánh sáng đơn sắc có màu sắc khác nhau là khác nhau. B. Trong hiện tượng tán sắc ánh sáng của ánh sáng trắng, tia đỏ có góc lệch nhỏ nhất. C. Trong hiện tượng tán sắc ánh sáng của ánh sáng trắng, tia tím có góc lệch nhỏ nhất. D. Ánh sáng đơn sắc không bị tán sắc khi qua lăng kính. Câu 14: Phát biểu nào sau đây là không đúng? A. Chiết suất của chất làm lăng kính đối với các ánh sáng đơn sắc là khác nhau. B. Ánh sáng đơn sắc không bị tán sắc khi đi qua lăng kính. C. Khi chiếu một chùm ánh sáng mặt trời đi qua một cặp hai môi trường trong suốt thì tia tím bị lệch về phía mặt phân cách hai môi trường nhiều hơn tia đỏ. D. Ánh sáng trắng là tập hợp của vô số các ánh sáng đơn sắc có màu biến đổi liên tục từ đỏ đến tím. Câu 16: Một ánh sáng đơn sắc tần số f truyền trong chân không thì nó có bước sóng bằng A. λ = C. f B. λ = c/f C. λ = f/c D. λ = 2cf Câu 17: Một ánh sáng đơn sắc tần số f truyền trong một môi trường với vân tốc v thì nó có bước sóng bằng A. λ = v.f B. λ = v/f C. λ = f/v D. λ = 2vf Trang - 11 -
12. GV Kiều Thanh Bắc THPT Lương Phú Câu 18: Một ánh sáng đơn sắc truyền trong một môi trường với vận tốc v thì chiết suất tuyệt đối của môi trường với ánh sáng đó là A. n = c/v B. n = c.v C. n = v/c D. n = 2c/v Câu 19: Một ánh sáng đơn sắc truyền từ chân không có bước sóng λ 0 vào một môi trường có chiết suất tuyệt đối n (đối với ánh sáng đó) thì bước sóng λ của ánh sáng đơn sắc đó trong môi trường này là A. λ = cλ0 B. λ = nλ0 C. λ = λ0/n D. λ = λ0 Câu 20: Một bức xạ đơn sắc có tần số f khi truyền trong môi trường có bước sóng λ thì chiết suất của môi trường đối với bức xạ trên là A. n = λf B. n = cλf C. n = c/(λf) D. n = cλ/f Câu 21: Ánh sáng lam có bước sóng trong chân không và trong nước lần lượt là 0,4861 μm và 0,3635 μm. Chiết suất tuyệt đối của nước đối với ánh sáng lam là A. 1,3335. B. 1,3725. C. 1,3301. D. 1,3373. Câu 22: Ánh sáng đỏ có bước sóng trong chân không là 0,6563 μm, chiết suất của nước đối với ánh sáng đỏ là 1,3311. Trong nước ánh sáng đỏ có bước sóng A. λ = 0,4226 μm. B. λ = 0,4931 μm. C. λ = 0,4415 μm. D. λ = 0,4549 μm. Câu 23: Ánh sáng vàng có bước sóng trong chân không là 0,5893 μm. Tần số của ánh sáng vàng là A. 5,05.1014 Hz. B. 5,16.1014 Hz. C. 6,01.1014 Hz. D. 5,09.1014 Hz. Câu 24: Một bức xạ đơn sắc có tần số f = 4,4.10 14 Hz khi truyền trong nước có bước sóng 0,5 µm thì chiết suất của nước đối với bức xạ trên là: A. n = 0,733. B. n = 1,32. C. n = 1,43. D. n = 1,36. Câu 25: Vận tốc của một ánh sáng đơn sắc truyền từ chân không vào một môi trường có chiết suất tuyệt đối n (đối với ánh sáng đó) sẽ A. tăng lên n lần B. giảm n lần. C. không đổi. D. tăng hay giảm tuỳ theo màu sắc ánh sáng. Câu 26: Cho các ánh sáng đơn sắc: 1) Ánh sáng trắng 2) Ánh sáng đỏ 3) Ánh sáng vàng 4) Ánh sáng tím. Trật tự sắp xếp giá trị bước sóng của ánh sáng đơn sắc theo thứ tự tăng dần là A. 1, 2, 3. B. 4, 3, 2. C. 1, 2, 4. D. 1, 3, 4. Câu 27: Cho 4 tia có bước sóng như sau qua cùng một lăng kính, tia nào lệch nhiều nhất so với phương truyền ban đầu: A. λ = 0,40 μm. B. λ = 0,50 μm. C. λ = 0,45 μm. D. λ = 0,60 μm. Câu 28: Trong các yếu tố sau đây: 1) Bản chất môi trường 2) Màu sắc ánh sáng 3) Cường độ sáng Những yếu tố nào ảnh hưởng đến tốc độ truyền của ánh sáng đơn sắc: A. 1, 2. B. 2, 3. C. 1, 3. D. 1, 2, 3. Câu 29: Một lăng kính có góc chiết quang A = 80. Tính góc lệch của tia tím biết chiết suất của lăng kính đối với tia tím là 1,68 và góc tới i nhỏ. A. 5,440. B. 4,540. C. 5,450 D. 4,450. Câu 30: Tính góc lệch của tia đỏ qua lăng kính trên biết chiết suất cảu lăng kính có góc chiết quang A = 80 đối với tia đỏ là n = 1,61 và góc tới i nhỏ. A. 4,480 B. 4,880 C. 4 ,840 D. 8,840 Câu 31: Một lăng kính có góc chiết quang A = 6 0 (xem là góc nhỏ). Chiếu một tia sáng trắng tới mặt bên của lăng kính với góc tới nhỏ. Lăng kính có chiết suất đối với ánh sáng đỏ là 1,5; đối với ánh sáng tím là 1,56. Góc hợp bởi tia ló màu đỏ và tia ló màu tím là A. 21’36” B. 30 C. 6021’36” D. 3021’36” Câu 32: Chiếu một chùm tia sáng trắng song song, hẹp vào mặt bên của một lăng kính có góc chiết quang A = 60 theo phương vuông góc với mặt phân giác của góc chiết quang. Chiết suất của lăng kính đối với tia đỏ là n đ = 1,50, đối với tia tím là n t = 1,54. Lấy 1’ = 3.10–4 rad. Trên màn đặt song song và cách mặt phân giác trên một đoạn 2 m, ta thu được giải màu rộng A. 8,46 mm. B. 6,36 mm. C. 8,64 mm. D. 5,45 mm. Câu 33: Chiết suất của môi trường là n = 1,65 khi ánh sáng chiếu vào có bước sóng 0,5 μm. Vận tốc truyền và tần số của sóng ánh sáng đó là A. v = 1,82.108 m/s; f = 3,64.1014 Hz. B. v = 1,82.106 m/s; f = 3,64.1012 Hz. C. v = 1,28.108 m/s; f = 3,46.1014 Hz. D. v = 1,28.106 m/s; f = 3,46.1012 Hz. Trang - 12 -
13. GV Kiều Thanh Bắc THPT Lương Phú Câu 34: Một lăng kính có dạng một tam giác cân ABC, chiếu tới mặt bên AB một chùm tia sáng trắng hẹp theo phương song song với đáy BC, ta được chùm sáng tán sắc ló ra khỏi mặt bên AC theo phương A. vuông góc với AC. B. vuông góc với BC. C. song song với BC. D. song song với AC. Câu 35: Thí nghiệm II của Niutơn về sóng ánh sáng chứng minh A. lăng kính không có khả năng nhuộm màu cho ánh sáng. B. sự tồn tại của ánh sáng đơn sắc. C. ánh sáng mặt trời không phải là ánh sáng đơn sắc. D. sự khúc xạ của mọi tia sáng khi qua lăng kính. Câu 36: Bước sóng của một trong các bức xạ màu lục có trị số là A. λ = 0,55 nm. B. λ = 0,55 μm. C. λ = 0,55 mm. D. λ = 55 nm. Câu 37: Trong quang phổ liên tục, vùng đỏ có bước sóng nằm trong giới hạn nào? A. 0,58 μm ≤ λ ≤ 0,64 μm. B. 0,64 μm ≤ λ ≤ 0,76 μm. C. 0,495 μm ≤ λ ≤ 0,58 μm. D. 0,40 μm ≤ λ ≤ 0,44 μm. Câu 38: Lăng kính là một khối chất trong suốt A. có dạng trụ tam giác B. có dạng hình trụ tròn C. giới hạn bởi 2 mặt cầu D. hình lục lăng Câu 39: Một lăng kính có góc chiết quang A và chiết suất n, được đặt trong nước có chiết suất n’. Chiếu 1 tia sáng tới lăng kính với góc tới nhỏ. Tính góc lệch của tia sáng qua lăng kính. A. D = A(n’/n + 1) B. D = A(n/n’ – 1) C. D = A(n’/n – 1) D. D = A(n/n’ + 1) Câu 40: Chiếu một tia sáng với góc tới 60 0 vào mặt bên môt lăng kính có tiết diện là tam giác đều thì góc khúc xạ ở mặt bên thứ nhất bằng góc tới ở mặt bên thứ hai. Biết lăng kính đặt trong không khí. Chiết suất của chất làm lăng kính là A. 2 B. C. D. 3 Câu 41: Chiếu một tia sáng dưới một góc tới 25 0 vào một lăng kính có có góc chiết quang 50 0 và chiết suất 1,4. Góc lệch của tia sáng qua lăng kính là A. 40,160 B. 250 C. 26,330 D. 23,660 Câu 42: Một lăng kính có góc chiết quang A = 600 có chiết suất với ánh sáng trắng biến thiên từ 2 đến 3 . Chiếu vào mặt bên AB của lăng kính một chùm sáng trắng hẹp sao cho tia đỏ có góc lệch cực tiểu. Phải quay lăng kính quanh cạch A theo chiều nào? Một góc nhỏ nhất bao nhiêu thì tia tím có góc lệch cực tiểu? A. 150 theo chiều kim đồng hồ B. 300 theo chiều kim đồng hồ C. 150 theo chiều ngược kim đồng hồ D. 300 theo chiều ngược kim đồng hồ Câu 43: Cho một lăng kính thủy tinh có tiết diện là tam giác vuông cân đặt trong không khí, góc chiết 0 quang đối diện với mặt huyền. Nếu góc khúc xạ r1 = 30 thì góc tới r2 là A. 150 B. 600 C. 450 D. 300 Câu 44: Một lăng kính có góc chiết quang A = 60 0, chiếu một tia sáng đơn sắc tới mặt bên thấy tia ló sang mặt bên bên kia đối xứng với tia tới qua mặt phân giác của góc chiết quang. Góc khúc xạ r1 là A. 450 B. 300 C. 600 D. Không xác định Câu 45: Một tia sáng truyền qua lăng kính. Góc lệch D có giá trị xác định bởi các yếu tố nào A. Góc A, i1, n B. Góc tới i1, và A C. Góc A, chiết suất n D. Một khẳng định khác Câu 46: Công thức tính góc lệch của tia sáng đơn sắc qua lăng kính là A. D = i1 + i2 – A B. D = A(n – 1) C. D = r1 + r2 – A D. A và B đều đúng Câu 47: Một tia sáng đơn sắc đi trùng vào mặt bên của một lăng kính có tiết diện là tam giác đều, chiết suất n = 2 . Khẳng định nào sau đây là đúng 0 A. Góc khúc xạ r1 = 45 B. Tia sáng khúc xạ qua mặt bên C. Tia sáng đi thẳng D. Không khẳng định được tia khúc xạ Câu 48: Một lăng kính có tiết diện thẳng là tam giác ABC, góc chiết quang A = 600. Chiết suất của lăng kính biến thiên từ 2 đến 3 . Chiếu một chùm sáng trắng hẹp trong tiết diện thẳng tới mặt bên AB, ta thấy tia đỏ có tia ló đối xứng với tia tới qua mặt phân giác của góc chiết quang A. Góc tới và góc lệch của tia đỏ là A. i = 450, D = 300 B. i = 300, D = 450 C. i = 300, D = 600 D. i = 450, D = 600 Câu 49: Một lăng kính có góc chiết quang A = 60 0 có chiết suất với ánh sáng trắng biến thiên từ 2 Trang - 13 -
14. GV Kiều Thanh Bắc THPT Lương Phú đến 3 . Chiếu vào mặt bên AB của lăng kính một chùm sáng trắng hẹp sao cho tia tím có góc lệch cực tiểu. Góc tới mặt bên AB là A. 600 B. 300 C. 450 D. Không xác định Câu 50: Chiếu một tia sáng với góc tới 60 0 vào mặt bên môt lăng kính có tiết diện là tam giác đều thì góc khúc xạ ở mặt bên thứ nhất bằng góc tới ở mặt bên thứ hai. Biết lăng kính đặt trong không khí. Góc lệch bằng A. 150 B. 300 C. 450 D. 600 Câu 51: Một lăng kính có góc chiết quang A = 60 0, chiếu một tia sáng đơn sắc tới mặt bên thấy tia ló 0 sang mặt bên bên kia đối xứng với tia tới qua mặt phân giác của góc chiết quang. Góc tới i1 = 60 thì góc lệch D là A. 300 B. 600 C. 450 D. Không xác định được Câu 52: Tia sáng từ thuỷ tinh chiết suất 1,5 đến mặt phân cách với nước chiết suất 4/3. Điều kiện của góc tới i để có tia ló đi vào nước là A. i igh và n2>n1 B. i > igh và n1>n2 C. i > igh D. n1 >n2 Câu 56: Một lăng kính có góc chiết quang A. Chiếu 1 chùm tia sáng hẹp nằm trong tiết diện thẳng góc của lăng kính. Góc lệch cực tiểu của tia sáng sau khi qua lăng kính là Dmin. Tính chiết suất của lăng kính. sin A A D A A D A sin sin min sin sin min A. n 2 B. n 2 C. n 2 D. n 2 D A A D A A sin min sin sin min sin 2 2 2 2 Câu 57: Qua lăng kính có chiết suất lớn hơn chiết suất môi trường, ánh sáng đơn sắc bị lệch về phía A. đáy của lăng kính B. trên của lăng kính C. dưới của lăng kính D. cạnh của lăng kính Câu 58: Cho một lăng kính tiết diện là tam giác vuông cân chiết suất 1,5 đặt trong không khí. Chiếu một tia sáng vuông góc với mặt huyền của lăng kính. Điều kiện để tia sáng phản xạ toàn phần hai lần trên hai mặt còn lại của lăng kính và lại ló ra vuông góc ở mặt huyền là chiết suất của lăng kính. A. n > 1,25 B. n 2 C. >1,3 D. n 2 Câu 59: Một lăng kính có tiết diện thẳng là tam giác ABC, góc chiết quang A = 600. Chiết suất của lăng kính n = 2 . Chiếu một tia sáng đơn sắc trong tiết diện thẳng tới mặt bên AB. Hãy tính góc tới i và góc lệch D để khi tia ló đối xứng với tia tới qua mặt phân giác của góc chiết quang A A. i = 300, D = 450 B. i = 450, D = 300 C. i = 450, D = 600 D. i = 300, D = 600 Câu 60: Chiếu một chùm sáng trắng hẹp vào mặt bên của một lăng kính có chiết suất biến thiên từ 1,41 đến 1,52. Chùm khúc xạ tới mặt bên còn lại thấy tia sáng màu tím ló ra trùng với mặt bên còn lại. Điều khẳng định nào sau là đúng A. Tất cả các tia sáng còn lại đều bị phản xạ toàn phần B. Tất cả các tia sáng còn lại đều ló ra khỏi mặt bên còn lại C. Chỉ cỏ tia đỏ ló ra Trang - 14 -
15. GV Kiều Thanh Bắc THPT Lương Phú D. A, B, C đều chưa khẳng định được Câu 61: Một lăng kính có tiết diện thẳng là tam giác ABC, góc chiết quang A = 600. Chiết suất của lăng kính biến thiên từ từ 2 đến 3 . Chiếu một chùm sáng trắng hẹp trong tiết diện thẳng tới mặt bên AB, ta thấy tia đỏ có tia ló đối xứng với tia tới qua mặt phân giác của góc chiết quang A. Góc tới i và góc khúc xạ r1 của tia tím là 0 0 0 0 0 0 0 0 A. i1 = 45 , r1 = 24 B. i1 = 45 , r1 = 30 C. i1 = 30 , r1 = 24 D. i1 = 24 , r1 = 45 Câu 62: Chiếu một chùm sáng trắng hẹp vào mặt bên của một lăng kính có chiết suất biến thiên từ 1,41 đến 1,52. Chùm khúc xạ tới mặt bên còn lại thấy tia sáng màu đỏ ló ra trùng với mặt bên còn lại. Điều khẳng định nào sau là đúng A. Tất cả các tia sáng còn lại đều bị phản xạ toàn phần B. Tất cả các tia sáng còn lại đều ló ra khỏi mặt bên còn lại C. Các tia lam, chàm, tím cùng ló ra khỏi mặt bên còn lại D. Chỉ có tia tím mới ló ra khỏi mặt bên còn lại Câu 63: Góc lệch của tia sáng khi truyền qua lăng kính là góc tạo bởi A. tia tới lăng kính và tia ló ra khỏi lăng kính B. tia tới và pháp tuyến C. tia ló và pháp tuyến D. hai mặt bên của lăng kính Câu 64: Khi chiếu một tia sáng đơn sắc tới mặt bên của lăng kính có góc chiết quang 60 0, chiết suất 1,5 với góc tới i1 thì thấy góc khúc xạ ở mặt một với góc tới mặt bên thứ 2 bằng nhau. Góc lệch D là A. 97,180 B. 300 C. 48,590 D. 37,180 Câu 65: Chiếu tia sáng đơn sắc tới mặt bên của một lăng kính theo phương vuông góc với mặt bên, tiết diện lăng kính là tam giác đều. Tia ló khỏi lăng kính trùng với mặt bên còn lại. Chiết suất của lăng kính là A. 1,515 B. 1,155 C. 2,114 D. 1,414 Câu 66: Cho một lăng kính thủy tinh có tiết diện là tam giác vuông cân đặt trong không khí, góc chiết 0 quang đối diện với mặt huyền. Chiếu một tia sáng song song với đáy thì góc khúc xạ r1 = 30 . Chiết suất của lăng kính là A. 1,5 B. 2 C. 3 D. 2 Câu 67: Một lăng kính có tiết diện thẳng là tam giác ABC, góc chiết quang A = 600. Chiết suất của lăng kính biến thiên từ 2 đến 3 . Chiếu một chùm sáng trắng hẹp trong tiết diện thẳng tới mặt bên AB, ta thấy tia đỏ có tia ló đối xứng với tia tới qua mặt phân giác của góc chiết quang A. Nhận xét nào sau đây là sai A. Chùm ló qua mặt AC từ màu đỏ đến màu tím B. Chùm ló qua mặt AC có từ màu đỏ đến màu lam C. Chùm ló qua mặt AC có màu lam D. Chùm ló qua mặt AC có màu đỏ Câu 68: Một lăng kính có góc chiết quang A. Chiếu 1 tia sáng tới lăng kính với góc tới nhỏ. Góc lệch của tia sáng qua lăng kính là D. Tính chiết suất của lăng kính. A. n = A/(D –A) B. n = D/A + 1 C. n = D/A – 1 D. n = A/(D + A) Câu 69: Lăng kính phản xạ toàn phần có tiết diện là A. tam giác cân B. tam giác đều C. tam giác vuông D. tam giác vuông cân Câu 70: Một lăng kính tam giác ABC chiết suất n = 3 , tia sáng đơn sắc SI tới mặt AB ló ra khỏi lăng kính có góc lệch cực tiểu bằng góc chiết quang A. Góc chiết quang là A. 200. B. 300. C. 400. D. 600. 0 0 Câu 71: Một lăng kính có góc chiết quang A = 60 . Góc lệch cực tiểu là D min = 30 . Góc tới i bằng bao nhiêu ? A. 300. B. 600. C. 450. D. 00. 0 0 Câu 72: Một lăng kính có góc chiết quang A = 60 . Góc lệch cực tiểu là Dmin = 30 . Chiết suất của lăng kính là : A. n = 2 B. n = 1,5. C. n = 1,6. D. n = 3 Câu 73: Một lăng kính có góc chiết quang A = 45 0. Tia sáng đơn sắc tới lăng kính và ló ra khỏi lăng 0 kính với góc ló bằng góc tới, góc lệch 15 . Góc khúc xạ lần thứ nhất r1 của tia sáng trên bằng : A. 220. B. 22030'. C. 300. D. 450. Câu 74: Một lăng kính có góc chiết quang A = 45 0. Tia sáng đơn sắc tới lăng kính và ló ra khỏi lăng Trang - 15 -
16. GV Kiều Thanh Bắc THPT Lương Phú kính với góc ló bằng góc tới, góc lệch 150. Chiết suất của lăng kính đối với tia sáng nói trên bằng : A. n ≈ 1,3 B. n ≈ 1,5 C. n ≈ 1,2 D. n ≈ 1,4 Câu 75: Một lăng kính có góc chiết quang A, chiết suất n = 1,5. Một chùm tia sáng hẹp đơn sắc được chiếu đến mặt trước của lăng kính theo phương vuông góc với mặt này. Khi đó chùm tia ló là là mặt sau của lăng kính. Góc chiết quang A của lăng kính là A. A = 600 B. A = 450 C. A ≈ 420 D. A ≈ 370 Câu 76: Cho một lăng kính ABC có góc chiết quang A = 60 0, chiết suất n = 2 . Chiếu một tia sáng nằm trong tiết diện thẳng của lăng kính vào một mặt bên AB dưới góc tới i = 45 0, cho tia ló rời khỏi mặt AC. Góc lệch của tia sáng qua lăng kính là : A. 300 B. 450 C. 600 D. 750 Câu 77: Chọn câu sai. Góc lệch của tia sáng qua lăng kính A. phụ thuộc góc ở đỉnh của lăng kính. B. phụ thuộc chiết suất của lăng kính. C. không phụ thuộc chiết suất của lăng kính. D. phụ thuộc góc tới của chùm sáng tới. Câu 78: Chọn câu sai. Khi xét đường đi của tia sáng qua lăng kính, ta thấy A. góc ló i’ phụ thuộc góc tới i. B. góc ló i’ phụ thuộc chiết suất của lăng kính. C. góc ló i’ không phụ thuộc góc ở đỉnh của lăng kính. D. góc lệch của tia sáng qua lăng kính phụ thuộc góc tới i, chiết suất và góc ở đỉnh của lăng kính. Câu 79: Một tia sáng tới vuông góc với mặt AB của một lăng kính có chiết suất n = 2 và góc ở đỉnh A = 300, B là góc vuông. Góc lệch của tia sáng qua lăng kính là: A. 450 B. 130 C. 150 D. 220 Câu 80: Chiếu một chùm sáng song song tới lăng kính. Cho góc tới i tăng dần từ giá trị nhỏ nhất thì: A. góc lệch D tăng theo i. B. góc lệch D giảm dần. C. góc lệch D tăng tới một giá trị xác định rồi giảm dần. D. góc lệch D giảm tới một giá trị xác định rồi tăng dần. Câu 81: Phát biểu nào sau đây là đúng? Khi tia sáng đi qua lăng kính có góc lệch cực tiểu A. thì góc ló i’ có giá trị bé nhất. B. thì góc tới i có giá trị bé nhất. C. thì góc ló i’ bằng góc tới i. D. thì góc ló i’ bằng hai lần góc tới i. Câu 82: Phát biểu nào dưới đây không chính xác? Chiếu một chùm tia sáng vào một mặt bên của một lăng kính ở trong không khí: A. Góc khúc xạ r bé hơn góc tới i. B. Góc tới r’ ở mặt bên thứ hai bé hơn góc ló i’. C. Luôn luôn có chùm tia sáng ló ra ở mặt bên thứ hai. D. Chùm tia sáng bị lệch đi khi qua lăng kính. Câu 83: Ánh sáng lam có bước sóng trong chân không và trong nước lần lượt là 0,4861 μm và 0,3635 m. Chiết suất tuyệt đối của nước đối với ánh sáng lam là: A. 1,3335 B. 1,3725 C. 1,3301 D. 1,3373 Câu 84: Ánh sáng đỏ có bước sóng trong chân không là 0,6563 μm, chiết suất của nước đối với ánh sáng đỏ là 1,3311. Trong nước ánh sáng đỏ có bước sóng: A. 0,4226 μm B. 0,4931 μm C. 0,4415 μm D. 0,4549μm Câu 85: Ánh sáng vàng có bước sóng trong chân không là 0,5893 μm. Tần số của ánh sáng vàng: A. 5,05.1014 s-1 B. 5,16.1014 s-1 C. 6,01.1014 s-1 D. 5,09.1014 s-1 Câu 86: Chiết suất của thủy tinh đối với ánh sáng tím là 1,6852. Vận tốc truyền của ánh sáng tím trong thủy tinh là: A. 1,78.108 m/s B. 2,01.108 m/s C. 2,15.108 m/s D. 1,59.108 m/s Câu 87: Ở vùng ánh sáng vàng, chiết suất tuyệt đối của nước là 1,333; chiết suất tỉ đối của kim cương đối với nước là 1,814. Vận tốc của ánh sáng vàng nói trên trong kim cương là: A. 2,41.108 m/s B. 1,59.108 m/s C. 2,78.108 m/s D. 1,24.108 m/s Câu 88: Ánh sáng đỏ có bước sóng trong thủy tinh và trong chân không lần lượt là 0,4333 μm và 0,6563 μm, vận tốc truyền ánh sáng đỏ trong thủy tinh là: A. 2,05.108 m/s B. 1,56.108 m/s C. 1,98.108 m/s D. 2,19.108 m/s Câu 89: Chiếu 1 tia sáng vàng vào mặt bên của 1 lăng kính có góc chiết quang A = 9 0 (coi là góc nhỏ) dưới góc tới nhỏ. Vận tốc của tia vàng trong lăng kính là 1,98.10 8 m/s. Lấy 1’ = 3.10-4rad. Góc lệch của Trang - 16 -
17. GV Kiều Thanh Bắc THPT Lương Phú tia ló: A. 0,0842 rad B. 0,0843 rad C. 0,0844 rad D. 0,0824 rad 0 Câu 90: Một lăng kính có góc chiết quang A = 6 , chiết suất của lăng kính đối với tia đỏ là n đ = 1,6444 và đối với tia tím là n t = 1,6852, Chiếu tia sáng trắng tới mặt bên của lăng kính dưới góc tới nhỏ. Góc lệch giữa tia ló màu đỏ và tia ló màu tím: A. 0,0011 rad B. 0,0044 rad C. 0,0055 rad D. 0,0025 rad Câu 91: Chiếu một chùm tia sáng trắng song song, hẹp vào mặt bên của một lăng kính có góc chiết quang A = 60 theo phương vuông góc với mặt phân giác của góc chiết quang. Chiết suất của lăng kính -4 đối với tia đỏ là n đ = 1,50, đối với tia tím là n t =1,54. Lấy 1’ = 3.10 rad. Trên màn đặt song song và cách mặt phân giác trên 1 đoạn 2m, ta thu được giải màu rộng: A. 8,46mm B. 6,36mm C. 8,64 mm D. 5,45mm Câu 92: Một lăng kính thủy tinh có góc chiết quang A = 5 0, chiết suất đối với tia tím là nt = 1,6852. Chiếu vào lăng kính một tia sáng trắng dưới góc tới nhỏ, hai tia ló tím và vàng hợp với nhau 1 góc 0,0030 rad. Lấy 1’ = 3.10-4rad. Chiết suất của lăng kính đối với tia vàng: A. 1,5941 B. 1,4763 C. 1,6518 D. 1,6519 Câu 93: Chiếu một tia sáng trắng vào mặt bên của một lăng kính có góc chiết quang A = 60 0 sao cho góc lệch của tia tím là cực tiểu. Chiết suất của lăng kính đối với tia tím là nt = 1,732 ≈ 3 . Góc lệch cực tiểu của tia tím: A. 600 B. 1350 C. 1200 D. 750 Câu 94: Chiếu một tia sáng trắng vào mặt bên của một lăng kính có tiết diện thẳng là tam giác đều sao cho tia tím có góc lệch cực tiểu. Chiết suất của lăng kính đối với tia tím là n t = 3 . Để cho tia đỏ có góc lệch cực tiểu thì góc tới phải giảm 150. Chiết suất của lăng kính đối với tia đỏ: A. 1,5361 B. 1,4142 C. 1,4792 D. 1,4355 ĐÁP ÁN T R ẮC NGHIỆ M 01. B 02. C 03. B 04. A 05. D 06. B 07. C 08. 09. D 10. C 11. C 12. A 13. C 14. C 15. 16. B 17. B 18. A 19. C 20. C 21. D 22. B 23. D 24. D 25. B 26. B 27. A 28. A 29. A 30. B 31. A 32. C 33. A 34. C 35. C 36. B 37. B 38. A 39. B 40. D 41. D 42. A 43. B 44. B 45. A 46. A 47. A 48. A 49. A 50. D 51. B 52. D 53. D 54. B 55. B 56. B 57. A 58. D 59. B 60. B 61. A 62. A 63. A 64. D 65. B 66. D 67. A 68. B 69. D 70. D 71. C 72. A 73. B 74. A 75. C 76. A 77. C 78. C 79. C 80. D 81. C 82. C 83. D 84. B 85. D 86. A 87. D 88. C 89. A 90. B 91. C 92. D 93. A 94. B LUYỆN TẬP VỀ TÁN SẮC ÁNH SÁNG Câu 1 (ĐH 2011): Một lăng kính có góc chiết quang A = 6 0 (coi là góc nhỏ) được đặt trong không khí. Chiếu một chùm ánh sáng trắng song song, hẹp vào mặt bên của lăng kính theo phương vuông góc với mặt phẳng phân giác của góc chiết quang, rất gần cạnh của lăng kính. Đặt một màn E sau lăng kính, vuông góc với phương của chùm tia tới và cách mặt phẳng phân giác của góc chiết quang 1,2 m. Chiết suất của lăng kính đối với ánh sáng đỏ là n đ = 1,642 và đối với ánh sáng tím là n t = 1,685. Độ rộng từ màu đỏ đến màu tím của quang phổ liên tục quan sát được trên màn là A. 4,5 mm. B. 36,9 mm. C. 10,1 mm. D. 5,4 mm. Câu 2: Một thấu kính hội tụ mỏng, có 2 mặt cầu giống nhau bán kính 20 cm. Chiết suất của thấu kính đối với ánh sáng đỏ là nđ = 1,50; đối với ánh sáng tím là nt = 1,54. Khoảng cách giữa tiêu điểm đối với tia đỏ và tiêu điểm đối với tia tím: A. 1,50 cm B. 1,481 cm C. 1,482 cm D. 1,96 cm Câu 3 (ĐH 2011): Chiếu từ nước ra không khí một chùm tia sáng song song rất hẹp (coi như một tia sáng) gồm 5 thành phần đơn sắc: tím, lam, đỏ, lục, vàng. Tia ló đơn sắc màu lục đi là là mặt nước (sát Trang - 17 -
18. GV Kiều Thanh Bắc THPT Lương Phú với mặt phân cách giữa hai môi trường). Không kể tia đơn sắc màu lục, các tia ló ra ngoài không khí là các tia đơn sắc màu: A. tím, lam, đỏ. B. đỏ, vàng, lam. C. đỏ, vàng. D. lam, tím. Câu 4: Chiếu một chùm tia sáng song song đi từ không khí vào mặt nước dưới góc tới 60 0, chiều sâu của bể nước là 1,2 m. Chiết suất của nước với ánh sáng đổ và tím lần lượt bằng 1,34 và 1,38. Đặt một gương phẳng dưới đáy bể nước. Tính bề rộng chùm tia ló ra khỏi mặt nước? A. 4,67 cm B. 6,33 cm C. 4,89 cm D. 7,34 cm Câu 5 (CĐ 2007): Trong các phát biểu sau đây, phát biểu nào là sai? A. Ánh sáng trắng là tổng hợp (hỗn hợp) của nhiều ánh sáng đơn sắc có màu biến thiên liên tục từ đỏ tới tím. B. Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng không bị tán sắc khi đi qua lăng kính. C. Hiện tượng chùm sáng trắng, khi đi qua một lăng kính, bị tách ra thành nhiều chùm sáng có màu sắc khác nhau là hiện tượng tán sắc ánh sáng. D. Ánh sáng do Mặt Trời phát ra là ánh sáng đơn sắc vì nó có màu trắng. Câu 6: Một thấu kính hội tụ mỏng, có 2 mặt cầu giống nhau. Chiết suất của thấu kính đối với ánh sáng đỏ là nđ = 1,5; đối với ánh sáng tím là nt = 1,56. Tỉ số giữa tiêu cự của thấu kính với ánh sáng tím và đỏ là A. 1,12 B. 1,04 C. 0,96 D. 0,89 Câu 7 (ĐH 2007): Từ không khí người ta chiếu xiên tới mặt nước nằm ngang một chùm tia sáng hẹp song song gồm hai ánh sáng đơn sắc: màu vàng, màu chàm. Khi đó chùm tia khúc xạ A. gồm hai chùm tia sáng hẹp là chùm màu vàng và chùm màu chàm, trong đó góc khúc xạ của chùm màu vàng nhỏ hơn góc khúc xạ của chùm màu chàm. B. vẫn chỉ là một chùm tia sáng hẹp song song. C. gồm hai chùm tia sáng hẹp là chùm màu vàng và chùm màu chàm, trong đó góc khúc xạ của chùm màu vàng lớn hơn góc khúc xạ của chùm màu chàm. D. chỉ là chùm tia màu vàng còn chùm tia màu chàm bị phản xạ toàn phần. Câu 8: Chiếu một chùm tia sáng song song đi từ không khí vào mặt nước dưới góc tới 60 0, chiều sâu của bể nước là 0,9 m. Chiết suất của nước với ánh sáng đổ và tím lần lượt bằng 1,34 và 1,38. Đặt một gương phẳng dưới đáy bể nước. Tính bề rộng dải quang phổ thu được trên mặt nước? A. 3,67 cm B. 6,33 cm C. 2,66 cm D. 7,34 cm Câu 9 (CĐ 2008): Ánh sáng đơn sắc có tần số 5.10 14 Hz truyền trong chân không với bước sóng 600 nm. Chiết suất tuyệt đối của một môi trường trong suốt ứng với ánh sáng này là 1,52. Tần số của ánh sáng trên khi truyền trong môi trường trong suốt này A. nhỏ hơn 5.1014 Hz còn bước sóng bằng 600 nm. B. lớn hơn 5.1014 Hz còn bước sóng nhỏ hơn 600 nm. C. vẫn bằng 5.1014 Hz còn bước sóng nhỏ hơn 600 nm. D. vẫn bằng 5.1014 Hz còn bước sóng lớn hơn 600 nm. Câu 10: Chiếu một chùm tia sáng song song đi từ không khí vào mặt nước dưới góc tới 60 0, chiều sâu của bể nước là 1 m. Chiết suất của nước với ánh sáng đổ và tím lần lượt bằng 1,33 và 1,34. Đặt một gương phẳng dưới đáy bể nước. Tính bề rộng chùm tia ló ra khỏi mặt nước? A. 1,1 cm B. 1,33 cm C. 1,2 cm D. 1,54 cm Câu 11 (ÐH 2008): Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về ánh sáng đơn sắc? A. Chiết suất của một môi trường trong suốt đối với ánh sáng đỏ lớn hơn chiết suất của môi trường đó đối với ánh sáng tím. B. Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng không bị tán sắc khi đi qua lăng kính. C. Trong cùng một môi trường truyền, vận tốc ánh sáng tím nhỏ hơn vận tốc ánh sáng đỏ. D. Trong chân không, các ánh sáng đơn sắc khác nhau truyền đi với cùng vận tốc. Câu 12: Một thấu kính hội tụ mỏng, có 2 mặt cầu giống nhau. Chiết suất của thấu kính đối với ánh sáng đỏ là nđ = 1,55; đối với ánh sáng tím là n t = 1,65. Tỉ số giữa tiêu cự của thấu kính với ánh sáng đỏ và tím là A. 1,18 B. 0,85 C. 0,94 D. 1,06 Câu 13 (ĐH 2009): Phát biểu nào sau đây là đúng? A. Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng bị tán sắc khi đi qua lăng kính. B. Ánh sáng trắng là hỗn hợp của vô số ánh sáng đơn sắc có màu biến thiên liên tục từ đỏ đến tím. Trang - 18 -
19. GV Kiều Thanh Bắc THPT Lương Phú C. Chỉ có ánh sáng trắng mới bị tán sắc khi truyền qua lăng kính. D. Tổng hợp các ánh sáng đơn sắc sẽ luôn được ánh sáng trắng. Câu 14 (ÐH 2009): Chiếu xiên một chùm sáng hẹp gồm hai ánh sáng đơn sắc là vàng và lam từ không khí tới mặt nước thì A. chùm sáng bị phản xạ toàn phần. B. so với phương tia tới, tia khúc xạ vàng bị lệch ít hơn tia khúc xạ lam. C. tia khúc xạ chỉ là ánh sáng vàng, còn tia sáng lam bị phản xạ toàn phần. D. so với phương tia tới, tia khúc xạ lam bị lệch ít hơn tia khúc xạ vàng. Câu 15: Một thấu kính hội tụ mỏng, có 2 mặt cầu giống nhau bán kính 24 cm. Chiết suất của thấu kính đối với ánh sáng đỏ là nđ = 1,5; đối với ánh sáng tím là nt = 1,54. Khoảng cách giữa tiêu điểm đối với tia đỏ và tiêu điểm đối với tia tím: A. 1,55 cm B. 1,78 cm C. 2,5 cm D. 2,2 cm Câu 16 (ĐH 2010): 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. 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. Góc tạo bởi tia đỏ và tia tím sau khi ló ra khỏi mặt bên kia của lăng kính xấp xỉ bằng A. 1,4160. B. 0,3360. C. 0,1680. D. 13,3120. Câu 17: Chiếu từ nước ra không khí một chùm tia sáng song song rất hẹp (coi như một tia sáng) gồm 5 thành phần đơn sắc: tím, chàm, vàng, lục, cam. Tia ló đơn sắc màu lục đi là là mặt nước (sát với mặt phân cách giữa hai môi trường). Trong số các tia sáng đơn sắc không ló ra ngoài không khí thì tia sát với pháp tuyến nhất là A. vàng. B. tím. C. cam. D. chàm Câu 18 (ĐH 2012): Chiếu xiên từ không khí vào nước một chùm sáng song song rất hẹp (coi như một tia sáng) gồm ba thành phần đơn sắc: đỏ, lam và tím. Gọi r đ, rlam, rt lần lượt là góc khúc xạ ứng với tia màu đỏ, tia màu lam và tia màu tím. Hệ thức đúng là A. rlam = rt = rđ. B. rt < rlam < rđ. C. rđ < rlam < rt. D. rt < rđ < rlam. 0 Câu 19: Một lăng kính thủy tinh có góc chiết quang A = 5 , chiết suất đối với tia tím là n t = 1,6852. Chiếu vào lăng kính một tia sáng trắng dưới góc tới nhỏ, hai tia ló tím và vàng hợp với nhau 1 góc 0,003 rad. Lấy 1’ = 3.10-4rad. Chiết suất của lăng kính đối với tia vàng: A. 1,5941 B. 1,4763 C. 1,6518 D. 1,6519 Câu 20: Chiếu từ nước ra không khí một chùm tia sáng song song rất hẹp (coi như một tia sáng) gồm 5 thành phần đơn sắc: tím, chàm, vàng, lục, cam. Tia ló đơn sắc màu lục đi là là mặt nước (sát với mặt phân cách giữa hai môi trường). Trong số các tia sáng đơn sắc ló ra ngoài không khí thì tia sát với mặt phân cách nhất là A. vàng. B. tím. C. cam. D. chàm Câu 21: Một thấu kính mỏng hội tụ bằng thủy tinh có chiết suất đối với tia đỏ là n đ = 1,5145, đối với tia tím là nt = 1,5318. Tỉ số giữa tiêu cự của thấu đối với tia đỏ và tiêu cự đối với tia tím là: A. 1,0336 B. 1,0597 C. 1,1057 D. 1,2809 Câu 22 (ĐH 2012): Một sóng âm và một sóng ánh sáng truyền từ không khí vào nước thì bước sóng A. của sóng âm tăng còn bước sóng của sóng ánh sáng giảm. B. của sóng âm giảm còn bước sóng của sóng ánh sáng tăng. C. của sóng âm và sóng ánh sáng đều giảm. D. của sóng âm và sóng ánh sáng đều tăng. Câu 23: Chiếu từ nước ra không khí một chùm tia sáng song song rất hẹp (coi như một tia sáng) gồm 5 thành phần đơn sắc: tím, cam, đỏ, lục, chàm. Tia ló đơn sắc màu lục đi là là mặt nước (sát với mặt phân cách giữa hai môi trường). Không kể tia đơn sắc màu lục, các tia không ló ra ngoài không khí là các tia đơn sắc màu: A. tím, cam, đỏ. B. đỏ, cam, chàm. C. đỏ, cam. D. chàm, tím. Câu 24: Một thấu kính hội tụ mỏng, có 2 mặt cầu giống nhau bán kính 10 cm. Chiết suất của thấu kính đối với ánh sáng đỏ là nđ = 1,61; đối với ánh sáng tím là nt = 1,69. Khoảng cách giữa tiêu điểm đối với tia đỏ và tiêu điểm đối với tia tím: A. 1,25 cm B. 1,41 cm C. 0,95 cm D. 0,86 cm Câu 25 (ĐH 2012): Một ánh sáng đơn sắc màu cam có tần số f được truyền từ chân không vào một chất lỏng có chiết suất là 1,5 đối với ánh sáng này. Trong chất lỏng trên, ánh sáng này có Trang - 19 -
20. GV Kiều Thanh Bắc THPT Lương Phú A. màu tím và tần số f. B. màu cam và tần số 1,5f. C. màu cam và tần số f. D. màu tím và tần số 1,5f. Câu 26: Một thấu kính hội tụ mỏng, có 2 mặt cầu giống nhau bán kính 30 cm. Chiết suất của thấu kính đối với ánh sáng đỏ là nđ = 1,5; đối với ánh sáng tím là nt = 1,54. Khoảng cách giữa tiêu điểm đối với tia đỏ và tiêu điểm đối với tia tím: A. 1,55 cm B. 1,8 cm C. 2,5 cm D. 2,2 cm Câu 27: Chiếu từ nước ra không khí một chùm tia sáng song song rất hẹp (coi như một tia sáng) gồm 5 thành phần đơn sắc: tím, chàm, vàng, lục, cam. Tia ló đơn sắc màu lục đi là là mặt nước (sát với mặt phân cách giữa hai môi trường). Trong số các tia sáng đơn sắc không ló ra ngoài không khí thì tia sát với mặt phân cách nhất là A. vàng. B. tím. C. cam. D. chàm Câu 28: Chiếu một chùm tia sáng song song đi từ không khí vào mặt nước dưới góc tới 60 0, chiều sâu của bể nước là 0,9 m. Chiết suất của nước với ánh sáng đổ và tím lần lượt bằng 1,34 và 1,38. Tính bề rộng dải quang phổ thu được được đáy bể? A. 1,83 cm B. 1,33 cm C. 3,67 cm D. 1,67 cm Câu 29: Một lăng kính có góc chiết quang A = 45 0. Chiếu chùm tia sáng hẹp đa sắc SI gồm 4 ánh sáng đơn sắc: đỏ, vàng, lục và tím đến gặp mặt bên AB theo phương vuông góc,biết chiết suất của lăng kính đối với ánh sáng màu lam là 2 . Tia ló ra khỏi mặt bên AC gồm các ánh sáng đơn sắc A. đỏ, vàng và lục B. đỏ, lục và tím C. đỏ, vàng, lục và tím D. đỏ, vàng và tím Câu 30: Chiếu từ nước ra không khí một chùm tia sáng song song rất hẹp (coi như một tia sáng) gồm 5 thành phần đơn sắc: tím, cam, đỏ, lục, chàm. Tia ló đơn sắc màu lục đi là là mặt nước (sát với mặt phân cách giữa hai môi trường). Không kể tia đơn sắc màu lục, các tia ló ra ngoài không khí là các tia đơn sắc màu: A. tím, cam, đỏ. B. đỏ, cam, chàm. C. đỏ, cam. D. chàm, tím. Câu 31: Chiếu một tia sáng trắng nằm trong một tiết diện thẳng của một lăng kính thủy tinh, vào lăng kính, theo phương vuông góc với mặt bên của lăng kính. Góc chiết quang của lăng kính bằng 30 0. Biết chiết suất của lăng kính đối với tia đỏ là 1,5 và đối với tia tím là 1,6. Tính góc làm bởi tia ló màu đỏ và tia ló màu tím A. 4,540. B. 12,230. C. 2,340. D. 9,160. 0 Câu 32: Một lăng kính thủy tinh có góc chiết quang A = 6 , có chiết suất đối với tia đỏ là n đ = 1,54 và đối với tia tím là nt = 1,58. Cho một chùm tia sáng trắng hẹp, chiếu vuông góc với mặt phẳng phân giác của góc chiết quang, vào mặt bên của lăng kính . Tính góc giữa tia đỏ và tia tím khi ló ra khỏi lăng kính. A. 0,870. B. 0,240. C. 1,220. D. 0,720. Câu 33: Một thấu kính có hai mặt lồi cùng bán kính R = 30 cm được làm bằng thủy tinh. Chiết suất của thủy tinh đối với bức xạ màu đỏ là n 1 = 1,5140 và đối với bức xạ màu tím là n 2 = 1,5318. Tính khoảng cách giữa tiêu điểm của thấu kính đối với ánh sáng đỏ và tiêu điểm của thấu kính đối với ánh sáng tím. A. 3 cm. B. 1,5 cm. C. 0,97 cm. D. 0,56 cm. Câu 34: Một lăng kính thủy tinh có tiết diện thẳng là tam giác đều ABC. Chiếu một tia sáng trắng vào mặt bên AB của lăng kính dưới góc tới i. Biết chiết suất lăng kính đối ánh sáng đỏ và ánh sáng tím lần lượt nđ = 1,643, nt = 1,685. Để có tán sắc của tia sáng trắng qua lăng kính thì góc tới i phải thỏa mãn điều kiện A. 32,960 i 41,270 B. 0 i 15,520 C. 0 i 32,960 D. 42,420 i 900 Câu 35: Một chùm tia sáng trắng song song với trục chính của một thấu kính thủy tinh có hai mặt lồi giống nhau bán kính R = 10,5 cm, có chiết suất đối với ánh sáng đỏ và tím là n đ = 1,5 và nt = 1,525 thì khoảng cách từ tiêu điểm màu đỏ và tiêu điểm màu tím là: A. 0,5 cm B. 1 cm C. 1,25 cm D. 1,5 cm ĐÁP ÁN TRẮC NGHIỆM 01. A 02. B 03. C 04. C 05. D 06. D 07. C 08. B 09. C 10. A 11. A 12. A 13. B 14. B 15. B 16. C 17. C 18. B 19. D 20. A 21. A 22. A 23. D 24. C 25. C 26. D 27. D 28. C 29. A 30. C 31. A 32. B 33. C 34. D 35. A Trang - 20 -
21. GV Kiều Thanh Bắc THPT Lương Phú LÝ THUYẾT VỀ GIAO THOA ÁNH SÁNG I. HIỆN TƯỢNG NHIỄU XẠ ÁNH SÁNG - Hiện tượng truyền sai lệch so với sự truyền thẳng khi ánh sáng gặp vật cản gọi là hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng. - Hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng có thể giải thích được nếu thừa nhận ánh sáng có tính chất sóng. Hiện tượng này tương tự như hiện tượng nhiễu xạ của sóng trên mặt nước khi gặp vật cản. Mỗi chùm sáng đơn sắc coi như chùm sóng có bước sóng xác định. II. HIỆN TƯỢNG GIAO THOA ÁNH SÁNG 1) Thí nghiệm I- âng về giao thoa ánh sáng Chiếu ánh sáng từ đèn D, qua kính lọc sắc K đến nguồn S. Từ nguồn S ánh sáng được chiếu đến hai khe hẹp S1 và S2 thì ở màn quan sát phía sau hai khe hẹp thu được một hệ gồm các vân sáng, vân tối xen kẽ nhau đều đặn. Hiện tượng trên được gọi là hiện tượng giao thoa ánh sáng. Hình 1. Hình ảnh quan sát được hiện tượng giao thoa ánh sáng Hình 2. Hình ảnh quan sát được các vân sáng, vân tối 2) Điều kiện để có giao thoa ánh sáng - Nguồn S phát ra sóng kết hợp, khi đó ánh sáng từ các khe hẹp S1 và S2 thỏa là sóng kết hợp và sẽ giao thoa được với nhau. Kết quả là trong trường giao thoa sẽ xuất hiện xen kẽ những miền sáng, miền tối. Cũng như sóng cơ chỉ có các sóng ánh sáng kết hợp mới tạo ra được hiện tượng giao thoa. - Khoảng cách giữa hai khe hẹp phải rất nhỏ so với khoảng cách từ màn quan sát đến hai khe. III. XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ CÁC VÂN SÁNG, VÂN TỐI Để xét xem tại điểm M trên màn quan sát là vân sáng hai vân tối thì chúng ta cần xét hiệu quang lộ từ M đến hai nguồn (giống như sóng cơ học). 2 2 d2 d1 Đặt δ = d2 – d1 là hiệu quang lộ. Ta có d2 - d1 = d2 d1 Từ hình vẽ ta có 2 2 2 2 a d2 S2M D x 2 → d2 d2 =2ax 2 2 1 2 2 2 a d1 S2M D x 2 Do khoảng cách từ hai khe đến màn rất nhỏ so với D và khoảng cách từ M đến O cũng rất nhỏ so với D Trang - 21 -
22. GV Kiều Thanh Bắc THPT Lương Phú (hay a, x << D) nên ta có công thức gần đúng: d1 ≈ D; d2 ≈ D → d1 + d2 ≈ 2D 2 2 d2 d1 2ax ax Khi đó, δ = d2 - d1 = = d2 d1 2D D axs D - Tại M là vân sáng khi d2 - d1 = kλ → = kλ xs = k (1) D a Công thức (1) cho phép xác định tọa độ của các vân sáng trên màn. Với k = 0, thì M ≡ O là vân sáng trung tâm. Với k = 1 thì M là vân sáng bậc 1. Với k = 2 thì M là vân sáng bậc 2 . ax t D - Tại M là vân tối khi d2 - d1 = (2k+1) → = (2k+1) xt = (2k 1) (2) D 2a Công thức (2) cho phép xác định tọa độ của các vân tối trên màn. Với k = 0 và k = –1 thì M là vân tối bậc 1. Với k = 1 và k = –2 thì M là vân tối bậc 2 - Khoảng vân (i): Là khoảng cách giữa hai vân sáng hoặc hai vân tối gần nhau nhất. D D D D Ta có i = xs(k +1) - xs(k) = (k 1) - k = → i = (3) a a a a (3) là công thức cho phép xác định khoảng vân i. Hệ quả : D a i - Từ công thức tính khoảng vân i = λD → ai  D D xs k ki - Theo công thức tính tọa độ các vân sáng, vân tối và khoảng vân ta có a D x (k 1) (k 0,5)i t 2a - Giữa N vân sáng thì có (n – 1) khoảng vân, nếu biết khoảng cách L giữa N vân sáng thì khoảng vân i được tính bởi L công thức i = n 1 Chú ý: D - Trong công thức xác định tọa độ của các vân sáng thìx cáck giá trịk ik dương sẽ cho tọa s a độ của vân sáng ở chiều dương của màn quan sát, còn các giá trị k âm cho tọa độ ở chiều âm. Tuy nhiên các tọa độ này có khoảng cách đến vân trung tâm là như nhau. Tọa độ của vân sáng bậc k là x = k.i Vân sáng gần nhất cách vân trung tâm một khoảng đúng bằng khoảng vân i. D - Tương tự, trong công thức xác định tọa độ của các vân tối xthì các(k giá1) trị k (k 0,5)i t 2a dương sẽ cho tọa độ của vân sáng ở chiều dương của màn quan sát, còn các giá trị k âm cho tọa độ ở chiều âm. Vân tối bậc k xét theo chiều dương ứng với giá trị (k – 1) còn xét theo chiều âm ứng với giá trị âm của k, khoảng cách gần nhất từ vân tối bậc 1 đến vân trung tâm là i/2. Ví dụ 1: - Với vân tối bậc 4 thì nếu chọn k dương thì lấy k = 3, khi đó xt(4) = (2.3 +1) = i - Nếu chọn theo chiều âm thì lấy k = –4, khi đó xt(4) = [2.(-4) +1] = - i Rõ ràng là các tọa độ này chỉ trái dấu nhau còn độ lớn thì bằng nhau. Ví dụ 2: Trong thí nghiệm I-âng: a = 2 (mm), D = 1 (m). Dùng bức xạ đơn sắc có bước sóng λ chiếu vào hai khe I- âng, người ta đo được khoảng vân giao thoa trên màn là i = 0,2 (mm). Tần số f của bức xạ đơn Trang - 22 -
23. GV Kiều Thanh Bắc THPT Lương Phú sắc có giá trị là bao nhiêu? Lời giải: ai 2.10 3.0,2.10 3 Áp dụng công thức tính bước sóng  = 0,4.10-6 m = 0,4 μm D 1 3.108 Tần số của bức xạ đơn sắc là f = = 7, .1014 (Hz). 0,4.10 6 Ví dụ 3: Trên màn (E) người ta nhận được các vân giao thoa của nguồn sáng đơn sắc S có bước sóng λ nhờ hai khe nhỏ đặt thẳng đứng tạo ra hai nguồn sóng kết hợp là S 1 và S2 , khoảng cách giữa chúng là a = 0,5 (mm). Khoảng cách giữa mặt phẳng chứa S1S2 và màn quan sát (E) là D = 1,5 (m). Khoảng cách từ vân sáng bậc 15 đến vân sáng trung tâm là 2,52 (cm). Tính giá trị của bước sóng λ Lời giải: Khoảng cách từ vân sáng bậc 15 đến vân trung tâm cho biết vị trí của vân sáng bậc 15. Ta có x =15i = 2, 52 (cm) → i = = 0,168 (cm). ai 0,5.10 3.0,168.10 2 Khi đó bước sóng λ có giá trị  = 0,56.10-6 m = 0,56 (μm). D 1,5 Ví dụ 4: Trong giao thoa vớí khe I-âng có a = 1,5 (mm), D = 3 (m), người ta đếm có tất cả 7 vân sáng mà khoảng cách giữa hai vân sáng ngoài cùng là 9 (mm). a) Tính λ. b) Xác định tọa độ của vân sáng bậc 4, vân tối bậc 3. c) Xác định khoảng cách từ vân sáng bậc 2 đến vân tối bậc 5 ở cùng phía so với vân sáng trung tâm. Lời giải: a) Theo bài, khoảng cách giữa 7 vân sáng là 9 (mm), mà giữa 7 vân sáng có 6 khoảng vân, khi đó 6.i = 9 ai 1,5.10 3.1,5.10 3 (mm) → i = 1, 5 (mm) →  = 0,75.10-6 (m) = 0,75 (μm). D 3 b) Tọa độ của vân sáng bậc 4 là xs(4) = 4i = 6 (mm). Vị trí vân tối bậc 3 theo chiều dương ứng với k = 2, nên có xt(2) = (2 + 0,5)i = 3,75 (mm). Khi đó tọa độ của vân tối bậc 3 là x = 3,75 (mm). c) Tọa độ của vân sáng bậc 2 là xs(2) = 2i = 3 (mm). Vị trí vân tối bậc 5 theo chiều dương ứng với k = 4, nên có x t(5) = (4 + 0,5)i = 6,75 (mm). Khoảng cách từ vân sáng bậc 2 đến vân tối bậc 5 là d = |xs(2) – xt(5)| = 6,75 – 3 = 3,75 (mm). Ví dụ 5: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng với khe I-âng, a = 1 mm. Hai khe được chiếu bởi ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ = 0,5 µm. Tính khoảng cách giữa hai khe đến màn quan sát để trên màn tại vị trí cách vân trung tâm 2,5 mm ta có vân sáng bậc 5. Để tại đó có vân sáng bậc 2, phải dời màn một đoạn bao nhiêu? Theo chiều nào? Ví dụ 6: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng với khe I-âng, a = 0,3 mm, D = 1 m và i = 2 mm. a) Tính bước sóng λ ánh sáng dùng trong thí nghiệm? b) Xác định vị trí của vân sáng bậc 5? Ví dụ 7: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng với khe I-âng, a = 2 mm, D = 1 m. Hai khe được chiếu bởi ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ = 0,5 µm. a) Tính khoảng vân b) Xác định vị trí vân sáng bậc 2 và vân tối thứ 5. Tính khoảng cách giữa chúng (biết chúng ở cùng một phía so với vân trung tâm). Ví dụ 8: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng với khe I-âng, a = 2 mm, D = 1,5 m. Hai khe được chiếu Trang - 23 -
24. GV Kiều Thanh Bắc THPT Lương Phú bởi ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ = 0,65 µm. a) Tính khoảng vân? b) Xác định vị trí vân sáng bậc 5 và vân tối thứ 7? c) Tính khoảng cách giữa hai vân sáng bậc 6? Ví dụ 9: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng với khe I-âng, a = 1 mm, D = 3 m, i = 1,5mm. a) Tính bước sóng λ của ánh sáng dùng trong thí nghiệm? b) Xác định vị trí vân sáng bậc 3 và vân tối thứ 5? Ví dụ 10: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng với khe I-âng, a = 1,5 mm, D = 3 m. Người ta đo được từ vân sáng bậc 2 đến vân sáng bậc 5 cùng một phía vân trung tâm là 3 mm. a) Tính bước sóng λ của ánh sáng dùng trong thí nghiệm? b) Tính khoảng cách từ vân sáng thứ 3 đến vân sáng thứ 8 ở cùng 1 phía vân trung tâm? c) Tìm số vân sáng quan sát được trên vùng giao thoa có bề rộng 11 mm. Ví dụ 11: Trong thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe S1 và S2 được chiếu bằng ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ. Khoảng cách giữa hai khe là 0,8 mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là 2 m. Người ta đo được khoảng cách giữa 6 vân sáng liên tiếp trên màn là 6 mm. Tính bước sóng của ánh sáng dùng trong thí nghiệm và khoảng cách từ vân sáng bậc 3 đến vân sáng bậc 8 ở cùng phía với nhau so với vân sáng chính giữa. Lời giải: -6 Ta có: i = = 1,2 mm; λ = = 0,48.10 m; x8 - x3 = 8i – 3i = 5i = 6 mm. Ví dụ 12: Trong thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe là 1 mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là 3 m. Dùng ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ chiếu vào hai khe thì người ta đo được khoảng cách từ vân sáng trung tâm tới vân sáng thứ tư là 6 mm. Xác định bước sóng λ và vị trí vân sáng thứ 6. Lời giải: -6 Ta có: i = = 1,5 mm; λ = = 0,5.10 m; x6 = 6i = 9 mm. Ví dụ 13: Trong thí nghiệm của I-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe S1 và S2 được chiếu bằng ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ = 0,4 μm. Khoảng cách giữa hai khe là 0,4 mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là 2 m. Xác định khoảng cách giữa 9 vân sáng liên tiếp và khoảng cách từ vân sáng 4 đến vân sáng 8 ở khác phía nhau so với vân sáng chính giữa. Lời giải: Ta có: i = = 2 mm; L = (9 – 1)i = 16 mm; x8 + x4 = 8i + 4i = 12i = 24 mm. IV. ỨNG DỤNG CỦA HIỆN TƯỢNG GIAO THOA ÁNH SÁNG Hiện tượng giao thoa sóng là một bằng chứng để chứng tỏ ánh sáng có bản chất sóng. TRẮC NGHIÊM LÝ THUYẾT VỀ GIAO THOA ÁNH SÁNG Câu 1: Hiên tượng giao thoa ánh sáng xảy ra khi A. có 2 chùm sáng từ 2 bóng đèn gặp nhau sau khi cùng đi qua một kính lọc sắc. B. có ánh sáng đơn sắc C. khi có 2 chùm sóng ánh sáng kết hợp đan xen vào nhau. D. có sự tổng hợp của 2 chùm sáng chiếu vào cùng một vị trí. Câu 2: Hai sóng kết hợp là A. hai sóng thoả mãn điều kiện cùng pha. B. hai sóng có cùng tần số, có hiệu số pha ở hai thời điểm xác định của hai sóng thay đổi theo thời gian C. hai sóng xuất phát từ hai nguồn kết hợp. Trang - 24 -
25. GV Kiều Thanh Bắc THPT Lương Phú D. hai sóng phát ra từ hai nguồn nhưng đan xen vào nhau. Câu 3: Hai nguồn sáng kết hợp là hai nguồn phát ra hai sóng A. có cùng tần số. B. cùng pha. C. đơn sắc và có hiệu số pha ban đầu của chúng thay đổi chậm. D. có cùng tần số và hiệu số pha ban đầu của chúng không thay đổi. Câu 4: Khoảng vân là A. khoảng cách giữa hai vân sáng cùng bậc trên màn hứng vân. B. khoảng cách giữa hai vân sáng liên tiếp trên màn hứng vân. C. khoảng cách giữa một vân sáng và một vân tối liên tiếp trên màn hứng vân. D. khoảng cách từ vân trung tâm đến vân tối gần nó nhất. Câu 5: Chọn câu đúng khi nói về khoảng vân trong giao thoa với ánh sáng đơn sắc. A. Tăng khi bước sóng ánh sáng tăng. B. Tăng khi khoảng cách từ hai nguồn đến màn tăng. C. Giảm khi khoảng cách giữa hai nguồn tăng. D. Tăng khi nó nằm xa vân sáng trung tâm. Câu 6: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng nếu dùng ánh sáng trắng thì A. có hiện tượng giao thoa với 1 vân sáng ở giữa màu trắng, các vân sáng ở 2 bên vân sáng trung tâm có màu cầu vồng, với tím ở trong, đỏ ở ngoài. B. không có hiện tượng giao thoa. C. có hiện tượng giao thoa với các vân sáng màu trắng. D. chính giữa màn có vạch trắng, hai bên là những khoảng tối đen. Câu 7: Thực hiện giao thoa với ánh sáng trắng, trên màn quan sát được hình ảnh như thế nào? A. Vân trung tâm là vân sáng trắng, hai bên có những dải màu như cầu vồng. B. Một dải màu biến thiên liên tục từ đỏ đến tím. C. Các vạch màu khác nhau riêng biệt hiện trên một nền tối. D. Không có các vân màu trên màn. Câu 8: Nói về giao thoa ánh sáng, tìm phát biểu sai ? A. Trong miền giao thoa, những vạch sáng ứng với những chỗ hai sóng gặp nhau tăng cường lẫn nhau. B. Hiện tượng giao thoa ánh sáng chỉ giải thích được bằng sự giao thoa của hai sóng kết hợp. C. Hiện tượng giao thoa ánh sáng là một bằng chứng thực nghiệm quan trọng khẳng định ánh sáng có tính chất sóng. D. Trong miền giao thoa, những vạch tối ứng với những chỗ hai sóng tới không gặp được nhau. Câu 9: Vị trí vân sáng trong thí nghiệm giao thoa của I-âng được xác định bằng công thức nào sau đây? kD 2kD kD x (2k 1)D A. x B. x C. a D. x a 2a 2a Câu 10: Vị trí vân tối trong thí nghiệm giao thoa của I-âng được xác định bằng công thức nào sau đây? 2kD kD kD (2k 1)D A. x B. x C. x D. x a 2a a 2a Câu 11: Công thức tính khoảng vân giao thoa trong thí nghiệm giao thoa của I-âng là D a D D A. i B. i C. i D. i a D 2a a Câu 12: Khoảng cách từ vân chính giữa đến vân tối thứ k tính từ vân trung tâm trong hệ vân giao thoa trong thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng là kD 1 D A. x , (k = 0; 1; 2 ). B. x k , (k = 0; 1; 2 ). a 2 a 1 D 1 D C. x k , (k = 0; 1; 2; 3 ). D. x k , (k = 0; 1; 2 ). 4 a 4 a Câu 13: Trong thí nghiệm I-âng, vân tối thứ nhất xuất hiện ở trên màn tại các vị trí cách vân sáng trung tâm là A. i/4 B. i/2 C. i D. 2i Câu 14: Khoảng cách từ vân sáng bậc 4 bên này đến vân sáng bậc 5 bên kia so với vân sáng trung tâm Trang - 25 -
26. GV Kiều Thanh Bắc THPT Lương Phú là A. 7i. B. 8i. C. 9i. D. 10i. Câu 15: Khoảng cách từ vân sáng bậc 5 đến vân sáng bậc 9 ở cùng phía với nhau so với vân sáng trung tâm là A. 4i. B. 5i. C. 14i. D. 13i. Câu 16: Trong thí nghiệm giao thoa khe I-âng có khoảng vân là i. Khoảng cách từ vân sáng bậc 3 đến vân sáng bậc 7 ở cùng một bên vân trung tâm là A. x = 3i. B. x = 4i. C. x = 5i. D. x = 10i. Câu 17: Trong thí nghiệm giao thoa khe I-âng có khoảng vân là i. Khoảng cách từ vân sáng bậc 4 bên này vân trung tâm đến vân sáng bậc 3 bên kia vân trung tâm là A. 6i. B. i. C. 7i. D. 12i. Câu 18: Trong thí nghiệm giao thoa khe I-âng có khoảng vân là i. Khoảng cách từ vân sáng bậc 5 đến vân tối bậc 9 ở cùng một bên vân trung tâm là A. 14,5i. B. 4,5i. C. 3,5i. D. 5,5i. Câu 19: Trong thí nghiệm giao thoa khe I-âng có khoảng vân là i. Khoảng cách từ vân sáng bậc 3 bên này vân trung tâm đến vân tối bậc 5 bên kia vân trung tâm là A. 6,5i. B. 7,5i. C. 8,5i. D. 9,5i. Câu 20: Khoảng cách từ vân sáng bậc 4 đến vân sáng bậc 10 ở cùng một bên vân sáng chính giữa là A. 6,5 khoảng vân B. 6 khoảng vân. C. 10 khoảng vân. D. 4 khoảng vân. Câu 21: Trong thí nghiệm I-âng, vân sáng bậc nhất xuất hiện ở trên màn tại các vị trí mà hiệu đường đi của ánh sáng từ hai nguồn đến các vị trí đó bằng A. λ/4. B. λ/2. C. λ. D. 2λ. Câu 22: Trong thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe sáng là 0,2 mm, khoảng cách từ hai khe sáng đến màn ảnh là D = 1 m, khoảng vân đo được là i = 2 mm. Bước sóng của ánh sáng là A. 0,4 μm. B. 4 μm. C. 0,4.10–3 μm. D. 0,4.10–4 μm. Câu 23: Trong thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng, biết a = 0,4 mm, D = 1,2 m, nguồn S phát ra bức xạ đơn sắc có λ = 600 nm. Khoảng cách giữa 2 vân sáng liên tiếp trên màn là A. 1,6 mm. B. 1,2 mm. C. 1,8 mm. D. 1,4 mm. Câu 24: Trong thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng, biết a = 5 mm, D = 2 m. Khoảng cách giữa 6 vân sáng liên tiếp là 1,5 mm. Bước sóng của ánh sáng đơn sắc là A. 0,65μm. B. 0,71 μm. C. 0,75 μm. D. 0,69 μm. Câu 25: Trong thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng, các khe sáng được chiếu bằng ánh sáng đơn sắc. Khoảng cách giữa hai khe là 2 mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là 4 m. Khoảng cách giữa 5 vân sáng liên tiếp đo được là 4,8 mm. Toạ độ của vân sáng bậc 3 là A. ± 9,6 mm. B. ± 4,8 mm. C. ± 3,6 mm. D. ± 2,4 mm. Câu 26: Trong thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng, các khe sáng được chiếu bằng ánh sáng đơn sắc. Khoảng cách giữa hai khe là 2 mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là D = 4 m. Khoảng cách giữa 5 vân sáng liên tiếp đo được là 4,8 mm. Toạ độ của vân tối bậc 4 về phía (+) là A. 6,8 mm. B. 3,6 mm. C. 2,4 mm. D. 4,2 mm. Câu 27: Trong thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng khoảng cách giữa hai khe là a = 2 mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là D = 2 m, ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ = 0,64 μm. Vân sáng thứ 3 cách vân sáng trung tâm một khoảng A. 1,20 mm. B. 1,66 mm. C. 1,92 mm. D. 6,48 mm. Câu 28: Trong thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng khoảng cách giữa hai khe là 1 mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là D = 1 m, ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,4 μm. Vân sáng bậc 4 cách vân trung tâm một khoảng A. 1,6 mm. B. 0,16 mm. C. 0,016 mm. D. 16 mm. Câu 29: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng dùng hai khe I-âng, biết D = 1 m, a = 1 mm. Khoảng cách từ vân sáng thứ 4 đến vân sáng thứ 10 ở cùng bên với vân trung tâm là 3,6 mm. Tính bước sóng ánh sáng. A. 0,44 μm B. 0,52 μm C. 0,60 μm D. 0,58 μm. Câu 30: Trong thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng, biết D = 2 m; a = 1 mm; λ = 0,6 μm. Vân tối thứ tư cách vân trung tâm một khoảng Trang - 26 -
27. GV Kiều Thanh Bắc THPT Lương Phú A. 4,8 mm B. 4,2 mm C. 6,6 mm D. 3,6 mm Câu 31: Trong thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng, biết D = 2 m; a = 1 mm; λ = 0,6 μm. Vân sáng thứ ba cách vân trung tâm một khoảng A. 4,2 mm B. 3,6 mm C. 4,8 mm D. 6 mm Câu 32: Trong thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng, biết D = 3 m; a = 1 mm, khoảng vân đo được là 1,5 mm. Bước sóng của ánh sáng chiếu vào hai khe là: A. 0,40 μm B. 0,50 μm C. 0,60 μm D. 0,75 μm. Câu 33: Trong thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng, biết D = 3 m; a = 1 mm. Tại vị trí M cách vân trung tâm 4,5 mm, ta thu được vân tối bậc 3. Tính bước sóng ánh dùng trong thí nghiệm. A. 0,60 μm B. 0,55μm C. 0,48 μm D. 0,42 μm. Câu 34: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng dùng hai khe I-âng, tại vị trí cách vân trung tâm 3,6mm, ta thu được vân sáng bậc 3. Vân tối bậc 3 cách vân trung tâm một khoảng: A. 4,2 mm B. 3,0 mm C. 3,6 mm D. 5,4 mm Câu 35: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng dùng hai khe I-âng, tại vị trí cách vân trung tâm 4mm, ta thu được vân tối bậc 3. Vân sáng bậc 4 cách vân trung tâm một khoảng: A. 6,4 mm B. 5,6 mm C. 4,8 mm D. 5,4 mm Câu 36: Trong thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng khoảng cách giữa hai khe là a = 2 mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là D = 1 m, ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ = 0,5 μm. Khoảng cách giữa vân sáng bậc 3 và vân sáng bậc 5 ở hai bên so với vân sáng trung tâm là A. 0,50 mm. B. 0,75 mm. C. 1,25 mm. D. 2 mm. Câu 37: Ứng dụng của hiện tượng giao thoa ánh sáng để đo A. tần số ánh sáng. B. bước sóng của ánh sáng. C. chiết suất của một môi trường. D. vận tốc của ánh sáng. Câu 38: Hiện tượng giao thoa ánh sáng phụ thuộc vào các đặc điểm nào của 2 nguồn sáng sau đây? 1) tần số. 2) độ lệch pha. 3) cường độ sáng. 4) độ rộng của nguồn A. Chỉ các đặc điểm 1, 2. B. Chỉ các đặc điểm 1, 2, 4. C. Chỉ các đặc điểm 1, 2, 3. D. Các đặc điểm 1, 2, 3, 4. ĐÁP ÁN TRẮC NGHIỆM 01. C 02. C 03. D 04. B 05. B 06. A 07. A 08. D 09. C 10. D 11. A 12. B 13. B 14. C 15. A 16. B 17. C 18. C 19. B 20. B 21. C 22. A 23. C 24. C 25. C 26. D 27. C 28. A 29. C 30. B 31. B 32. B 33. A 34. B 35. A 36. D 37. B 38. A Trang - 27 -
28. GV Kiều Thanh Bắc THPT Lương Phú MỘT SỐ BÀI TẬP CƠ BẢN VỀ GIAO THOA ÁNH SÁNG Bài toán 1: Xác định tọa độ các vân sáng, vân tối Cách giải: D - Tọa độ vân sáng bậc k: x k ki s a D - Tọa độ vân tối bậc k: x (2k 1) (k 0,5)i t 2a Bài toán 2: Xác định tính chất vân tại điểm M biết trước tọa độ xM Cách giải: x Lập tỉ số M i x - Nếu M = k Z thì M là vân sáng bậc k. i x - Nếu M = k + 0,5, (k Z) thì M là vân tối. i // Khái niệm “bậc” đối với vân tối là do quy ước để dễ hình dung và hiểu hơn mà thôi. Chúng ta cứ hình dung thế này: vân tối bậc 1 hay thứ một có tọa độ là 0,5i, nó nằm giữa vân sáng O và vân sáng bậc 1, vân tối thứ hai hay bậc hai có tọa độ 1,5i, nằm giữa i và 2i một cách tổng quát để xác định được vị trí của vân tối. // Bậc của vân tối tại M dựa vào việc xác định giá trị k trong hệ thức trên là âm hay dương. Ví dụ 1: Trong thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe cách nhau a = 0,8 (mm) và cách màn là D = 1,2 (m). Chiếu ánh sáng đơn sắc bước sóng λ = 0,75 (μm) vào 2 khe. a) Tính khoảng vân i. b) Điểm M cách vân trung tâm 2,8125 (mm) là vân sáng hay vân tối ? Bậc của vân tại M ? Hướng dẫn giải: D a) Ta có khoảng vân i = = 1,125.10-3 (m) = 1,125 (mm). a x 2,8125 b) Ta có tỉ số M = 2,5 = 2 + 0,5 →k = 2 i 1,125 Vậy tại M là vân tối bậc 3. Ví dụ 2: Trong một thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng, dùng bước sóng đơn sắc có bước sóng λ. a) Biết a = 3 (mm), D = 3 (m), khoảng cách giữa 9 vân sáng liên tiếp là 4 (mm), tìm λ. b) Xác định vân sáng bậc 2 và vân tối thứ 5. c) Tại điểm M và N cách vân sáng trung tâm lần lượt 5,75 (mm) và 7 (mm) là vân sáng hay vân tối ? Nếu có, xác định bậc của vân tại M và N. Hướng dẫn giải: a) Giữa 9 vân sáng liên tiếp có 8 khoảng vân nên 8i = 4 → i = 0,5 (mm). D Bước sóng ánh sáng λ = a = 0,5 (μm). b) Tọa độ của vân sáng bậc hai (có k = 2) và vân tối thứ năm (ứng với k = 4) là: xs (2) 2.i 1 mm x t (5) (4 0,5)i 2,25 mm x c) Tại điểm M có M = 11,5 = 11 + 0,5. Vậy tại M là vân tối thứ 12. i x Tại điểm N có N = 14 nên N là vân sáng bậc 14. i Bài toán 3: Tính số vân sáng hay vân tối trên trường giao thoa Cách giải: TH1: Trường giao thoa đối xứng Một trường giao thoa đối xứng nếu vân trung tâm O nằm tại chính giữa của trường giao thoa. Gọi L là độ dài của trường giao thoa, khi đó mỗi nửa trường giao thoa có độ dài là L/2 Trang - 28 -
29. GV Kiều Thanh Bắc THPT Lương Phú Cách giải tổng quát: Xét một điểm M bất kỳ trên trường giao thoa, khi đó điểm M là vân sáng hay vân tối thì tọa độ của M luôn thỏa mãn: L L L L k ki 2i 2i 2 2 L L k Z x M  2 2 1 L 1 L L L k (k 0,5 2 2i 2 2i 2 2 k Z Số các giá trị k thỏa mãn hệ phương trình trên chính là số vân sáng, vân tối có trên trường giao thoa. Cách giải nhanh: - Khái niệm phần nguyên của một số: Phần nguyên của một số x, kí hiệu [x] là phần giá trị nguyên của x không tính thập phân. Ví dụ: [2,43] = 2; [4,38] = 4 . - Nếu hai đầu của trường giao thoa là các vân sáng thì số khoảng vân có trên trường là N = L/i Khi đó số vân sáng là N + 1, số vân tối là N - Nếu hai đầu của trường giao thoa là các vân tối, đặt N = L/i. Khi đó số vân sáng là N, số vân tối là N + 1. - Nếu một đầu trường giao thoa là vân sáng, đầu còn lại là vân tối, đặt N = [L/i] Khi đó số vân sáng bằng số vân tối và cùng bằng N. Nhận xét: Ta thấy rằng khi hai đầu của trường có cùng tính chất với nhau (cùng là vân sáng hay vân tối) thì vân nào nằm ở đầu của trường sẽ có số vân nhiều hơn 1. Do khoảng cách giữa hai vân sáng liên tiếp là i nên để kiểm tra xem vân ở đầu của trường giao thoa có phải là vân sáng hay không thì ta thực hiện phép chia , ở đây ta hiểu là lấy nửa trường giao thoa có độ dài L/2 rồi chia cho khoảng vân i, nếu kết quả là một số nguyên thì vân ở đầu là vân sáng, nếu kết quả trả về là một số bán nguyên (như thể là 2,5 hay 3,5 ) thì đó vân tối, còn ngược lại thì tại đó không là vân sáng hay vân tối. * Chú ý: Với dạng bài toán này thì có lẽ cách giải nhanh nhất là vẽ hình và đếm bằng tay vì thường số vân sáng hay vân tối trong khoảng của trường giao thoa không quá nhiều! Ví dụ 1: Trong thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe là a = 1 (mm), khoảng cách từ hai khe tới màn là D = 2 (m), ánh sáng có bước sóng λ = 0,66 (μm). Biết độ rộng của vùng giao thoa trên màn có độ rộng là 13,2 (mm), vân sáng trung tâm nằm ở giữa màn. Tính số vân sáng và vân tối trên màn. Lời giải: Theo bài ta có L = 13,2 (mm). Dễ dàng tính được khoảng vân i = 1,32 (mm). Khi đó N = = 10 và = 5, vậy ở đầu trường giao thoa là vân sáng, số vân sáng là 11 và số vân tối là 10. TH2: Trường giao thoa không đối xứng Dạng toán này thường là tìm số vân sáng hay vân tối có trên đoạn P, Q với P, Q là hai điểm cho trước và đã biết tọa độ của chúng. Các giải ngắn ngọn hơn cả có lẽ là tính khoảng vân i, vẽ hình để tìm. Trong trường hợp khác ta có thể giải các bất phương trình xP ≤ xM ≤ xQ, với M là điểm xác định tọa độ của vân sáng hay vân tối cần tìm. Từ đó số các giá trị k thỏa mãn chính là số vân cần tìm. Ví dụ 2: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng I-âng, khoảng cách hai khe S1S2 là 1 mm, khoảng cách từ S1S2 đếm màn là 1m, bước sóng ánh sáng là 0,5 (μm). Xét hai điểm M và N (ở cùng phía với O ) có tọa độ lần lượt là xM = 2 (mm) và xN = 6,25 (mm). a) Tại M là vân sáng hay vân tối, bậc của vân tương ứng là bao nhiêu? b) Giữa M và N có bao nhiêu vân sáng và vân tối? Lời giải: a) Từ giả thiết ta tính được khoảng vân i = 0,5 (mm). Trang - 29 -
30. GV Kiều Thanh Bắc THPT Lương Phú x 2 M 4 i 0,5 Do → M là vân sáng bậc 4, còn N là vân tối bậc 13. x 6,25 N 12,5 12 0,5 i 0,5 b) Độ dài trường giao thoa là L = |xN – xM | = 4,25 (mm). Do M là vân sáng bậc 4, N là vân tối 13 nên hai đầu trái tính chất nhau nên số vân sáng bằng số vân tối. L 4,25 Ta có 8,5 8 2i 0,5 Vậy trên đoạn MN có 8 vân sáng, không kể vân sáng tại M. Ví dụ 3: Trong một thí nghiệm về Giao thoa anhs sáng bằng khe I âng với ánh sáng đơn sắc λ = 0,7 μm, khoảng cách giữa 2 khe S1,S2 là a = 0,35 mm, khoảng cách từ 2 khe đến màn quan sát là D = 1m, bề rộng của vùng có giao thoa là 13,5 mm. Số vân sáng, vân tối quan sát được trên màn là: A. 7 vân sáng, 6 vân tối B. 6 vân sáng, 7 vân tối. C. 6 vân sáng, 6 vân tối D. 7 vân sáng, 7 vân tối. Lời giải: D 0,7.10 6.1 Khoảng vân i = = 2.10-3 m= 2mm. a 0,35.10 3 L Số vân sáng: Ns = 2 1 = 2[2,375] + 1 = 7 2i Phần thập phân của là 0,375 quan sát thấy 2[N] + 1 = 9 vân sáng và 2[N] = 8 vân tối (vì phần thập phân của N < 0,5). Ví dụ 6: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe được chiếu bằng ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,6 μm. Khoảng cách giữa hai khe là 1 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 2,5 m, bề rộng miền giao thoa là 1,25 cm (vân sáng trung tâm ở chính giữa). Tìm tổng số vân sáng và vân tối có trong miền giao thoa. Lời giải: Ta có: i = = 1,5 mm; N = = 4,17; số vân sáng: Ns = 2[N] + 1 = 9; số vân tối: vì phần thập phân của N < 0,5 nên: Nt = 2[N] = 8; tổng số vân sáng và vân tối trong miền giao thoa: Ns + Nt = 17. μ Ví dụ 7: 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 giữa M và N). 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 Trang - 30 -
31. GV Kiều Thanh Bắc THPT Lương Phú C. 22 vân sáng 11 vân tối D. 11 vân sáng 22 vân tối Lời giải: x x i = = 0,45.10-3 m; M 11,1 ; tại M có vân sáng bậc 11; MN 22,2 ; tại N có vân sáng bậc 22; trên i i MN có 34 vân sáng 33 vân tối. Cách 2: Khoảng vân: i = = 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. Ví dụ 8: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng dùng hai khe Young, hai khe được chiếu bằng ánh sáng có bước sóng λ = 0,5 μm, biết S1S2 = a = 0,5 mm, 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 = 13 mm. Tính số vân sáng và tối quan sát được trên màn. A. 10 vân sáng; 12 vân tối B. 11 vân sáng; 12 vân tối C. 13 vân sáng; 12 vân tối D. 13 vân sáng; 14 vân tối Hướng dẫn: i = = 10-3 m = 1mm; Số vân trên một nửa trường giao thoa: = = 6,5. số vân sáng quan sát được trên màn là: Ns = 2.6+1 = 13 vân sáng. số vân tối quan sát được trên màn là: Nt = 2.(6+1) = 14 vân tối. Ví dụ 9: Trong một thí nghiệm I-âng, hai khe S1, S2 cách nhau một khoảng a = 1,8 mm. Hệ vân quan sát được qua một kính lúp, dùng một thước đo cho phép ta do khoảng vân chính xác tới 0,01 mm. Ban đầu, người ta đo được 16 khoảng vân và được giá trị 2,4 mm. Dịch chuyển kính lúp ra xa thêm 30 cm cho khoảng vân rộng thêm thì đo được 12 khoảng vân và được giá trị 2,88 mm. Tính bước sóng của bức xạ trên là A. 0,45μm B. 0,32μm C. 0,54μm D. 0,432μm Giải : D (D D) Ta có i1 = = 0,15 (mm); i2 = = 0,24 (mm); i1 = ; và i2 = a a với ΔD = 30 cm = 0,3m i D D ai 2 = → D = = 50cm = 0,5m → λ = 1 = 0,54.10–6m = 0,54μm.Chọn C i1 D D TRẮC NGHIỆM MỘT SỐ BÀI TẬP CƠ BẢN VỀ GIAO THOA ÁNH SÁNG Câu 1: Trong thí nghiệm I-âng, khoảng cách giữa hai khe là a = 0,5 mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là D = 2 m, ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ = 0,5 μm. Khoảng cách giữa 5 vân sáng liên tiếp trên màn là A. 10 mm. B. 8 mm. C. 5 mm. D. 4 mm. Câu 2: Trong thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng khoảng cách giữa hai khe là a = 1,5 mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là D = 3 m, người ta đo được khoảng cách giữa vân sáng bậc 2 đến vân sáng bậc 5 ở cùng phía với nhau so với vân sáng trung tâm là 3 mm. Tìm bước sóng của ánh sáng dùng trong thí nghiệm. A. λ = 0,2 μm. B. λ = 0,4 μm. C. λ = 0,5 μm. D. λ = 0,6 μm. Câu 3: Trong một thí nghiệm về giao thoa ánh sáng bằng hai khe I-âng, khoảng cách giữa 2 khe a = 2 mm. Khoảng cách từ 2 khe đến màn D = 2 m. Người ta đo được khoảng cách giữa 6 vân sáng liên tiếp là 3 mm. Bước sóng của ánh sáng đơn sắc trong thí nghiệm là A. λ = 0,6 μm. B. λ = 0,5 μm. C. λ = 0,7 μm. D. λ = 0,65 μm. Câu 4: Trong thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng khoảng cách giữa hai khe là a = 0,3 mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là D = 1,5 m, khoảng cách giữa 5 vân tối liên tiếp trên màn là 1 cm. Ánh sáng đơn sắc dùng trong thí nghiệm có bước sóng là A. 0,5 μm. B. 0,5 nm. C. 0,5 mm. D. 0,5 pm. Câu 5: Trong thí nghiệm I-âng, khoảng cách giữa hai khe là a = 2 mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là D = 2 m. Vân sáng thứ 3 cách vân sáng trung tâm 1,8 mm. Bước sóng ánh sáng đơn sắc dùng trong thí Trang - 31 -
32. GV Kiều Thanh Bắc THPT Lương Phú nghiệm là A. 0,4 μm. B. 0,55 μm. C. 0,5 μm. D. 0,6 μm. Câu 6: Trong thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng khoảng cách giữa hai khe là a = 2 mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là D = 2 m, ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,5 μm. Khoảng cách từ vân sáng bậc 1 đến vân sáng bậc 10 là A. 4,5 mm. B. 5,5 mm. C. 4,0 mm. D. 5,0 mm. Câu 7: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng của khe I-âng, ánh sáng đơn sắc có λ = 0,42 μm. Khi thay ánh sáng khác có bước sóng λ’ thì khoảng vân tăng 1,5 lần. Bước sóng λ’ là A. λ’ = 0,42 μm. B. λ’ = 0,63 μm. C. λ’ = 0,55 μm. D. λ’ = 0,72 μm. Câu 8: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng khi a = 2 mm, D = 2 m, λ = 0,6 µm thì khoảng cách giữa hai vân sáng bậc 4 hai bên là A. 4,8 mm. B. 1,2 cm. C. 2,4 mm. D. 4,8 cm. Câu 9: Trong thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe được chiếu bằng ánh sáng đơn sắc. Khoảng cách giữa hai khe là a = 0,6 mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là D = 2 m. Chín vân sáng liên tiếp trên màn cách nhau 16 mm. Bước sóng của ánh sáng là A. 0,6 μm. B. 0,5 μm. C. 0,55 μm. D. 0,46 μm. Câu 10: Trong thí nghiệm về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa 2 khe hẹp là a = 1 mm, từ 2 khe đến màn ảnh là D = 1 m. Dùng ánh sáng đỏ có bước sóng λđỏ = 0,75 μm, khoảng cách từ vân sáng thứ tư đến vân sáng thứ mười ở cùng phía so với vân trung tâm là A. 2,8 mm. B. 3,6 mm. C. 4,5 mm. D. 5,2 mm. Câu 11: Ánh sáng đơn sắc trong thí nghiệm I–âng là 0,5 μm. Khoảng cách từ hai nguồn đến màn là 1 m, khoảng cách giữa hai nguồn là 2mm. Khoảng cách giữa vân sáng bậc 3 và vân tối bậc 5 ở hai bên so với vân trung tâm là A. 0,375 mm B. 1,875 mm C. 18,75 mm D. 3,75 mm Câu 12: 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 I-âng là 1 mm, khoảng cách từ màn chứa hai khe tới màn quan sát là 1 m. Bước sóng ánh sáng dùng trong thí nghiệm là A. λ = 0,4 µm B. λ = 0,45 µm C. λ = 0,68 µm D. λ = 0,72 µm Câu 13: Trong một thí nghiệm giao thoa ánh sáng, đo được khoảng cách từ vân 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 I- âng là 1mm, khoảng cách từ màn chứa hai khe tới màn quan sát là 1m. màu của ánh sáng dùng trong thí nghiệm là A. Màu đỏ. B. Màu lục. C. Màu chàm. D. Màu tím. Câu 14: Trong một thí nghiệm về giao thoa ánh sáng. Hai khe I-âng cách nhau 3 mm, hình ảnh giao thoa được hứng trên màn ảnh trên cách hai khe 3 m. Sử dụng ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ , khoảng cách giữa 9 vân sáng liên tiếp đo được là 4mm. Bước sóng của ánh sáng đó là: A. λ = 0,4 µm B. λ = 0,5 µm C. λ = 0,55 µm D. λ = 0,6 µm Câu 15: Thí nghiệm giao thoa ánh sáng có bước sóng λ, với hai khe I-âng cách nhau 3 mm. Hiện tượng giao thoa được quan sát trên một màn ảnh song song với hai khe và cách hai khe một khoảng D. Nếu ta dời màn ra xa thêm 0,6 m thì khoảng vân tăng thêm 0,12 mm. Bước sóng λ bằng có giá trị là A. 0,40 μm. B. 0,60 μm. C. 0,50 μm. D. 0,56 μm. Câu 16: Trong thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng đơn sắc, khoảng cách giữa hai vân sáng liên tiếp trên màn bằng 2 mm. Tại điểm M có toạ độ 15,5 mm có vị trí A. thuộc vân tối bậc 8. B. nằm chính giữa vân tối bậc 7 và vân sáng bậc 8. C. thuộc vân sáng bậc 8. D. nằm chính giữa vân tối bậc 8 và vân sáng bậc 8. Câu 17: Trong thí nghiệm I-âng về giao thoa của ánh sáng đơn sắc, hai khe hẹp cách nhau 1 mm, mặt phẳng chứa hai khe cách màn quan sát 1,5 m. Khoảng cách giữa 5 vân sáng liên tiếp là 3,6 mm. Bước sóng của ánh sáng dùng trong thí nghiệm này bằng A. 0,48 μm. B. 0,40 μm. C. 0,60 μm. D. 0,76 μm. Câu 18: Trong thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe hẹp cách nhau một khoảng a = 0,5 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là D = 1,5 m. Hai khe được chiếu bằng bức xạ có bước sóng λ = 0,6 μm. Trên màn thu được hình ảnh giao thoa. Tại điểm M trên màn cách vân sáng trung tâm (chính giữa) một khoảng 5,4 mm có vân sáng bậc (thứ) Trang - 32 -