Bài tập về Tính chất sóng của ánh sáng Vật lí lớp 12 (Có đáp án) - Phần 2

BÀI TẬP VỀ TÍNH CHẤT SÓNG CỦA ÁNH SÁNG P-2
Câu 6. 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 l = 0,6 mm. Xét trên khoảng MN trên màn, với MO = 5 mm, ON = 10 mm, (O là vị trí vân sáng trung tâm). Hỏi trên MN có bao nhiêu vân sáng, bao nhiêu vân tối?
	A. 34 vân sáng 33 vân tối B. 33 vân sáng 34 vân tối C. 22 vân sáng 11 vân tối D. 11 vân sáng 22 vân tối
Giải: Cần thêm điều kiện M, N ở hai phía so với O
 Khoảng vân: i = 
 Vị trí vân sáng : xs = ki = 0,45k (mm): -5 ≤ 0,45k ≤ 10 ---à -11,11≤ k ≤ 22,222
 --à -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 
 ---à -11,11≤ k + 0,5 ≤ 22,222--à -11,61≤ k ≤ 21,7222
 --à -11≤ k ≤ 21: Có 33 vân tối
 Chọn đáp án A
Câu 7, Trong thí nghiệm I - âng về giao thoa ánh sáng . Chiếu hai khe ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ1 = 0,6μm thì trên màn quan sát, ta thấy có 6 vân sáng liên tiếp cách nhau 9mm. Nếu chiếu hai khe đồng thời hai bức xạ λ1 và λ2 thì người ta thấy tại M cách vân trung tâm 10,8mm vân có màu giống vân trung tâm, trong khoảng giữa M và vân sáng trung tâm còn có 2 vị trí vân sáng giống màu vân trung tâm. Bước sóng của bức xạ λ2 là
 A. 0,4 μm. B. 0,38 μm. C. 0,65 μm. D. 0,76 μm.
Giải: Khoảng vân i1 = 9mm/(6-1) = 1,8mm
 Tại M là vân sáng bậc 6 của bức xạ λ1.
Khoảng cách giữa vân sáng cùng màu và gần nhất vân sáng trung tâm là:
 x = , ứng với vân sáng bậc hai của bức xạ λ1
 Do đó 2i1 = ki2 ----à 
 Với k là số nguyên. k = . Trong 4 giá trị của bức xạ λ2 đã cho chỉ có 
bức xạ λ = 0,4 µm cho k = 3 là số nguyên. Chọn đáp án A
Câu 8. Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng. Nguồn phát ánh sáng trắng ( 0,38 μm ≤l≤ 0.76 μm). Trên đoạn thẳng MN thuộc màn quan sát vuông góc với các vạch sáng (M nằm ở vân sáng bậc 2 màu tím, N nằm ở vân sáng bậc 3 màu tím) có bao nhiêu điểm tại đó có 2 bức xạ cho vân sáng trùng nhau?
A. Không có điểm nào.	B. Có vô số điểm.	C. Có 2 điểm.	D. Có 3 điểm.
Giải: Vị trí vân tím bậc 2 và bậc 3
 x1 = 0,76 (mm); x2 = 1,14 (mm)
 Vị trí hai vân sáng trùng nhau: x = k1l1 = k2l2 x1£ x £ x2 
 -----> 0,76 £ k1l1 = £ 1,14 (Với k1 ¹ k2). Giả sử l1 > l2 khi đó k1 < k2
 -----> 0,76 £ k1l1 = k2l2 £ 1,14 
 £ k1 £ mà 0,38 μm ≤ l1 ≤ 0.76 μm --->1 £ k1 £ 3 
 ( k1 £ giá trị lớn nhất có thể là 3 và k1 ³ giá trị nhỏ nhất có thể là 1)
 Tức là ta có 1 £ k1 £ 3 k1 =1, 2, 3.
 Tương tự 1 £ k2 £ 3 k2 =1, 2, 3.
 Khi k1 = 1, k2 = 2 ---> l1 = 0,76 μm và l2 = 0,38 μm : x = x1 
 Khi k1 = 1, k2 = 3 ---> l1 = 0,76 μm và l2 = 0,253 μm < 0,38 μm: loại trường hợp này
 Khi k1 = 2, k2 = 3 ---> l1 = 0,57 μm và l2 = 0,38 μm : x = x2
Tóm lai trên MN có hai điểm tại đó có hai bức xạ cho vân sáng trùng nhau. Đó là các điểm M, N
 Chọn đáp án C
Câu 9.. Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng của I_âng khoảng cách giữa hai khe a = 1 mm . Vân giao thoa được nhìn qua một kính lúp có tiêu cự f = 5 cm đặt cách măt phăng hai khe một khoảng L = 45 cm . Một người có măt bình thường quan sát hệ vân qua kính trong thai không điều tiết thi thấy góc trông khoảng vân la 15’ . Bước sóng của ánh sáng la :
A. 0.60 mm B. 0.50 mm C. 0.65 mm D. 0.55 mm 
Giải: Để quan sát vật qua kính lúp ở trạng thái không điều tiết của người có mắt bình thường thì vật đặt ở tiêu diện của kính. Do đó D = L – f = 40 cm = 0,4m là khoảng cách từ mặt phẳng hai khê đến màn quan sát vân giao thoa 
Khoảng vân i = fa = 50 .15’(mm) = 50.0,25. 3,14/180 = 0,218 mm = 0,22 mm
Do đó l = = = 0,55.10-6 m = 0,55mm Chọn đáp án D
D
L
i a
 f
O
Câu 10. Trong thí nghiệm I âng về giao thoa ánh sang , khoảng cách giữa 2 khe I âng là a =1 mm,khoảng cách từ 2 khe đến màn D = 2 m. chùm sáng chiếu vào khe S có 2 bước sóng trong do lam da 1 = 0, 4 (mm) . trên màn xét khoảng MN = 4.8 mm đếm được 9 vân sáng với 3 vạch là kết quả trùng nhau của 2 vân sáng và 2 trong 3 vạch đó nằm tại M,N . bước sóng lamda 2 =?
A 0.48mm B 0.60mm C 0.64mm D 0.72 mm
Giải:
 Khoảng vân i1 = = 0,8 mm
 Khoảng cách giữa hai vân sáng gần nhau nhất cùng màu với vân trung tâm là
 4,8mm: 2 = 2,4 mm. Trong khoảng đó có 5 vân sáng kể cả hai vân trùng ở hai đầu. Như vậy bức xạ l1 có 4 vân sáng kể cả hai vân hai đầu. Suy ra bức xạ l2 trong khoảng đó có 3 vân sáng kể cả hai vân ở hai đầu. Do đó khoảng vân i2 = 2,4 (mm) : 2 = 1.2 (mm)
 Do vậy l2 = = 0,6mm , Chọn đáp án B