197 Bài tập Sóng ánh sáng ôn thi THPT Quốc gia cực hay có lời giải (P2)

Đáp án B

Phương pháp: Sử dụng công thức về vị trí vân sáng trong thí nghiệm giao thoa khe Yang

Cách giải: Vị trí vân sáng thỏa mãn điều kiện:

Do ở cùng 1 vị trí x mà có nhiều vân sáng thì ta có

Mà 

Thay số vào ta có:

Ta sử dụng phương pháp thử các giá trị của k vào, vì k nguyên, ta lần lượt thay các giá trị k2 và tìm k₁, sao cho k₁ ≠ k₂.

Ta có bảng:

Với k₂ = 4; k₁ = 3 thì λ₂ = 435nm ; k₁ = 5 thì λ₂ = 725nm

Với k₂ = 5; k₁ = 4 thì λ₂ = 464nm; k₁ = 6 thì λ₂ = 696nm

Vậy chon giá trị λ₂ = 725nm. 

Đáp án D

Phương pháp: Coi sự giao thoa trùng vân giống như giao thoa ánh sáng đơn sắc, ta đi tìm khoảng vân trùng nhau.

Cách giải:

Vị trí vân sáng và vân tối thỏa mãn điều kiện :

Vì vân sáng trùng với vị trí vân tối nên ta có:

Coi đây là hiện tượng giao thoa với khoảng vân trùng nhau là:

Số vân trùng nhau trong khoảng MN thỏa mãn điều kiện :

Vậy có 15 giá trị k thỏa mãn

Đáp án D

Phương pháp: Sử dụng công thức tính độ rộng dải quang phổ qua bản mặt song song

Cách giải:

Công thức tính độ rộng quang phổ qua bản mặt song song là:

Theo công thức khúc xạ ánh sáng ta có:

Thay số từ đề bài ta tìm được bề rộng quang phổ là L = 0,0146cm

Đáp án D

Phương pháp: sử dụng công thức tính khoảng vân và công thức xác định vị trí vân sáng

Cách giải:

Khoảng vân  là:

Tại vị trí: x = 2,4mm = 2i => Tại M là vân sáng bậc 2.

Đáp án A

Đáp án C

Đáp án A

Đáp án A

Phương pháp: Áp dụng công thức tính vận tốc ánh sáng đi qua môi trường có chiết suất khác nhau

Cách giải: 

Vận tốc truyền của ánh sáng tím trong thủy tinh Flin là

Đáp án A

Phương pháp: Công thức tính số vân sáng trên bề rộng miền giao thoa L:

Cách giải:

  + Khoảng vân  Số vân sáng của bức xạ λ₁ là:

  Khoảng vân   Số vân sáng của bức xạ λ₂ là:

  Vị trí vân sáng của hai bức xạ λ₁ và λ₂ trùng nhau thoả mãn:

=> Khoảng vân trùng:

=> Số vân sáng trùng nhau của hai bức xạ là:

Vậy số vạch màu quan sát được trên vùng giao thoa: N = N₁ + N₂ – N_T = 31+21 – 11 = 41 vạch

Đáp án D

Tia hồng ngoại có bước sóng lớn hơn tia tử ngoại

Đáp án D

Phương pháp: sử dụng định luật khúc xạ ánh sáng và phản xạ ánh sáng

Cách giải: Áp dụng công thức định luật khúc xạ ánh sáng: khi ánh sáng chiếu từ không khí vào nước:

Từ hình vẽ ta thấy khi ở đáy nước, ánh sáng phản xạ lại, góc phản xạ bằng góc tới bằng góc khúc xạ. Tại vị trí tia sáng trong nước khúc xạ ra ngoài không khí ta có

Vậy góc ló là bằng nhau và bằng góc tới ban đầu i.

Đáp án C

Phương pháp: Áp dụng công thức tính khoảng vân

Cách giải: Áp dụng công thức:

Đáp án B

Phương pháp: Sử dụng điều kiện vân sáng tối trong giao thoa khe Yang

Cách giải: Khi ta thay đổi khoảng cách từ hai khe đến màn làm thay đổi khoảng vân I, do đó tại M lần lượt sẽ chuyển thành vân tối, sáng. Điều kiện để tại M là vân tối là:

Suy ra khoảng cách D được xác định là:

Ta xét điểm M thỏa mãn điều kiện là vân tối, và khoảng cách D thay đổi từ giá trị 3 m đến 2m. suy ra điều kiện với D là:

Vì k là số nguyên nên có các giá trị k thỏa mãn là: k = 8,9,10,11,12.

Có 5 giá trị thỏa mãn, tức là có 5 lần M trở thành vân tối.

Đáp án C

Phương pháp: Điều kiện xảy ra hiện tượng quang điện

Cách giải: Giới hạn quang điện của kim loại:

Bước sóng của ánh sáng tím và lam đều nhỏ hơn giới hạn quang điện => khi chiếu vào kim loại đều gây ra hiện tượng quang điện.

Đáp án C

Phương pháp: Công thức xác định độ tụ của thấu kính:

Cách giải:

Để điểm hội tụ càng gần thấu kính thì D càng lớn hay f càng nhỏ => chiết suất n của thấu kính càng lớn. Trong chùm ánh sáng trắng chiết suất của thấu kính đối với tia tím lớn nhất, tia đỏ là nhỏ nhất.

=> điểm hội tụ gần thấu kính nhất sẽ là điểm hội tụ của ánh sáng màu tím.

Đáp án A

Khi ta nghiên cứu quang phổ vạch của một vật bị kích thích phát quang, dựa vào vị trí các vạch người ta biết được các nguyên tố hóa học cấu thành vật đó.

Đáp án B

Phương pháp: Định luật khúc xạ ánh sáng n₁sini = n₂sinr

Cách giải:

Áp dụng định luật khúc xạ với tia đỏ và tia tím: 

Độ rộng vệt sáng dưới đáy bể là:

Để hai vệt sáng đỏ và tím ở đáy bể hoàn toàn tách rời nhau thì độ rộng của chùm sáng không vượt quá giá trị:

Đáp án D

Tần số giảm dần tương ứng với bước sóng tăng dần.

Trong thang sóng điện từ, các bức xạ được sắp xếp theo thứ tự tần số giảm dần là: tia Rơn ghen, tia tử ngoại, ánh sáng tím, tia hồng ngoại.

Đáp án D

Sắp xếp các bước sóng theo thứ tự tăng dần: bức xạ tử ngoại, ánh sáng lam, ánh sáng đỏ, bức xạ hồng ngoại.

(λ₁, λ₃, λ₂, λ₄)

Đáp án D

Ta có:

Đáp án A

Ta có

Đáp án A

+ Lần thứ nhất: Ánh sáng dùng trong thí nghiệm có hai loại bức xạ λ₁ = 0,5µm và λ₂

 - Trong khoảng giữa hai vân sáng cùng màu với vạch sáng trung tâm có 4 vạch màu của λ₂ => vị trí vân trùng của 2 bức xạ ứng với vị trí vân sáng bậc 5 của λ₂ :

- Mà

+ Lần thứ 2: Ánh sáng dùng trong thí nghiệm có ba loại bức xạ λ₁ = 0,5µm

 - Vị trí vân sáng trùng nhau của 3 bức xạ thoả mãn:

- BCNN(5;6;7) 

 - Trong khoảng giữa 2 vạch sáng gần nhau nhất và cùng màu với vạch sáng trung tâm (n = 0; n = 1) có tổng 41 vân sáng của λ₁; 29 vân sáng của λ₁; 34 vân sáng của λ₃

=> Tổng số vân sáng của 3 bức xạ là: N = 41 + 29 + 34 = 104 vân. (*)

 - Số vân sáng trùng nhau của hai bức xạ λ₁ và λ₂:

Ta có: 

Trong khoảng giữa 2 vạch sáng gần nhau nhất và cùng màu với vạch sáng trung tâm (n = 0; n = 1) có 5 vân trùng nhau của hai bức xạ λ₁ và λ₂ (ứng với n₁ = 1; 2; 3; 4; 5). (**)

- Số vân sáng trùng nhau của hai bức xạ λ₁ và λ₃:

Ta có:

Trong khoảng giữa 2 vạch sáng gần nhau nhất và cùng màu với vạch sáng trung tâm (n = 0; n = 1) có 6 vân trùng nhau của hai bức xạ λ₁ và λ₃ (ứng với n₂ = 1; 2; 3; 4; 5; 6). (***)

- Số vân sáng trùng nhau của hai bức xạ λ₂ và λ₃:

Ta có:

Trong khoảng giữa 2 vạch sáng gần nhau nhất và cùng màu với vạch sáng trung tâm (n = 0; n = 1) có 4 vân trùng nhau của hai bức xạ λ₂ và λ₃ (ứng với n₃ = 1; 2; 3; 4). (****)

Từ (*),(**),(***),(****) => số vạch sáng đơn sắc quan sát được: Ns = N – 2(5 + 6 + 4) = 104 – 30 = 74.

Đáp án C

Đáp án B

Đáp án D

Đáp án A

Vì bước sóng của ánh sáng vàng dài hơn bước sóng của ánh sáng lam. Mà khoảng vân có công thức tính:

nên khoảng vân I tỉ lệ thuận với bước sóng. Vì vậy thay ánh sáng lam bằng ánh sáng vàng thì khoảng vân tăng lên.

Đáp án B

Khoảng vân của ánh sáng 1 là: 

Khoảng vân của ánh sáng 2 là:

Khi trên màn quan sát thấy vân tối thì đó là vân tối trùng nhau của hai ánh sáng 1 và 2.

Xét tỉ số:

Chuyển bài toán thành bài toán giao thoa với ánh sáng có bước sóng I’=0,63.9=5,67mm

Trong miền L = 18mm có số vân tối là:

Vậy nếu ở hai đầu là vân tối thì số vân tối nhiều nhất có thể là 4 vân.

Đáp án C

Vân sáng bậc 3 cách vân trung tâm 2,4mm => Khoảng vân 

Nên áp dụng công thức tính khoảng vân ta có:

Đáp án B

Đáp án D

Đáp án D

ánh sáng khả kiến có bước sóng từ 0,38μm -0,76μm.

Ánh sáng từ ngoại có bước sóng cỡ 10^-8 m đến 0,38μm