Bài tập Sóng ánh sáng mức độ vận dụng có lời giải (P1)

Phương pháp:

- Khi ánh sáng truyền trong nước bước sóng giảm đi  và có giá trị: $\lambda \text{'} = \frac{\lambda }{n}$ 

 -   Áp dụng công thức tính khoảng vân trong giao thoa ánh sáng: i = $\lambda \frac{D}{a}$

Cách giải:

Khi thực hiện giao thoa ánh sáng trong nước ta có khoảng vân i’ được xác định bởi biểu thức:

$i = \frac{\lambda \text{'}D}{a} = \frac{\lambda D}{na}$

Vậy khi rút hết nước trong bể ta có:

Đáp án C

Phương pháp: Sử dụng công thức tính sai số trong thực hành thí nghiệm

Cách giải: Khoảng cách giữa 10 vân sáng liên tiếp bằng 9i

Bước sóng: 

Sai số: 

=> Bước sóng bằng: 0,60 ± 0,04 µm

Đáp án D

Cách giải:

Ban đầu:  0,7 = $\frac{{∆}_{k}D}{a}$ 

Sau khi dịch chuyển màn: 0,84 = $\frac{{∆}_k(D+0,4)}{a}$

Trừ hai phương trình cho nhau ta được: 

Đáp án C

Cách giải: Đáp án D

Bước sóng của sóng  $\lambda = \frac{v}{f} = \frac{10}{2,5} = 4 cm$

+ Với Q là điểm dao động với biên độ cực đại trên My và xa M nhất => M phải thuộc dãy cực đại ứng với k = 1

+ Trên AB các cực đại liên tiếp cách nhau $0,5\lambda$ 

Xét tỉ số 

=> P gần M nhất ứng với cực đại

+ Xét điểm Q, ta có: 

với

=> h = MQ = 53,73  cm

Tương tự như thế cho điểm P ta cũng tìm được h = MP = 10,31 cm => $∆$h = 43,42 cm 

Đáp án D

Cách giải: Đáp án C

+ Trên miền giao thoa quan sát được 12 vân sáng của λ₁, 6 vân sáng của λ₂ và đếm được tổng cộng có 25 vân sáng.

Có  vị trí trùng nhau, trong đó có 1 vị trí là vân trung tâm.

+ Số vị trí thực tế cho vân sáng của bức xạ λ₁ là 12 + 7 = 19 , số vị trí thực tế cho vân sáng của bức xạ λ₂ là

Vị trí rìa của trường giao thoa ứng với vân sáng bậc 9 của bức xạ λ₁ và bậc 6 của bức xạ λ₂

$\frac{{\lambda }_1}{{\lambda }_2} = \frac{6}{9} = \frac{2}{3}$ 

Phương pháp: Sử dụng lí thuyết về giao thoa ánh sáng

Cách giải:

Đáp án B

- Vị trí trùng nhau của 3 bức xạ:

Trong khoảng giữa hai vân sáng cùng màu với vân trung tâm có 11 vân sáng của bức xạ 1; 8 vân sáng của bức xạ 2 và 7 vân sáng của bức xạ 3.

- Số vân sáng trùng nhau của ${\lambda }_1 và {\lambda }_{2_{}}$:

=> Trong khoảng giữa hai vân sáng liên tiếp có màu giống vân trung tâm có 2 vân trùng nhau của λ₁ và λ₂ (ứng với n₁ = 1; 2)

- Số vân sáng trùng nhau của ${\lambda }_1 và {\lambda }_3$: 

=> Trong khoảng giữa hai vân sáng liên tiếp có màu giống vân trung tâm có 3 vân trùng nhau của λ₁ và λ₂ (ứng với n₂ = 1; 2; 3)

- Số vân sáng trùng nhau của ${\lambda }_2 và {\lambda }_3$: 

=> Trong khoảng giữa hai vân sáng liên tiếp có màu giống vân trung tâm không có vân trùng nhau của λ₂ và λ₃

-   Vân sáng của hai bức xạ trùng nhau ta chỉ tính là 1 => Số vân sáng quan sát được:

N = 11 + 8 + 7 – 5 = 21

Phương pháp: Sử dụng công thức tính khoảng vân và sai số trong thực hành thí nghiệm

Cách giải:

Ta có:

Bước sóng trung bình: 

Có:

Đáp án D

Phương pháp:

sử dụng điều kiện vân sáng, điều kiện chồng chập vân

Cách giải:

Điều kiện để 1 vị trí có hai quang phổ bậc k và bậc k+1 chồng chập lên nhau là :

Vì k nguyên nên chọn k =2. Hiện tượng chồng chập diễn ra khi k = 2 và 3.

Đáp án B

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

Cách giải: Khoảng vân là: i = $\frac{\lambda D}{a} = 1 mm$      

Vân sáng có vị trí x = ki

Vân tối có vị trí (k’ + 1/2) i

Vậy khoảng cách từ vân sáng bậc 1 và vân tối thứ 3  ở cùng 1 phía so với vân trung tâm là  

Đáp án D

Phương pháp:

sử dụng công thức tính khoảng vân và vị trí vân sáng

Cách giải:

Áp dụng công thức tính vị trí vân sáng:

Vậy M trở thành vân sáng bậc 8

Đáp án A

Phương pháp: sử dụng công thức tính vân sáng, tối

Cách giải:

Khoảng cách giữa hai vân tối cạnh nhau là I’. Vị trí các vân tối trùng nhau là x = $(k +\hspace{0.17em} \frac{1}{2})i\text{'}$ 

Giả sử với k = 1, ta có vị trí hai vân tối liền kề là: 7,5i₂ và 12,5i₂ , trong khoảng đó có vân sáng bậc 8, bậc 9, bậc 10, bậc 11, bậc 12 của bức xạ 2.

Đó cũng là vị trí ứng với 4,5i₁ đến 7,5 i₁, trong khoảng này có vân sáng bậc 5, bậc 6, bậc 7 của bức xạ 1.

Chú ý rằng vân sáng bậc 10 của bức xạ 2 trùng với vân sáng bậc 6 của bức xạ 1, nên chỉ có các vân đơn sắc bậc 8,9,11,12 của bức xạ lam, vân sáng bậc 5, bậc 7 của bức xạ đỏ.

Vây có 4 vân lam và 2 vân đỏ.

Đáp án C