Bài tập Sóng ánh sáng mức độ vận dụng có lời giải (P3)
Đề thi

Bài tập Sóng ánh sáng mức độ vận dụng có lời giải (P3)

A
Admin
Vật lýLớp 1224 lượt thi
20 câu hỏi
1. Trắc nghiệm
1 điểm

Trong thí nghiệm về giao thoa ánh sáng Young, ánh sáng chiếu đến hai khe gồm hai ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ1 = 0,45 μm λ2. Trong khoảng rộng L trên màn qua sát được 35 vạch sáng và 6 vạch tối. Biết hai trong 6 vạch tối đó nằm ngoài cùng khoảng L và tổng số vạch màu của λ1 nhiều hơn tổng số vạch màu của λ2 là 10. Tính λ2

0,54 μm.

0,64 μm.

0,48 μm.

0,75 μm.

Xem đáp án

Cách giải:

Gọi N1 là tổng số bạch màu ứng với bước sóng λ1 và N2 là tổng số vạch màu ừng với bước sóng λ2 quan sát trên khoảng rộng L.

Trong khoảng L quan sát được 6 vạch tối, hai trong 6 vạch tối nằm ngoài cùng khoảng L, các vạch tối cách đều nhau giữa hai vạch tối có 35/5 = 7 vân sáng ứng với hai bức xạ λ1 và λ2

N1 + N2 = 35-5; và N1 – N2 = 10 => N1 = 20; và N2 = 10

Số vân sáng thực ứng với bức xạ λ1 là 20 + 5 = 25 (tính cả các vân trùng)

Số vân sáng thực ứng với bức xạ λ2 là 10 + 5 = 15 (tính cả các vân trùng)

Ta có 

Đáp án D

2. Trắc nghiệm
1 điểm

Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe S1,S2 là 2 mm, khoảng cách từ S1S2 đến màn quan sát là 3 m, bước sóng ánh sáng làm thí nghiệm là 0,5m. Tại điểm M trên màn, có toạ độ xM = 3 mm là vị trí

vân tối bậc 4.

vân sáng bậc 5.

vân tối bậc 5.

vân sáng bậc 4.

Xem đáp án

Cách giải:

Đáp án D

Theo bài ra ta có:

 vậy xM là vân sáng bậc 4

3. Trắc nghiệm
1 điểm

Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng, nguồn sáng phát đồng thời hai bức xạ đơn sắc có bước sóng λ1 = 704 nm và λ2 = 440 nm. Trên màn quan sát, giữa hai vân sáng gần nhau nhất và cùng màu với vân trung tâm, số vân sáng khác màu với vân trung tâm là

13

12

11

10

Xem đáp án

Phương pháp:

Sử dụng lí thuyết về giao thoa Y – âng với nguồn sáng phát đồng thời hai bức xạ đơn sắc

Hai bức xạ trùng nhau: x1 = x2

Vị trí vân sáng: xs = kλD/a

Cách giải:

Vị trí vân trùng của hai bức xạ:

 

=> Vân sáng bậc 5n của λ1  trùng với vân sáng bậc 8n của λ2

Xét hai vân sáng gần nhau nhất và cùng màu với vân trung tâm (n = 0 và n = 1) có: 4 vân sáng của λ1 và 7 vân sáng của λ2 => Số vân sáng khác màu với vân trung tâm là 4 + 7 = 11.

Chọn C

4. Trắc nghiệm
1 điểm

Trong hiện tượng giao thoa sóng nước, hai nguồn A, B cách nhau 20cm dao động cùng biên độ, cùng pha, cùng tần số 50Hz. Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là 1,5m/s. Xét trên đường thẳng xy vuông góc với AB, cách trung trực của AB là 7cm; điểm dao động cực đại trên xy gần A nhất; cách A là:

8,75cm.

14,46cm

10,64cm

5,67cm

Xem đáp án

Cách giải:

λ=vfđiểm M dao động với biên độ cực đại  xét tỉ số 2.73 = 4,6 => điểm dao động cực đại trên xy gần A nhất nằm trên đường k = 4

Ta có

tìm được h = 4,8074cm

Chọn D

5. Trắc nghiệm
1 điểm

Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, biết khoảng cách từ hai khe đến màn là D = 2m; khoảng cách giữa hai khe là a = 2mm. Hai khe được chiếu bằng ánh sáng trắng có bước sóng từ 0,38μm đến 0,76μm. Tại điểm M trên màn cách vân trung tâm 3,3mm có bao nhiêu bức xạ cho vân sáng tại đó?

4

6

5

3

Xem đáp án

Cách giải:

Đáp án A

Ta có

 xét điều kiện

tìm được 4 giá trị k nguyên thoả mãn điều kiện. Chọn A

6. Trắc nghiệm
1 điểm

Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, nguồn sáng phát đồng thời hai bức xạ đơn sắc, trong đó bức xạ màu đỏ có bước sóng λd = 750nm và bức xạ màu lam có bước sóng λl = 450nm. Trên màn quan sát, giữa hai vân sáng gần nhau nhất và cùng màu với vân sáng trung tâm có số vân sáng đơn sắc của hai bức xạ trên là

2 vân đỏ và 4 vân lam

3 vân đỏ và 5 vân lam

4 vân đỏ và 2 vân lam

5 vân đỏ và 3 vân lam

Xem đáp án

Pương pháp:

Sử dụng lí thuyết về bài toán trùng nhau của 2 bức xạ trong giao thoa sóng ánh sáng

Hai bức xạ trùng nhau: x1 = x2

Vị trí vân sáng: xs = kλD/s

Cách giải:

Vị trí vân trùng của hai bức xạ:

 

=> Vân sáng bậc 3n của λ1  trùng với vân sáng bậc 5n của λ2

Xét hai vân sáng gần nhau nhất và cùng màu với vân trung tâm (n = 0 và n = 1) có: 2 vân sáng màu đỏ và 4 vân sáng màu lam

Chọn A

7. Trắc nghiệm
1 điểm

Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng với khe Y- âng, nguồn S cách đều hai khe, khoảng cách giữa hai khe là 1 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 1,2 m. Nguồn S phát ánh sáng tạp sắc gồm hai thành phần đơn sắc có bước sóng 500 nm và 650 nm thì thu được hệ vân giao thoa trên màn. Trên màn xét hai điểm M, N ở cùng một phía so với vân trung tâm, MN vuông góc với hai khe và cách vân trung tâm lần lượt là 2 mm và 8 mm. Trên đoạn MN, số vân sáng quan sát được là

18

17

16

19

Xem đáp án

Phương pháp:

Sử dụng lí thuyết về bài toán trùng nhau của 2 bức xạ trong giao thoa sóng ánh sáng

Hai bức xạ trùng nhau: x1 = x2 <=> k11 = k22

Cách giải:

+ Ta có: i1 = 0,6 mm và i2 = 0,78 mm

+ Vị trí hai bức xạ trùng nhau:

+ Số vân sáng của λ1 = 500 nm trên đoạn MN là:

 có 10 giá trị

 

+ Số vân sáng của λ2 = 650 nm trên đoạn MN là:

có 8 giá trị

+ Số vân sáng trùng của hai bức xạ trên đoạn MN là:

có 1 giá trị

 

+ Số vân sáng quan sát được là: N = N1 + N2 – N0 = 17

Chọn B

8. Trắc nghiệm
1 điểm

Chiếu một tia sáng tổng hợp gồm 4 thành phần đơn sắc đỏ, cam, chàm, tím từ một môi trường trong suốt tới mặt phân cách với không khí. Biết chiết suất của môi trường trong suốt đó đối với các bức xạ này lần lượt là nđ = 1.40, nc = 1.42, nch = 1.46, nt = 1,47 và góc tới i = 450. Số tia sáng đơn sắc được tách ra khỏi tia sáng tổng hợp này là

3

2

1

4

Xem đáp án

Cách giải:

Đáp án C

 sin igh = 1/n; ighđỏ  = 45,580; ighc = 44,670; ighch = 43,320, kết luận chỉ có bức xạ đỏ tách ra khỏi tia sáng tổng hợp

9. Trắc nghiệm
1 điểm

Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng đơn sắc. Trên màn giao thoa trong khoảng giữa hai vân sáng cách nhau 3,0mm có 11 vân sáng khác. Điểm M trên màn giao thoa cách vân sáng trung tâm 0,75mm là vị trí

vân tối thứ 5 (tính từ vân trung tâm)

vân sáng bậc 2

vân sáng bậc 3

vân tối thứ 4 ( tính từ vân trung tâm)

Xem đáp án

Cách giải:

Đáp án C

Ta có tổng số vân là 11+2=13 => 12i=0,3mm; 0,75.123 = 3 => vân sáng bậc 3

10. Trắc nghiệm
1 điểm

Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe được chiếu bằng ánh sáng trắng có bước sóng từ 0,38 µm đến 0,76 µm. Tại vị trí vân sáng bậc 4 của ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,76 µm còn có bao nhiêu vân sáng nữa của các ánh sáng đơn sắc khác?

3.

8.

7.

4.

Xem đáp án

Phương pháp:

Sử dụng lí thuyết về giao thoa ánh sáng trắng

Vị trí vân sáng: xs = kλD/a

Cách giải:

+ Gọi M là vị trí vân sáng bậc 4 của ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,76 µm ta có:

 

+ M còn là vị trí vân sáng của các ánh sáng có bước sóng khác, do đó ta có:

 

Do đó k = 4,5,6,7,8 với k = 4 chính là ánh sáng có bước sóng 0,76 µm

=> Tại M còn 4 vân sáng nữa của các ánh sáng đơn sắc khác

Chọn D

11. Trắc nghiệm
1 điểm

Trong thí nghiệm Young: a = 2mm; D=2,5m. Khe S được chiếu bởi 2 bức xạ có λ1=0,6μm và λ2 chưa biết. Trong một khoảng rộng MN =15mm trên màn đếm được 41 vạch sáng trong đó có 5 vạch sáng là kết quả trùng nhau của hệ vân và 2 trong 5 vạch trùng nhau nằm tại M và N. Bước sóng của bức xạ λ2 là:

0,52μm

0,5μm

0,48μm

0,54μm

Xem đáp án

Phương pháp:

Sử dụng lí thuyết về giao thoa sóng ánh sáng

Khoảng vân: i = λD/a

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

Cách giải:

Khoảng vân của bức xạ 1 là: 

 

Số vân sáng của bức xạ 1 trên đoạn MN là:

 

 

 vân sáng

=> Số vân sáng của bức xạ 2 trên đoạn MN là N2 = N + NTr – N1 = 41 + 5 – 21 = 25 vân sáng

=> Khoảng vân của bức xạ 2 là i2 = MN/24 = 0,625mm

 

Chọn B

12. Trắc nghiệm
1 điểm

Trong một thí nghiệm Y−âng về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe là a = 0,5 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là D = 2 m. Nguồn sáng phát ra ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,5 µm. Trên màn khoảng cách giữa một vân sáng và một vân tối cạnh nhau bằng

2 mm

0,5 mm

4 mm

1 mm

Xem đáp án

Phương pháp

Áp dụng công thức tính khoảng vân trong giao thoa sóng ánh sáng

Cách giải:

ta có khoảng vân i = λDa 

khoảng cách giữa một vân sáng và một vân tối trong giao thoa sóng ánh sáng sáng là một nửa khoảng vân = 1mm

=> Chọn D

13. Trắc nghiệm
1 điểm

Thực hiện thí nghiệm Y−âng về giao thoa với ánh sáng có bước sóng λ. Khoảng cách giữa hai khe hẹp là 1,0 mm. Trên màn quan sát, tại điểm M cách vân trung tâm 4,5 mm có vân sáng bậc 4. Giữ cố định các điều kiện khác, di chuyển dần màn quan sát dọc theo đường thẳng vuông góc với mặt phẳng chứa hai khe ra xa cho đến khi vân giao thoa tại M chuyển thành vân tối lần thứ 2 thì khoảng dịch màn là 0,9 m. Bước sóng λ trong thí nghiệm bằng

0,65 µm

0,75 µm

0,45 µm

0,54 µm

Xem đáp án

Phương pháp giải : Sử dụng lý thuyết về giao thoa sóng ánh sáng

Cách giải:

Ban đầu tại M có vân sáng bậc 4

 

Sau khi dịch mà ra xa => D tăng => i tăng => M chuyển thành vân tối thứ 2 khi đó xM = 2,5i2 thì khoảng dịch là 0,9m

Ta có:

=> Chọn B

14. Trắc nghiệm
1 điểm

Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng a = 3mm; D = 3m, hai khe được chiếu sáng bằng chùm ánh sáng có bước sóng l1 = 0,45µm. Biết độ rộng vùng giao thoa trên màn và nằm đối xứng qua vân sáng chính giữa. Các vị trí hoàn toàn tối trên vùng giao thoa cách vân sáng chính giữa là

0,787 mm; 2,363 mm

1,575mm; 4,725 mm

2,363 mm; 5,125 mm

3,150 mm; 5,875 mm

Xem đáp án

Cách giải:

Trong giao thoa với nhiều ánh sáng đơn sắc, ta chỉ có thể tìm thấy được vân tối hoàn toàn khi vị trí đó là sự trùng nhau của vân tối hai hệ

 

Vị trí trùng nhau lần đầu tiên của hai vân tối ứng với

 , vị trí trùng nhau lần tiếp theo ứng với 

Đáp án B

15. Trắc nghiệm
1 điểm

Thực hiện thí nghiệm Yang về giao thoa với ánh sáng đơn sắc có bước sóng. Khoảng cách giữa hai khe hẹp là 1mm. Trên màn quan sát, tại điểm M cách vân trung tâm 4,2 mm có vân sáng bậc 5. Giữ cố định các điều kiện khác, di chuyển dần màn quan sát dọc theo đường thẳng vuông góc với mặt phẳng chứa hai khe ra xa cho đến khi vân giao thoa tại M chuyển thành vân tối lần thứ hai thì khoảng dịch màn là 0,6 m. Tính bước sóng λ

0,6µm

0,5 µm

0,4 µm

0,7 µm

Xem đáp án

Cách giải:

Khi dịch chuyển màn ra xa thì khoảng vân sẽ tăng do vậy bậc của vân sẽ giảm xuống, M trở thành vân tối hai lần thì lần cuối cùng ứng với vân tối bậc 4, ta có:

Thay vào phương trình thứ nhất

Đáp án A

16. Trắc nghiệm
1 điểm

Chiếu một chum ánh sáng trắng hẹp song song đi từ không khí vào một bể nước dưới góc tới i = 300, chiều sâu của bể nước là h = 1m. Biết chiết suất của nước đối với tia tím và tia đỏ lần lượt là 1,34 và 1,33. Độ rộng của dải màu cầu vồng hiện trên đáy bể là:

2,12 mm.

11,15 mm.

4,04 mm.

3,52 mm.

Xem đáp án

Cách giải:

Áp dụng định luật khúc xạ ánh sáng ta có:

sin i = nđsinrđ => sin rđ = sin i/nđ = 0,3759 => rđ = 22,0820

sin i = ntsinrt => sin rt = sin i/nt = 0,373 => rt = 21,9090

=>Bề rộng dải quang phổ dưới đáy bể là: L = h(tan rđ – tan rt) = 3,52.10-3 (m) = 3,52 mm

=>Chọn D

17. Trắc nghiệm
1 điểm

Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng bằng khe Young khoảng cách giữa hai khe sáng là 1 mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là 2 m. Bước sóng ánh sáng dùng trong thí nghiệm là 0,5 μm. Khoảng cách từ vân sáng bậc 2 đến vân tối thứ 5 cùng phia so với vân trung tâm là:

2,0 mm.

3,0 mm.

3,5 mm.

2,5 mm.

Xem đáp án

Cách giải:

+ Khoảng vân thu được trên màn: i = λDa = 0,5.21 = 1(mm) 

=> Khoảng cách từ vân sáng bậc 2 đến vân tối thứ 5 là: d = 4,5i – 2i = 2,5i = 2,5 mm

=> Chọn D

18. Trắc nghiệm
1 điểm

Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng, biết D = 2m; a = 2mm. Hai khe được chiếu bằng ánh sáng trắng (có bước sóng từ 0,4 μm đến 0,75 μm). Tại điểm trên màn quan sát cách vân trắng chính giữa 3,3 mm có bao nhiêu bức xạ cho vân sáng tại đó?

3.

4.

5.

6.

Xem đáp án

Cách giải:

+ M cách vân trung tâm đoạn 3,3mm là vị trí vân sáng

 

λ nằm trong khoảng từ 0,4 μm đến 0,75μm

=> k: 5,6,7,8 => Có 4 bức xạ cho vân sáng tại M => Chọn B

19. Trắc nghiệm
1 điểm

Trong thí nghiệm Yuong về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe a = 0,35 mm, khoảng cách từ hai khe đến màn quan sát D = 1,5 m, bước sóng ánh sáng trong thì nghiệm λ = 0,7 μm. Khoảng cách giữa hai vân sáng liên tiếp là 

2 mm

1,5 mm.

3 mm.

4 mm

Xem đáp án

Cách giải:

Khoảng cách giữa hai vân sáng liên tiếp

 

=> Chọn C

20. Trắc nghiệm
1 điểm

Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa với ánh sáng đơn sắc, màn quan sát cách mặt phẳng chứa hai khe hẹp một khoảng không đổi D, a là khoảng cách giữa hai khe hẹp thay đổi được. Xét điểm M trên màn lúc đầu là vân sáng bậc 4. Nếu giảm hoặc tăng khoảng cách giữa hai khe hẹp một lượng α thì tại M là vân sáng bậc k và vân sáng bậc 3k. Nếu tăng khoảng cách giữa hai khe hẹp thêm một lượng 2 thì tại M là

vân tối thứ 9.

vân sáng bậc 8.

vân sáng bậc 9.

vân tối thứ 7.

Xem đáp án

Cách giải:

Theo bài ra ta có

Đáp án B