Tổng hợp lý thuyết chuyên đề Giao thoa ánh sáng đơn sắc và bài tập rèn luyện

  1. Tác giả: LTTK CTV
    Đánh giá: ✪ ✪ ✪ ✪ ✪
    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. Tổng số vân sáng và vân tối có trong miền giao thoa là
    • 21 vân.
    • 15 vân.
    • 17 vân.
    • 19 vân.
    Hướng dẫn giải:

    \(i = \frac{\lambda D}{a}= \frac{0,6.2,5}{1}=1,5 mm.\)
    Số vân sáng quan sát trên màn
    \(N_s = 2.[\frac{L}{2i}]+1=2.4+1 = 9.\)
    Số vân tối quan sát trên màn
    \(N_t = 2[\frac{L}{2i}+0,5]=2.4 = 8.\)
    Tổng số vân sáng và vân tối là
    \(N = N_t + N_s = 9+8 = 17.\)
     
  2. Tác giả: LTTK CTV
    Đánh giá: ✪ ✪ ✪ ✪ ✪
    Trong thí nghiệm Y - âng về giao thoa ánh sáng, người ta đo được khoảng vân là $1,12.10^3$ μm. Xét hai điểm M và N cùng ở một phía với vân sáng chính giữa O, $OM = 0,56.10^4$ μm và $ON = 1,288.10^4$ . Giữa M và N có số vân sáng là
    • 8.
    • 7.
    • 6.
    • 5.
    Hướng dẫn giải:

    Số vân sáng giữa M và N là
    \( OM < x_s < ON\)
    => \(0,56.10^4 < ki < 1,288.10^4\)
    => \(5 < k < 11,5\)
    => \(k = 6,7,8,9,10,11.\)
    Vậy có 6 vân sáng.
     
  3. Tác giả: LTTK CTV
    Đánh giá: ✪ ✪ ✪ ✪ ✪
    Trong thí nghiệm Y - âng về giao thoa, trên một đoạn nào đó trên màn người ta đếm được 12 vân sáng khi dùng ánh sáng có bước sóng 600 nm. Nếu dùng ánh sáng có bước sóng 400 nm thì số vân quan sát được trên đoạn đó là
    • 12.
    • 18.
    • 24.
    • 30.
    Hướng dẫn giải:

    Trong cùng một đoạn nào đó
    \(i_1 = \frac{\lambda_1 D}{a}\)
    \(i_2 = \frac{\lambda_2 D}{a}\)
    \(\frac{i_1}{i_2}=\frac{N_{s2}}{N_{s1}}= \frac{6}{4}= \frac{3}{2}\\ \)
    \(=> N_{s2}= \frac{3}{2}.12= 18.\)
     
  4. Tác giả: LTTK CTV
    Đánh giá: ✪ ✪ ✪ ✪ ✪
    Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng của Y - âng trong không khí, hai nguồn cách nhau 3 mm được chiếu bằng ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,60 μm, màn quan cách hai khe 2 m. Sau đó đặt toàn bộ thí nghiệm vào trong nước có chiết suất 4/3, khoảng vân quan sát trên màn là
    • 0,3 mm.
    • 0,4 m.
    • 0,3 m.
    • 0,4 mm.
    Hướng dẫn giải:

    Bước sóng của ánh sáng sẽ bị giảm n lần khi đang chiếu trong không khí đặt vào môi trường có chiết suất n.
    \(\lambda' = \frac{\lambda}{n}. \)
    \(i' = \frac{\lambda'D}{a}= \frac{0,6.2}{3.4/3}= 0,3mm.\)
     
  5. Tác giả: LTTK CTV
    Đánh giá: ✪ ✪ ✪ ✪ ✪
    Trong một thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng, hai khe hẹp S1, S2 cách nhau một khoảng a = 1,2 mm. Màn E để hứng vân giao thoa ở cách mặt phẳng chứa hai khe một khoảng D = 0,9 m. Người ta quan sát được 9 vân sáng, khoảng cách giữa hai vân sáng ngoài cùng là 3,6 mm. Tần số của bức xạ sử dụng trong thí nghiệm này là
    • $f = 5.10^{12}$ Hz.
    • $f = 5.10^{13}$ Hz.
    • $f = 5.10^{14}$ Hz.
    • $f = 5.10^{15}$ Hz.
    Hướng dẫn giải:

    Có 9 vân sáng trên màn, khoảng cách giữa hai vân sáng ngoài cùng là
    \((9-1)i= 3,6=> i = 0,45mm.\)
    \(\lambda = \frac{ai}{D}= \frac{1,2.0,45}{2}= 0,6\mu m.\)
    \(f = \frac{c}{\lambda}= 5.10^{14}Hz. \)
     
  6. Tác giả: LTTK CTV
    Đánh giá: ✪ ✪ ✪ ✪ ✪
  7. Tác giả: LTTK CTV
    Đánh giá: ✪ ✪ ✪ ✪ ✪
    Trong thí nghiệm với khe Y - âng, nếu dùng ánh sáng tím có bước sóng 0,4 \(\mu m\) thì khoảng vân đo được là 0,2 mm. Hỏi nếu dùng ánh sáng đỏ có bước sóng 0,7 \(\mu m\) thì khoảng vân đo được sẽ là bao nhiêu ?
    • 0,3 mm.
    • 0,35 mm.
    • 0,4 mm.
    • 0, 45mm.
    Hướng dẫn giải:

    Khoảng vân
    \(i_1 = \frac{\lambda_1 D}{a} , i_2 = \frac{\lambda_2 D}{a} \)
    => \(\frac{i_1}{i_2}=\frac{\lambda _1}{\lambda_2}= \frac{4}{7}=> i_2 = \frac{7}{4}i_1=0,35 mm.\)
     
  8. Tác giả: LTTK CTV
    Đánh giá: ✪ ✪ ✪ ✪ ✪
  9. Tác giả: LTTK CTV
    Đánh giá: ✪ ✪ ✪ ✪ ✪
    Thực hiện thí nghiệm Y - âng về giao thoa với ánh sáng đơn sắc màu lam, ta quan sát được hệ vân giao thoa trên màn. Nếu thay ánh sáng màu lam bằng ánh sáng đơn sắc màu vàng và các điều kiện khác của thí nghiệm được giữ nguyên thì
    • khoảng vân giảm xuống.
    • khoảng vân tăng thêm.
    • khoảng vân không đổi.
    • vị trí vân trung thâm thay đổi.
    Hướng dẫn giải:

    \(i = \frac{\lambda D}{a}.\)
    Thay \(\lambda_{lam}\) bằng \(\lambda_{đỏ}\)
    \(\lambda_{đỏ}>\lambda_{lam}\), giữ nguyên D, a => \(i \uparrow\).
     
  10. Tác giả: LTTK CTV
    Đánh giá: ✪ ✪ ✪ ✪ ✪
    Trong thí nghiệm Y - âng về giao thoa ánh sáng, hai khe được chiếu bằng ánh sáng đơn sắc có bước sóng \(\lambda\). Nếu tại điểm M trên màn quan sát có vân tối thứ ba (tính từ vân sáng trung tâm) thì hiệu đường đi của ánh sáng từ hai khe S1, S2 đến M có độ lớn bằng
    • \(2\lambda.\)
    • \(1,5\lambda.\)
    • \(3\lambda.\)
    • \(2,5 \lambda.\)
    Hướng dẫn giải:

    Xây dựng từ phần lý thuyết, hiệu đường đi của ánh sáng từ hai khe đến vân tối thứ \(k+1\) là
    \(d_2-d_1 = (k+0,5)\lambda.\)
    Áp dụng với \(k+1 = 3\) => \(d_2-d_1 = (2+0,5)\lambda = 2,5 \lambda.\)