100 câu trắc nghiệm Sóng ánh sáng có lời giải chi tiết (nâng cao) - Vật Lí lớp 12

---

100 câu trắc nghiệm Sóng ánh sáng có lời giải chi tiết (nâng cao)

Với 100 câu trắc nghiệm Sóng ánh sáng có lời giải chi tiết (nâng cao) Vật Lí lớp 12 tổng hợp 100 bài tập trắc nghiệm có lời giải chi tiết sẽ giúp học sinh ôn tập, biết cách làm dạng bài tập Sóng ánh sáng từ đó đạt điểm cao trong bài thi môn Vật Lí lớp 12.

100 câu trắc nghiệm Sóng ánh sáng có lời giải chi tiết (nâng cao - phần 1)

Bài 1: Trong thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe sáng là 0,2 mm, khoảng cách từ hai khe sáng đến màn ảnh là D = 1 m, khoảng vân đo được là i = 2 mm. Bước sóng của ánh sáng là:

A. 0,4 μm.       B. 4 μm.

C. 0,4.10^-3 μm.       D. 0,4.10^-4 μm.

Lời giải:

Chọn A.

Ta có:

Bài 2: Trong thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng, biết a = 0,4 mm, D = 1,2 m, nguồn S phát ra bức xạ đơn sắc có λ = 600 nm. Khoảng cách giữa 2 vân sáng liên tiếp trên màn là:

A. 1,6 mm.       B. 1,2 mm.

C. 1,8 mm.       D. 1,4 mm.

Lời giải:

Chọn C.

Khoảng cách giữa 2 vân sáng liên tiếp trên màn là:

Bài 3: Trong thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng, các khe sáng được chiếu bằng ánh sáng đơn sắc. Khoảng cách giữa hai khe là 2 mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là 4 m. Khoảng cách giữa 5 vân sáng liên tiếp đo được là 4,8 mm. Toạ độ của vân sáng bậc 3 là:

A. ± 9,6 mm.       B. ± 4,8 mm.

C. ± 3,6 mm.       D. ± 2,4 mm.

Lời giải:

Chọn C.

Khoảng cách giữa 5 vân sáng liên tiếp đo được là 4,8 mm tức là:

4i = 4,8mm ⇒ i = 1,2mm.

Toạ độ của vân sáng bậc 3 là:

x = ± 3i = ± 3.1,2. = ± 3,6mm.

Bài 4: Trong thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng khoảng cách giữa hai khe là a = 1,5 mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là D = 3 m, người ta đo được khoảng cách giữa vân sáng bậc 2 đến vân sáng bậc 5 ở cùng phía với nhau so với vân sáng trung tâm là 3 mm. Tìm bước sóng của ánh sáng dùng trong thí nghiệm.

A. λ = 0,2 μm.       B. λ = 0,4 μm.

C. λ = 0,5 μm.       D. λ = 0,6 μm.

Lời giải:

Chọn C.

Khoảng cách giữa vân sáng bậc 2 đến vân sáng bậc 5 ở cùng phía với nhau so với vân sáng trung tâm là 3 mm tức là: x₅ - x₂ = 3mm ⇔ 3i = 3mm ⇔ i = 1mm.

Bước sóng của ánh sáng dùng trong thí nghiệm là:

Bài 5: Trong một thí nghiệm về giao thoa ánh sáng. Hai khe I-âng cách nhau 3 mm, hình ảnh giao thoa được hứng trên màn ảnh trên cách hai khe 3 m. Sử dụng ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ, khoảng cách giữa 9 vân sáng liên tiếp đo được là 4mm. Bước sóng của ánh sáng đó là:

A. λ = 0,4 μm.       B. λ = 0,5 μm.

C. λ = 0,55 μm.       D. λ = 0,6 μm.

Lời giải:

Chọn B.

Khoảng cách giữa 9 vân sáng liên tiếp đo được là 4mm tức là:

8i = 4mm ⇒ i = 0,5mm.

Bước sóng của ánh sáng dùng trong thí nghiệm là:

Bài 6: Thí nghiệm giao thoa ánh sáng có bước sóng λ, với hai khe I-âng cách nhau 3 mm. Hiện tượng giao thoa được quan sát trên một màn ảnh song song với hai khe và cách hai khe một khoảng D. Nếu ta dời màn ra xa thêm 0,6 m thì khoảng vân tăng thêm 0,12 mm. Bước sóng λ có giá trị là:

A. 0,40 μm.       B. 0,60 μm.

C. 0,50 μm.       D. 0,56 μm.

Lời giải:

Chọn B.

Ta có: i = λD/a

Khi dời màn ra xa thêm 0,6 m thì khoảng vân tăng thêm 0,12 mm tức là:

Hay 0,12mm = λ.0,6/a → λ = 0,6μm.

Bài 7: Trong thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng đơn sắc, khoảng cách giữa hai vân sáng liên tiếp trên màn bằng 2 mm. Tại điểm M có toạ độ 15,5 mm có vị trí:

A. thuộc vân tối thứ 8.

B. nằm chính giữa vân tối thứ 8 và vân sáng bậc 8.

C. thuộc vân sáng bậc 8.

D. nằm chính giữa vân tối thứ 7 và vân sáng bậc 8.

Lời giải:

Chọn B.

Khoảng cách giữa hai vân sáng liên tiếp trên màn bằng 2 mm.

⇒ i = 2mm.

Ta có: 15,5mm = 7,75i = 7,5i + 0,25i.

Tại vị trí các vân trung tâm 7,5i là vân tối thứ 8.

Vậy tại điểm M có toạ độ 15,5 mm có vị trí nằm chính giữa vân tối thứ 8 và vân sáng bậc 8.

Bài 8: Trong thí nghiệm I-âng về giao thoa của ánh sáng đơn sắc, hai khe hẹp cách nhau 1 mm, mặt phẳng chứa hai khe cách màn quan sát 1,5 m. Khoảng cách giữa 5 vân sáng liên tiếp là 3,6 mm. Bước sóng của ánh sáng dùng trong thí nghiệm này bằng:

A. 0,48 μm.       B. 0,40 μm.

C. 0,60 μm.       D. 0,76 μm.

Lời giải:

Chọn C.

Khoảng cách giữa 5 vân sáng liên tiếp là 3,6 mm tức là: 4i = 3,6mm.

⇒ i = 0,9mm.

Bước sóng của ánh sáng dùng trong thí nghiệm là:

Bài 9: Trong thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe hẹp cách nhau một khoảng a = 0,5 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là D = 1,5 m. Hai khe được chiếu bằng bức xạ có bước sóng λ = 0,6 μm. Trên màn thu được hình ảnh giao thoa. Tại điểm M trên màn cách vân sáng trung tâm (chính giữa) một khoảng 5,4 mm có vân sáng bậc (thứ):

A. 3.       B. 6.       C. 2.       D. 4.

Lời giải:

Chọn A.

Ta có:

Tại điểm M trên màn cách vân sáng trung tâm (chính giữa) một khoảng 5,4 mm có vân sáng bậc:

x = ki ⇒ k = x/i = 5,4/1,8 = 3.

Bài 10: Trong thí nghiệm I-âng về giao thoa với ánh sáng đơn sắc, khoảng cách giữa hai khe là 1 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 2m và khoảng vân là 0,8 mm. Cho c = 3.10⁸ m/s. Tần số ánh sáng đơn sắc dùng trong thí nghiệm là:

A. 5,5.10¹⁴ Hz.       B. 4,5.10¹⁴ Hz.

C. 7,5.10¹⁴ Hz.       D. 6,5.10¹⁴ Hz.

Lời giải:

Chọn C.

Bước sóng của ánh sáng dùng trong thí nghiệm là:

Bài 11: Trong thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe là 0,5 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn là 2 m. Ánh sáng đơn sắc dùng trong thí nghiệm có bước sóng 0,5 μm. Vùng giao thoa trên màn rộng 26 mm (vân trung tâm ở chính giữa). Số vân sáng là:

A. 15.       B. 17.       C. 13.       D. 11.

Lời giải:

Chọn C.

Ta có: i = λD/a = 2mm.

Số vân sáng trên màn là:

⇒ Có 13 giá trị của k thỏa mãn.

Vậy trên màn có 13 vân sáng.

Bài 12: Trong thí nghiệm I-âng về giao thoa với nguồn sáng đơn sắc, hệ vân trên màn có khoảng vân i. Nếu khoảng cách giữa hai khe còn một nửa và khoảng cách từ hai khe đến màn gấp đôi so với ban đầu thì khoảng vân giao thoa trên màn:

A. giảm đi bốn lần.

B. không đổi.

C. tăng lên hai lần.

D. tăng lên bốn lần.

Lời giải:

Chọn D.

Ta có: i = λD/a

Nếu khoảng cách giữa hai khe còn một nửa và khoảng cách từ hai khe đến màn gấp đôi so với ban đầu thì khoảng vân giao thoa trên màn là:

Bài 13: Trong thí nghiệm I-âng về giao thoa với ánh sáng đơn sắc, khoảng cách giữa hai khe là 1 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn là 2m. Trong hệ vân trên màn, vân sáng bậc 3 cách vân trung tâm 2,4 mm. Bước sóng của ánh sáng đơn sắc dùng trong thí nghiệm là:

A. 0,5 μm.       B. 0,7 μm.

C. 0,4 μm.       D. 0,6 μm.

Lời giải:

Chọn C.

Vân sáng bậc 3 cách vân trung tâm 2,4 mm tức là:

x₀₊₃ - x₀ = 2,4mm ⇔ 3i = 2,4mm ⇒ i = 0,8mm.

Bước sóng của ánh sáng đơn sắc dùng trong thí nghiệm là:

Bài 14: Trong thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe được chiếu bằng ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ. 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:

A. 2λ.       B. 1,5λ.

C. 3λ.       D. 2,5λ.

Lời giải:

Chọn D.

Ta có vị trí vân tối là:

Hiệu đường đi của tia sáng là:

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 là:

Bài 15: Trong thí nghiệm I-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:

A. 21 vân.       B. 15 vân.

C. 17 vân.       D. 19 vân.

Lời giải:

Chọn C.

Ta có:

Số vân sáng trên màn là:

⇔ -4,1 ≤ k ≤ 4,1

⇒ Có 9 giá trị của k thỏa mãn.

Vậy trên màn có 9 vân sáng.

Số vân tối trên màn là:

⇔ -4,6 ≤ k' ≤ 3,6

⇒ Có 8 giá trị của k' thỏa mãn.

Vậy trên màn có 8 vân tối.

⇒ Tổng số vân sáng và vân tối có trong miền giao thoa là:

n = 8 + 9 = 17 (vân)

⇒ Đáp án C.

Bài 16: Trong thí nghiệm I-âng, khoảng cách giữa hai khe là a = 2 mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là D = 2 m. Vân sáng thứ 3 cách vân sáng trung tâm 1,8 mm. Bước sóng ánh sáng đơn sắc dùng trong thí nghiệm là:

A. 0,4 μm.       B. 0,55 μm.

C. 0,5 μm.       D. 0,6 μm.

Lời giải:

Chọn D.

Vân sáng thứ 3 cách vân sáng trung tâm 1,8 mm tức là:

x₃ - x₀ = x₀₊₃ - x₀ = 1,8mm ⇔ 3i = 1,8mm ⇒ i = 0,6mm.

Bước sóng của ánh sáng đơn sắc trong thí nghiệm là:

Bài 17: Trong thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng khoảng cách giữa hai khe là a = 2 mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là D = 2 m, ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,5 μm. Khoảng cách từ vân sáng bậc 1 đến vân sáng bậc 10 ở cùng một phía so với vân trung tâm là:

A. 4,5 mm.       B. 5,5 mm.

C. 4,0 mm.       D. 5,0 mm.

Lời giải:

Chọn A.

Ta có:

Khoảng cách từ vân sáng bậc 1 đến vân sáng bậc 10 là:

x₁₀ - x₁ = x₉₊₁ - x₁ = 9i = 4,5mm.

Bài 18: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng của khe I-âng, ánh sáng đơn sắc có λ = 0,42 μm. Khi thay ánh sáng khác có bước sóng λ’ thì khoảng vân tăng 1,5 lần. Bước sóng λ’ là:

A. λ’ = 0,42 μm.       B. λ’ = 0,63 μm.

C. λ’ = 0,55 μm.       D. λ’ = 0,72 μm.

Lời giải:

Chọn B.

Ta có:

Bài 19: Trong thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng, người ta đo được khoảng vân là 1mm. Xét 2 điểm M và N cùng một phía so với vân chính giữa, với OM = 5,5 và ON = 8,5 m, giữa M và N có bao nhiêu vân tối?

A. 5.       B. 2.       C. 4.       D. 8.

Lời giải:

Chọn B.

Số vân tối trong đoạn MN là:

⇒ Có 2 giá trị của k' thỏa mãn.

Vậy có 2 vân tối.

Bài 20: Trong thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng, nguồn sáng đơn sắc có λ = 0,5 μm, khoảng cách giữa hai khe là a = 2 mm. Trong khoảng MN trên màn với MO = ON = 5 mm có 11 vân sáng mà hai mép M và N là hai vân sáng. Khoảng cách từ hai khe đến màn quan sát là:

A. D = 2 m.       B. D = 2,4 m.

C. D = 3 m.       D. D = 4 m.

Lời giải:

Chọn D.

Khoảng MN trên màn với MO = ON = 5 mm có 11 vân sáng mà hai mép M và N là hai vân sáng tức là: 10i = 10mm ⇒ i = 1mm.

Khoảng cách từ hai khe đến màn quan sát là:

Bài 21: Bề rộng vùng giao thoa (đối xứng) quan sát được trên màn là MN = 30 mm, khoảng cách giữa hai vân tối liên tiếp bằng 2 mm. Trên MN quan sát thấy:

A. 16 vân tối, 15 vân sáng.

B. 15 vân tối, 16 vân sáng.

C. 14 vân tối, 15 vân sáng.

D. 16 vân tối, 16 vân sáng.

Lời giải:

Chọn A.

Khoảng cách giữa hai vân tối liên tiếp bằng 2mm tức là: i = 2mm.

⇒ Số vân tối trên đoạn MN là:

⇔ -8 ≤ k' ≤ 7

⇒ Có 16 giá trị của k' thỏa mãn.

Vậy có 16 vân tối.

Số vân sáng trên đoạn MN là:

⇔ -7,5 ≤ k ≤ 7,5

⇒ Có 15 giá trị của k thỏa mãn.

Vậy có 15 vân sáng.

⇒ Đáp án A.

Bài 22: Trong một thí nghiệm I-âng, hai khe S₁, S₂ cách nhau một khoảng a = 1,8 mm. Hệ vân quan sát được qua một kính lúp, dùng một thước đo cho phép ta đo khoảng vân chính xác tới 0,01 mm. Ban đầu, người ta đo được 16 khoảng vân và được giá trị 2,4 mm. Dịch chuyển kính lúp ra xa thêm 30 cm cho khoảng vân rộng thêm thì đo được 12 khoảng vân và được giá trị 2,88 mm. Tính bước sóng của bức xạ trên là:

A. 0,45 μm.       B. 0,32 μm.

C. 0,54 μm.       D. 0,432 μm.

Lời giải:

Chọn C.

Ta có:

Δi = i' - i = 0,24 - 0,15 = 0,09 mm.

Khi dời màn ra xa thêm 0,3m thì khoảng vân tăng thêm 0,09mm tức là:

⇒ λ = 0,54 μm.

⇒ Đáp án C.

Bài 23: Thí nghiệm giao thoa I-âng với ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ, khoảng cách giữa hai khe a = 1 mm. Ban đầu, tại M cách vân trung tâm 5,25 mm người ta quan sát được vân sáng bậc 5. Giữ cố định màn chứa hai khe, di chuyển từ từ màn quan sát ra xa và dọc theo đường thẳng vuông góc với mặt phẳng chứa hai khe một đoạn 0,75 m thì thấy tại M chuyển thành vân tối lần thứ hai. Bước sóng λ có giá trị là:

A. 0,60 μm.       B. 0,50 μm.

C. 0,70 μm.       D. 0,64 μm.

Lời giải:

Chọn A.

Tại M cách vân trung tâm 5,25 mm người ta quan sát được vân sáng bậc 5 tức là:

Lúc sau M ứng với vân tối lần thứ 2 (chính là vân tối bậc 4, lần thứ nhất qua vị trí 4,5i', lần thứ 2 qua vị trí 3,5i''):

Mặt khác:

⇒ Đáp án A.

Bài 24: Trong thí nghiệm I-âng, khi màn cách hai khe một đoạn D₁ thì trên màn thu được một hệ vân giao thoa. Dời màn đến vị trí cách hai khe đoạn D₂ người ta thấy hệ vân trên màn có vân tối thứ nhất (tính từ vân trung tâm) trùng với vân sáng bậc 1 của hệ vân lúc đầu. Tỉ số D₂/D₁ bằng bao nhiêu?

A. 1,5.       B. 2,5.

C. 2.       D. 3.

Lời giải:

Chọn C.

Dời màn đến vị trí cách hai khe đoạn D₂ người ta thấy hệ vân trên màn có vân tối thứ nhất (tính từ vân trung tâm) trùng với vân sáng bậc 1 của hệ vân lúc đầu tức là: 0,5i' = i

Bài 25: Trong thí nghiệm giao thoa khe Young, khoảng cách giữa hai khe F₁F₂ là a = 2 (mm); khoảng cách từ hai khe F₁F₂ đến màn là D = 1,5 (m), dùng ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ = 0,6 μm. Xét trên khoảng MN, với MO = 5 (mm), ON = 10 (mm), (O là vị trí vân sáng trung tâm), MN nằm cùng phía vân sáng trung tâm. Số vân sáng trong đoạn MN là:

A. 11.       B. 12.       C. 13.       D. 15.

Lời giải:

Chọn A.

Ta có:

Số vân sáng trong đoạn MN là:

⇒ 11,1 < k < 22,2.

⇒ Có 11 giá trị của k thỏa mãn.

Vậy có 11 vân sáng.

Bài 26: Thí nghiệm giao thoa I-âng với ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ, khoảng cách giữa hai khe a = 1 mm. Ban đầu, tại M cách vân trung tâm 1,2 mm người ta quan sát được vân sáng bậc 4. Giữ cố định màn chứa hai khe, di chuyển từ từ màn quan sát ra xa và dọc theo đường thẳng vuông góc với mặt phẳng chứa hai khe một đoạn 25 cm thì thấy tại M chuyển thành vân sáng bậc ba. Bước sóng λ có giá trị là:

A. 0,60 μm.       B. 0,50 μm.

C. 0,40 μm.       D. 0,64 μm.

Lời giải:

Chọn C.

M cách vân trung tâm 1,2 mm người ta quan sát được vân sáng bậc 4 tức là:

x_M = 4i và 4i = 1,2mm ⇒ i = 0,3mm.

Di chuyển từ từ màn quan sát ra xa và dọc theo đường thẳng vuông góc với mặt phẳng chứa hai khe thì thấy tại M chuyển thành vân sáng bậc ba tức là:

x_M = 3i'

⇒ 3i' = 4i ⇒ i' = 0,4mm.

⇒ Δi = i' - i = 0,1mm.

Khi dời màn ra xa thêm 0,25m thì khoảng vân tăng thêm 0,1mm tức là:

⇒ Đáp án C.

Bài 27: Trong thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe được chiếu bằng ánh sáng đơn sắc λ, màn quan sát cách mặt phẳng hai khe một khoảng không đổi D, khoảng cách giữa hai khe có thể thay đổi (nhưng S₁ và S₂ luôn cách đều S). Xét điểm M trên màn, lúc đầu là vân tối thứ 4, nếu lần lượt giảm hoặc tăng khoảng cách S₁S₂ một lượng a thì tại đó là vân sáng bậc k và bậc 3k. Nếu tăng khoảng cách S₁S₂ thêm 2Δa thì tại M là:

A. vân sáng bậc 7.       B. vân sáng bậc 9.

C. vân sáng bậc 8.       D. vân tối thứ 9.

Lời giải:

Chọn A.

Khi giảm đi 1 lượng Δa thì tại M là vân bậc k tức là:

Khi tăng thêm 1 lượng Δa thì tại M là vân bậc k tức là:

Từ (1) và (2) ⇒ a = 2Δa.

⇒ Nếu tăng thêm khoảng cách S₁S₂ thêm 2Δa thì khoảng vân mới là:

Lại có ban đầu M là vân tối thứ 4 ⇒ x_M = 3,5i

⇒ x_M = 7i'

⇒ Sau khi tăng khoảng cách S₁S₂ thêm 2Δa thì tại M là vân sáng bậc 7.

⇒ Đáp án A.

Bài 28: Trong thí nghiệm về giao thoa ánh sáng của I-âng, chùm sáng đơn sắc có bước sóng λ = 0,6 μm, khoảng cách giữa 2 khe là 3 mm, khoảng cách từ 2 khe đến màn ảnh là 2 m. Hai điểm M , N nằm khác phía với vân sáng trung tâm, cách vân trung tâm các khoảng 1,2 mm và 1,8 mm. Giữa M và N có bao nhiêu vân sáng:

A. 6 vân.       B. 7 vân.

C. 8 vân.       D. 9 vân.

Lời giải:

Chọn B.

Ta có:

Vì hai điểm M, N nằm khác phía với vân sáng trung tâm → Số vân sáng trong đoạn MN là:

⇒ -3 < k < 4,5

⇒ Có 7 giá trị của k thỏa mãn.

Vậy có 7 vân sáng.

Bài 29: Trong thí nghiệm về giao thoa ánh sáng của I-âng, chùm sáng đơn sắc có bước sóng λ = 0,5 μm, khoảng cách giữa 2 khe là 1,2 mm, khoảng cách từ 2 khe đến màn ảnh là 3 m. Hai điểm M , N nằm cùng phía với vân sáng trung tâm, cách vân trung tâm các khoảng 4 mm và 18 mm. Giữa M và N có bao nhiêu vân sáng?

A. 11 vân.       B. 7 vân.

C. 8 vân.       D. 9 vân.

Lời giải:

Chọn A.

Ta có:

Số vân sáng trong đoạn MN là:

⇒ 3,2 < k < 14,4

⇒ Có 11 giá trị của k thỏa mãn.

Vậy có 11 vân sáng.

Bài 30: Trong thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng, các khe sáng được chiếu bằng ánh sáng đơn sắc. Khoảng cách giữa hai khe là 2 mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là D = 4 m. Khoảng cách giữa 5 vân sáng liên tiếp đo được là 4,8 mm. Toạ độ của vân tối bậc 4 về phía (+) là:

A. 6,8 mm.       B. 3,6 mm.

C. 2,4 mm.       D. 4,2 mm.

Lời giải:

Chọn D.

Khoảng cách giữa 5 vân sáng liên tiếp đo được là 4,8 mm tức là:

4i = 4,8mm ⇒ i = 1,2mm.

⇒ Toạ độ của vân tối bậc 4 về phía (+) là:

x = 3,5i = 4,2mm.

Bài 31: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng dùng hai khe I-âng, tại vị trí cách vân trung tâm 3,6mm, ta thu được vân sáng bậc 3. Vân tối thứ 3 cách vân trung tâm một khoảng:

A. 4,2 mm.       B. 3,0 mm.

C. 3,6 mm.       D. 5,4 mm.

Lời giải:

Chọn B.

Tại vị trí cách vân trung tâm 3,6mm, ta thu được vân sáng bậc 3 tức là:

3i = 3,6mm ⇒ i = 1,2mm.

⇒ Vân tối thứ 3 cách vân trung tâm một khoảng: x = 2,5i = 3mm.

Bài 32: Trong thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng, các khe hẹp được chiếu sáng bởi ánh sáng đơn sắc. Khoảng vân trên màn là 1,2mm. Trong khoảng giữa hai điểm M và N trên màn ở cùng một phía so với vân sáng trung tâm, cách vân trung tâm lần lượt 2 mm và 4,5 mm, quan sát được:

A. 2 vân sáng và 2 vân tối.

B. 3 vân sáng và 2 vân tối.

C. 2 vân sáng và 3 vân tối.

D. 2 vân sáng và 1 vân tối.

Lời giải:

Chọn A.

Với điểm M:

Điểm M nằm qua vân tối thứ 2.

Với điểm N:

Điểm N nằm qua vân tối thứ 4.

Trong khoảng giữa hai điểm M và N trên màn ở cùng một phía so với vân sáng trung tâm có 2 vân sáng và 2 vân tối.

Bài 33: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng với hai khe I-âng cách nhau a = 0,5 mm, màn quan sát đặt song song với mặt phẳng chứa hai khe và cách hai khe một đoạn D = 1 m. Tại vị trí M trên màn, cách vân sáng trung tâm một đoạn 4,4 mm là vân tối thứ 6. Tìm bước sóng λ của ánh sáng đơn sắc trong thí nghiệm?

A. λ = 0,4 μm.       B. λ = 0,6 μm.

C. λ = 0,5 μm.       D. λ = 0,44 μm.

Lời giải:

Chọn A.

Tại vị trí M trên màn, cách vân sáng trung tâm một đoạn 4,4 mm là vân tối thứ 6 tức là: x = 5,5i = 4,4mm ⇒ i = 0,8mm.

Bước sóng λ của ánh sáng đơn sắc trong thí nghiệm là:

Bài 34: Trong thí nghiệm giao thoa I-âng, nguồn S phát ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ người ta đặt màn quan sát cách mặt phẳng hai khe một khoảng D thì khoảng vân i = 1 mm. Khi khoảng cách từ màn quan sát đến mặt phẳng hai khe lần lượt là D + ΔD hoặc D - ΔD thì khoảng vân thu được trên màn tương ứng là 2i và i. Nếu khoảng cách từ màn quan sát đến mặt phẳng hai khe là D + 3ΔD thì khoảng vân trên màn là:

A. 3 mm.       B. 4 mm.       C. 2 mm.       D. 2,5 mm.

Lời giải:

Chọn C.

Khi khoảng cách từ màn quan sát đến mặt phẳng hai khe là D + ΔD thì khoảng vân là:

Khi khoảng cách từ màn quan sát đến mặt phẳng hai khe là D - ΔD thì khoảng vân là:

Lại có:

⇒ D = 3ΔD

⇒ Nếu khoảng cách từ màn quan sát đến mặt phẳng hai khe là D + 3ΔD thì khoảng vân trên màn là:

⇒ Đáp án C.

Bài 35: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng dùng hai khe I-âng, hai khe được chiếu bằng ánh sáng có bước sóng λ = 0,5 μm, biết S₁S₂ = a = 0,5 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là D = 1 m. Tại điểm M cách vân trung tâm một khoảng x = 3,5 mm, có vân sáng hay vân tối, bậc mấy?

A. Vân sáng bậc 3.       B. Vân tối thứ 4.

C. Vân sáng bậc 4.       D. Vân tối thứ 2.

Lời giải:

Chọn B.

Ta có:

Tại điểm M ta có:

x = 3,5mm = 3,5i

⇒ Vân tối thứ 4.

100 câu trắc nghiệm Sóng ánh sáng có lời giải chi tiết (nâng cao - phần 2)

Bài 1: Giao thoa ánh sáng đơn sắc của I-âng có λ = 0,5 μm; a = 0,5 mm; D = 2 m. Tại M cách vân trung tâm 7 mm và tại điểm N cách vân trung tâm 10 mm thì:

A. M, N đều là vân sáng.

B. M là vân tối, N là vân.

C. M, N đều là vân tối.

D. M là vân sáng, N là vân tối.

Lời giải:

Chọn B.

Ta có:i = λD/a = 2mm.

Tại M ta có: x_M = 7mm = 3,5i ⇒ M là vân tối.

Tại N ta có: x_N = 10mm = 5i ⇒ N là vân sáng.

Bài 2: Thí nghiệm giao thoa I-âng với ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ, khoảng cách giữa hai khe a = 0,5 mm. Ban đầu, tại M cách vân trung tâm 1 mm người ta quan sát được vân sáng bậc 2. Giữ cố định màn chứa hai khe, di chuyển từ từ màn quan sát ra xa và dọc theo đường thẳng vuông góc với mặt phẳng chứa hai khe một đoạn 50/3 cm thì thấy tại M chuyển thành vân tối thứ 2. Bước sóng λ có giá trị là:

A. 0,60 μm.       B. 0,50 μm.

C. 0,40 μm.       D. 0,64 μm.

Lời giải:

Chọn B.

Tại M cách vân trung tâm 1mm người ta quan sát được vân sáng bậc 2 tức là: 2i = 1mm ⇒ i = 0,5mm.

Dọc theo đường thẳng vuông góc với mặt phẳng chứa hai khe một đoạn 50/3 cm thì khoảng vân mới là:

M chuyển thành vân tối bậc 2 tức là: 2i = 1,5i' ⇒ i' = 2/3mm.

Khi dời màn ra xa thêm 1/6m thì khoảng vân tăng thêm 1/6mm tức là:

⇒ λ = 0,5μm.

⇒ Đáp án B.

Bài 3: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng bằng khe I-âng. Cho biết S₁S₂ = a = 1 mm, khoảng cách giữa hai khe S₁S₂ đến màn (E) là 2 m, bước sóng ánh sáng dùng trong thí nghiệm là λ = 0,5 μm. Để M trên màn (E) là một vân sáng thì x_M có thể nhận giá trị nào trong các giá trị sau đây?

A. x_M = 2,25 mm.       B. x_M = 4 mm.

C. x_M = 3,5 mm.       D. x_M = 4,5 mm.

Lời giải:

Chọn B.

Ta có:

Với x_M = 2,25 = 2,25i ⇒ Không phải vân sáng ⇒ A sai.

Với x_M = 4 = i ⇒ M là vân sáng bậc 4 ⇒ B đúng.

Với x_M = 3,5 = 3,5i ⇒ M là vân tối bậc 4 ⇒ C sai.

Với x_M = 4,5 = 4,5i ⇒ M là vân tối bậc 5 ⇒ D sai.

Bài 4: Trong thí nghiệm về giao thoa với ánh đơn sắc bằng phương pháp I-âng. Trên bề rộng 7,2 mm của vùng giao thoa người ta đếm được 9 vân sáng (ở hai rìa là hai vân sáng). Tại vị trí cách vân trung tâm 14,4 mm là vân:

A. vân tối thứ 18.

B. vân tối thứ 16.

C. vân sáng bậc 18.

D. vân sáng bậc 16.

Lời giải:

Chọn D.

Trên bề rộng 7,2 mm của vùng giao thoa người ta đếm được 9 vân sáng (ở hai rìa là hai vân sáng) ⇒ 8i = 7,2mm ⇒ i = 0,9mm.

Tại vị trí cách vân trung tâm 14,4 mm, ta được:

14,4mm = 16i.

⇒ Vân sáng thứ 16.

Bài 5: Trong thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe được chiếu bằng ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,6μm. Khoảng cách giữa hai khe sáng là 1mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 1,5m. Trên màn quan sát, hai vân sáng bậc 4 nằm ở hai điểm M và N. Dịch màn quan sát một đoạn 50 cm theo hướng ra 2 khe Y-âng thì số vân sáng trên đoạn MN giảm so với lúc đầu là:

A. 7 vân.       B. 4 vân.

C. 6 vân.       D. 2 vân.

Lời giải:

Chọn D.

Ta có:

Dịch màn quan sát một đoạn 50 cm theo hướng ra 2 khe Y-âng thì khoảng vân mới là:

Tại vân sáng bậc 4 của khoảng vân cũ ta có: 4i = ki' ⇒ k = 3.

⇒ Trên đoạn MN có 7 vân sáng.

Vậy so với ban đầu trên đoạn MN giảm 2 vân sáng.

Bài 6: Trong thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng khoảng cách giữa hai khe là 1,5 mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là 3 m, người ta đo được khoảng cách giữa vân sáng bậc 2 đến vân sáng bậc 5 ở cùng phía với nhau so với vân sáng trung tâm là 3 mm. Tìm số vân sáng quan sát được trên vùng giao thoa đối xứng có bề rộng 11 mm.

A. 9.       B. 10.       C. 11.       D. 12.

Lời giải:

Chọn C.

Khoảng cách giữa vân sáng bậc 2 đến vân sáng bậc 5 ở cùng phía với nhau so với vân sáng trung tâm là 3mm: x = x₅ - x₂ = x₂₊₃ - x₂ = 3i.

⇒ i = 1mm.

Số vân sáng quan sát được trên vùng giao thoa đối xứng là:

⇒ Có 11 giá trị của k thỏa mãn.

Vậy trên màn có 11 vân sáng.

⇒ Đáp án C.

Bài 7: Trong thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe được chiếu bằng ánh sáng đơn sắc λ, màn quan sát cách mặt phẳng hai khe một khoảng không đổi D, khoảng cách giữa hai khe có thể thay đổi (nhưng S₁ và S₂ luôn cách đều S). Xét điểm M trên màn, lúc đầu là vân sáng bậc 4, nếu lần lượt giảm hoặc tăng khoảng cách S₁S₂ một lượng Δa thì tại đó là vân sáng bậc k và bậc 3k. Nếu tăng khoảng cách S₁S₂ thêm 2Δa thì tại M là:

A. vân sáng bậc 7.

B. vân sáng bậc 9.

C. vân sáng bậc 8.

D. vân tối thứ 9.

Lời giải:

Chọn C.

Khi giảm đi 1 lượng Δa thì tại M là vân bậc k tức là:

Khi tăng thêm 1 lượng Δa thì tại M là vân bậc k tức là:

Từ (1) và (2) ⇒ a = 2Δa.

⇒ Nếu tăng thêm khoảng cách S₁S₂ thêm 2Δa thì khoảng vân mới là:

Lại có ban đầu M là vân sáng bậc 4 ⇒ x_M = 4i.

⇒ x_M = 8i'.

⇒ Sau khi tăng khoảng cách S₁S₂ thêm 2Δa thì tại M là vân sáng bậc 8.

⇒ Đáp án C.

Bài 8: Trong thí nghiệm giao thoa của I-âng a = 2mm; D = 2 m; λ = 0,64 μm. Miền giao thoa đối xứng có bề rộng 12 mm. Số vân tối quan sát được trên màn là:

A. 7.       B. 18.       C. 16.       D. 19.

Lời giải:

Chọn B.

Ta có:

Số vân sáng quan sát được trên vùng giao thoa đối xứng là:

⇔ -9,875 ≤ k ≤ 8,875

⇒ Có 18 giá trị của k thỏa mãn.

Vậy trên màn có 18 vân tối.

Bài 9: Người ta thực hiện giao thoa ánh sáng đơn sắc với hai khe I-âng cách nhau 2 mm, khoảng cách giữa hai khe đến màn là 3 m, ánh sáng dùng có bước sóng λ = 0,5 μm. Bề rộng của trường giao thoa đối xứng là 1,5 cm. Số vân sáng, vân tối có được là:

A. N₁ = 19, N₂ = 18.

B. N₁ = 21, N₂ = 20.

C. N₁ = 25, N₂ = 24.

D. N₁ = 23, N₂ = 22.

Lời giải:

Chọn B.

Ta có:

Số vân sáng quan sát được trên vùng giao thoa đối xứng là:

⇔ -10 ≤ k ≤ 10

⇒ Có 21 giá trị của k thỏa mãn.

Vậy trên màn có 21 vân sáng.

Số vân tối quan sát được trên vùng giao thoa đối xứng là:

⇔ -10,5 ≤ k ≤ 9,5

⇒ Có 20 giá trị của k thỏa mãn.

Vậy trên màn có 20 vân tối.

⇒ Đáp án B.

Bài 10: Trong thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe được chiếu bằng ánh sáng đơn sắc λ, màn quan sát cách mặt phẳng hai khe một khoảng không đổi D, khoảng cách giữa hai khe có thể thay đổi (nhưng S₁ và S₂ luôn cách đều S). Xét điểm M trên màn, lúc đầu là vân sáng bậc 3, nếu lần lượt giảm hoặc tăng khoảng cách S₁S₂ một lượng Δa thì tại đó là vân sáng bậc k và bậc 5k. Nếu tăng khoảng cách S₁S₂ thêm 3Δa thì tại M là:

A. vân sáng bậc 9.

B. vân sáng bậc 7.

C. vân sáng bậc 8.

D. vân tối thứ 9.

Lời giải:

Chọn A.

Khi giảm đi 1 lượng Δa thì tại M là vân bậc k tức là:

Khi tăng thêm 1 lượng Δa thì tại M là vân bậc k tức là:

Từ (1) và (2) ⇒ a = 3Δa/2

⇒ Nếu tăng thêm khoảng cách S₁S₂ thêm 3Δa thì khoảng vân mới là:

Lại có ban đầu M là vân sáng bậc 3 ⇒ x_M = 3i

⇒ x_M = 79i

⇒ Sau khi tăng khoảng cách S₁S₂ thêm 3Δa thì tại M là vân sáng bậc 9.

⇒ Đáp án A.

Bài 11: Trong thí nghiệm Iâng về giao thoa ánh sáng với ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,55 μm , khoảng cách giữa hai khe là 1 mm, khoảng cách từ hai khe tới màn là 2 m. Bề rộng vùng giao thoa trên màn là 1,7 cm. Số vân sáng và vân tối trong vùng giao thoa là:

A. 15 vân sáng và 14 vân tối.

B. 17 vân sáng và 18 vân tối.

C. 15 vân sáng và 16 vân tối.

D. 16 vân sáng và 15 vân tối.

Lời giải:

Chọn C.

Ta có i = 1,1 mm.

⇒ Trên màn có 15 vân sáng và 16 vân tối.

Bài 12: Trong thí nghiệm Iâng về giao thoa ánh sáng, các khe S₁, S₂ được chiếu bởi ánh sáng đơn sắc. Khoảng cách giữa hai khe là a = 3 mm. Khoảng cách giữa mặt phẳng chứa hai khe và màn quan sát là D = 2 m. Dùng bức xạ đơn sắc có bước sóng λ = 0,6 μm. Tại M cách vân trung tâm 1,8 mm thu được vân có tính chất gì?

A. Vân tối thứ 4.

B. Vân sáng thứ 9.

C. Vân sáng thứ 4.

D. Vân tối thứ 5.

Lời giải:

Chọn D.

Bước sóng ánh sáng thu được là:

Tại M cách O 1,8mm:

x_M = ki = 1,8mm → k = 4,5.

Nên tại M sẽ có vân tối thứ 5.

Bài 13: Trong thí nghiệm Iâng về giao thoa ánh sáng, hai khe Iâng cách nhau 2 mm, hình ảnh giao thoa được hứng trên màn ảnh cách hai khe 1 m. Sử dụng ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ, khoảng vân đo được là 0,2 mm. Thay bức xạ trên bằng bức xạ có bước sóng λ' > λ thì tại vị trí của vân sáng thứ 3 của bức xạ λ có một vân sáng của bức xạ λ'. Bức xạ λ' có giá trị nào dưới đây:

A. λ' = 0,52 μm.

B. λ' = 0,58 μm.

C. λ' = 0,48 μm.

D. λ' = 0,60 μm.

Lời giải:

Chọn D.

3i = ki' ⇔ 3λ = k.λ'

⇒ k = 2, λ' = 0,6

Bài 14: Thực hiện thí nghiệm giao thoa ánh sáng bằng khe Iâng với ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ. Người ta đo được khoảng cách giữa một vân tối đến vân sáng nằm ngay cạnh nó là 1 mm. Trong khoảng giữa hai điểm M, N trên màn và ở hai bên so với vân trung tâm, cách vân trung tâm lần lượt là 5,9 mm và 7,1 mm có số vân sáng là:

A. 7 vân.       B. 9 vân.

C. 5 vân.       D. 6 vân.

Lời giải:

Chọn D.

Ta có khoảng cách giữa một vân tối và một vân sáng liền kề là:

M và N ở hai phía so với vân trung tâm.

Ta xét x_M = -5,9 ⇒ k_M = -2,95

x_N = 7,1 ⇒ k_N = -3,55

Vậy giữa M và N có 6 vân sáng.

Bài 15: Trong thí nghiệm Iâng về giao thoa ánh sáng, bước sóng của ánh sáng đơn sắc là 0,5 μm, khoảng cách giữa hai khe là 1,2 mm, khoảng cách từ hai khe tới màn 3 m. Hai điểm MN trên màn nằm cùng phía với vân trung tâm, cách vân trung tâm lần lượt là 0,4 cm và 1,8 cm. Số vân sáng giữa MN là:

A. 11.       B. 15.       C. 10.       D. 9.

Lời giải:

Chọn A.

Khoảng vân:

x_M = k_M.i = 4mm → k_M = 3,2.

x_N = k_N.i = 18mm → k_N = 14,4.

Số vân sáng giữa MN là 14 - 3 = 11.

Bài 16: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng với khe Young, Khoảng cách giữa hai khe là 1 mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là 2,5 m. Trên màn, người ta đo khoảng cách từ vân sáng bậc 3 bên trái đến vân sáng bậc 3 bên phải so với vân trung tâm là 9 mm. Bước sóng dùng trong thí nghiệm là:

A. 0,6 μm.       B. 0,7 μm.       C. 0,8 μm.       D. 0,9 μm.

Lời giải:

Chọn A.

Khoảng cách từ vân sáng bậc 3 bên trái và vân sáng bậc 3 bên phải so với vân trung tâm là 9mm.

→ 3i + 3i = 9mm → i = 1,5mm.

Bước sóng cần tìm:

Bài 17: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, tại điểm trên màn cách vân chính giữa 5,4 mm có vân tối thứ 5 tính từ vân chính giữa. Ánh sáng đơn sắc dùng trong thí nghiệm có tần số 5.10¹⁴ Hz. Cho c = 3.10⁸ m/s. Khoảng cách từ màn quan sát đến hai khe là D = 2,4 m. Khoảng cách giữa hai khe là:

A. 1,20 mm.       B. 1,00 mm.

C. 1,30 mm.       D. 1,10 mm.

Lời giải:

Chọn A.

(4 + 0,5).i = 5,4mm → i = 1,2mm.

Khoảng cách giữa hai khe là:

Bài 18: Trong một thí nghiệm giao thoa ánh sáng Y-âng với ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ₁ = 0,48 μm, trên màn quan sát, người ta đếm được trên bề rộng MN có 13 vân sáng mà tại M và N là hai vân sáng. Giữ nguyên điều kiện thí nghiệm, ta thay nguồn sáng đơn sắc có bước sóng λ₁ bằng ánh sáng đơn sắc với bước sóng λ₂ = 0,64 μm thì tại M và N bây giờ là 2 vân tối. Số vân sáng trong miền đó là:

A. 8.       B. 11.       C. 9.       D. 10.

Lời giải:

Chọn C.

Khi λ = λ₁ → k₁ = 13 - 1 = 12.

Vậy có 9 vân tối trong miền quan sát.

Bài 19: Thực hiện giao thoa khe Iâng với nguồn ánh sáng có bước sóng λ, khoảng cách giữa hai khe tới màn là D trong môi trường không khí thì khoảng vân là i. Khi chuyển toàn bộ thí nghiệm vào trong nước có chiết suất là 4/3 thì để khoảng vân không đổi phải dời màn quan sát ra xa hay lại gần một khoảng bao nhiêu?

A. Ra xa thêm D/3.

B. Lại gần thêm D/3.

C. Ra xa thêm 3D/4.

D. Lại gần thêm 3D/4.

Lời giải:

Chọn A.

Khoảng vân lúc đầu quan sát được là:

Để lúc sau khoảng vân không đổi thì:

Vì x > 0 nên phải rời màn quan sát ra xa.

Bài 20: Trong thí nghiệm về giao thoa ánh sáng I-âng. Nếu làm thí nghiệm với ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ₁ = 0,6 μm thì trên màn quan sát, ta thấy có 6 vân sáng liên tiếp trải dài trên bề rộng 9 mm. Nếu làm thí nghiệm với ánh sáng hỗn tạp gồm hai bức xạ có bước sóng λ₁ và λ₂ thì người ta thấy: Từ một điểm M trên màn đến vân sáng trung tâm có 3 vân sáng cùng màu với vân sáng trung tâm và tại M là một trong 3 vân đó. Biết M cách vân trung tâm 10,8 mm, bước sóng của bức xạ λ₂ là:

A. 0,38 μm.       B. 0,4 μm.

C. 0,76 μm.       D. 0,65 μm.

Lời giải:

Chọn B.

Ta có i₁ = 9/5 = 1,8 mm và i₁₂ = 10,8/4 = 3,6mm.

Mặt khác ta có i₁₂ = k₁i₁ = k₂i₂ (k₁ và k₂ phải tối giản).

→ λ₁/λ₂ = k₂/k₁ và k₁ = i₁₂/i₁ = 2.

→ λ₂ = 0,4μm khi thử với k₂ = 3.

Bài 21: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng của I-âng. Hai khe hẹp cách nhau 1 mm, khoảng cách từ màn quan sát đến màn chứa hai khe hẹp là 1,25 m. Ánh sáng dùng trong thí nghiệm gồm hai ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ₁ = 0,64 μm và λ₂ = 0,48 μm. Khoảng cách từ vân sáng trung tâm đến vân sáng cùng màu với nó và gần nó nhất là:

A. 3,6 mm.       B. 4,8 mm.

C. 1,2 mm.       D. 2,4 mm.

Lời giải:

Chọn D.

Bài 22: Chiếu đồng thời hai bức xạ đơn sắc có bước sóng 0,4 μm; 0,48 μm vào hai khe của thí nghiệm Iâng. Biết khoảng cách giữa hai khe là 1,2 mm, khoảng cách từ hai khe tới màn là 3 m. Khoảng cách ngắn nhất giữa hai vị trí có màu cùng màu với vân sáng trung tâm là:

A. 6 mm.       B. 12 mm.

C. 24 mm.       D. 8 mm.

Lời giải:

Chọn A.

Bài 23: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng của Iâng, khoảng cách giữa hai khe S₁, S₂ là a = 2 mm, khoảng cách từ hai khe tới màn quan sát D = 1,2 m. Chiếu đồng thời hai bức xạ đơn sắc có bước sóng λ₁ = 640 nm và λ₂ = 0,480 μm vào hai khe thì thấy trên màn có những vị trí tại đó vân sáng của hai bức xạ trùng nhau, gọi là vân trùng. Khoảng cách nhỏ nhất giữa hai vân trùng là:

A. 1,152 (mm).       B. 1,050 (mm).

C. 1,060 (mm).       D. 1,250 (mm).

Lời giải:

Chọn A.

Bài 24: Trong thí nghiệm Y- âng, khoảng cách giữa hai khe là 1mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là 2 m. Chiếu vào hai khe ánh sáng hỗn tạp gồm hai bức xạ có λ₁ = 0,76 μm và λ₂, người ta thấy vân sáng bậc 3 của bức xạ λ₂ trùng với vân sáng bậc 2 của bức xạ λ₁. Tìm λ₂.

A. λ₂ = 0,43 μm.       B. λ₂ = 0,51 μm.

C. λ₂ = 0,61 μm.       D. λ₂ = 0,47 μm.

Lời giải:

Chọn B.

Vân sáng bậc 3 của λ₂ trùng với vân sáng bậc 2 của λ₁.

⇒ 2λ₁ = 3λ₂

⇒ λ₂ = 0,51μm.

Bài 25: Thí nghiệm Iâng giao thoa ánh sáng với hai khe Iâng, nguồn sáng là hai bức xạ có bước sóng lần lượt là λ₁ = 0,4 μm và λ₂ = 0,6 μm. Xét tại M là vân sáng bậc 6 của vân sáng ứng với bước sóng λ₁. Trên MO (O là toạ độ vân trung tâm) ta đếm được:

A. 8 vân sáng.       B. 9 vân sáng.

C. 10 vân sáng.       D. 12 vân sáng.

Lời giải:

Chọn B.

Ta có: OM = 6i₁ = 4i₂ = 2i₁₂ (do i₁₂ = 3i₁).

Do đó có 6 + 4 - 1 = 9 vân sáng.

Bài 26: Một nguồn sáng phát ra đồng thời hai ánh sáng đơn sắc màu đỏ có bước sóng λ₁ = 0,76 μm và bức xạ màu cam có bước sóng λ₂ chiếu vào khe Iâng. Trên màn người ta quan sát thấy giữa vân sáng cùng màu và gần nhất so với vân trung tâm có 8 vân màu cam. Bước sóng của bức xạ λ₂ là:

A. 0,64 μm.       B. 0,62 μm.

C. 0,59 μm.       D. 0,72 μm.

Lời giải:

Chọn C.

Vì có 8 vân màu cam trong khoảng giữa hai vị trí liên tiếp có màu giống màu vân trung tâm nên 9 khoảng vân i₂ → 9i₂ = k₁i₁ → 9λ₂ = k₁λ₁ → λ₂ = k₁λ₁/9

Bức xạ màu cam có bước sóng λ2 thỏa mãn điều kiện ánh sáng nhìn thấy khi:

0,76 ≥ k₁λ₁/9 ≥ 0,38 → 9 ≥ k ≥ 4,5, k = 5, 6, 7, 8, 9.

Thay vào ta thấy k = 7 là có đáp án C.

Bài 27: Trong thí nghiệm I - âng về giao thoa ánh sáng, hai khe S₁, S₂ cách nhau 1 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe tới màn quan sát bằng 2 m. Chiếu sáng hai khe S₁, S₂ bằng hai bức xạ đơn sắc có bước sóng λ₁ = 0,72 μm và λ₂, thì thấy vân sáng bậc 3 của bức xạ λ₂ trùng với vân sáng bậc 2 của bức xạ λ₁. Khoảng vân i₂ ứng với bức xạ có giá trị:

A. 1,54 mm.       B. 1,44 mm.

C. 0,288 mm.       D. 0,96 mm.

Lời giải:

Chọn D.

Ta có: 2λ₁ = 3λ₂ ⇒ λ₂ = 0,48μm.

⇒ i₂ = 0,96mm.

Bài 28: Trong thí nghiệm Iâng, hai khe cách nhau 0,9 mm và cách màn là 1,8 m. Chiếu đồng thời hai bức xạ đơn sắc λ₁ = 0,6 μm và λ₂ = 0,45 μm vào hai khe Iâng. Trên bề rộng vùng giao thoa là 10 mm (vân trung tâm nằm giữa bề rộng) thì hai vân sáng khác có màu giống màu của vân sáng trung tâm xa nhất cách nhau bao nhiêu?

A. 9,6 mm.       B. 3,6 mm.

C. 7,2 mm.       D. 8,8 mm.

Lời giải:

Chọn C.

(i₁₂ là khoảng cách hai vị trí gần nhau nhất mà tại đó 2 bức xạ cho vân sáng trùng nhau, hay còn gọi là khoảng vân tương đương).

⇒ Cách nhau xa nhất là 7,2 mm (vì khoảng đang xét là từ -5 mm đến 5 mm, nên 1 vân sáng ở -3,6 mm vân còn lại ở 3,6 mm).

Bài 29: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe là 0,5 mm, khoảng cách từ hai khe đến màn quan sát là 2 m. Nguồn sáng dùng trong thí nghiệm gồm hai bức xạ có bước sóng λ₁ = 450 nm và λ₂ = 600 nm. Trên màn quan sát, gọi M, N là hai điểm ở cùng một phía so với vân trung tâm và cách vân trung tâm lần lượt là 5,5 mm và 22 mm. Trên đoạn MN, số vị trí vân sáng trùng nhau của hai bức xạ là:

A. 4.       B. 5.       C. 3.       D. 2.

Lời giải:

Chọn C.

Vậy trên đoạn MN có 3 vị trí vân sáng trùng nhau (7.2, 14.4, 21.6).

Bài 30: Trong thí nghiệm của Young có khoảng cách giữa 2 khe S₁S₂ là 1,5 mm, khoảng cách từ 1 khe đến màn quan sát E là 3 m. Chiếu đồng thời hai ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ₁ = 0,4 μm (màu tím) và λ₂ = 0,6 μm (màu vàng) thì thấy trên màn E xuất hiện một số vân sáng màu lục. Khoảng cách gần nhất giữa 2 vân màu lục là:

A. Δx = 0,6 mm.       B. Δx = 1,2 mm.

C. Δx = 1,8 mm.       D. Δx = 2,4 mm.

Lời giải:

Chọn D.

(λ₁₂ ký hiệu tượng trưng cho bước sóng hợp bởi 2 bước sóng kia, có màu lục, hay còn gọi là bước sóng tương đương).

⇒ Δx = i₁₂ = 2,4mm.

(i₁₂ là khoảng cách hai vị trí gần nhau nhất mà tại đó 2 bức xạ cho vân sáng trùng nhau).

Bài 31: Trong thí nghiệm giao thoa dùng khe Iâng có khoảng cách từ màn ảnh đến hai khe D = 2,5 m, khoảng cách giữa hai khe là a = 2,5 mm. Chiếu đồng thời hai ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ₁ = 0,48 μm và λ₂ = 0,64 μm thì vân sáng cùng màu với vân trung tâm và gần nhất cách vân trung tâm:

A. 1,92 mm.       B. 1,64 mm.

C. 1,72 mm.       D. 0,64 mm.

Lời giải:

Chọn A.

Điều kiện trùng nhau của 2 vân sáng là: k₁i₁ = k₂i₂.

⇒ i₁₂ = 1,92mm.

(i₁₂ là khoảng cách hai vị trí gần nhau nhất mà tại đó 2 bức xạ cho vân sáng trùng nhau).

Bài 32: Trong giao thoa ánh sáng bằng khe Y-âng biết hai khe cách nhau 0,7 mm và có cùng khoảng cách đến màn quan sát là 2,1 m. Chiếu sáng hai khe bởi ánh sáng gồm hai thành phần đơn sắc có bước sóng λ₁ = 0,42 μm và λ₂. Người ta thấy khoảng cách từ vân trung tâm đến vân sáng cùng màu với nó và gần nhất là 5,04 mm. Bước sóng λ₂ bằng:

A. 0,73 μm.       B. 0,42 μm.

C. 0,64 μm.       D. 0,56 μm.

Lời giải:

Chọn D.

Ta có:

Ở đây chỉ có 0,56μm thỏa mãn λ₁₂ = k₂λ₂ với:

Bài 33: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng với khe Iâng, khoảng cách giữa hai khe là 2 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 1,6 m. Chiếu sáng hai khe bằng ánh sáng hỗn hợp gồm hai ánh sáng đơn sắc có bước sóng 450 nm và 600 nm thì thu được hệ vân giao thoa trên màn. Biết vân sáng chính giữa (trung tâm) ứng với hai bức xạ trên trùng nhau. Khoảng cách từ vân chính giữa đến vân gần nhất cùng màu với vân chính giữa là bao nhiêu? Trong khoảng đó, tổng số có bao nhiêu vân sáng quan sát được (kể cả vân trung tâm và vân ở mép)?

A. 14,4 mm; 5 vân.

B. 7,2 mm; 6 vân.

C. 1,44 mm; 9 vân.

D. 1,44 mm; 7 vân.

Lời giải:

Chọn D.

⇒ i₁₂ = 1,44mm.

Trong khoảng đó (kể cả 2 đầu) có 5 vân của λ₁, 4 vân của λ₂, trừ đi 2 vân 2 đầu tính 2 lần ⇒ Có 7 vân.

Bài 34: Trong thí nghiệm giao thoa Y-âng, thực hiện đồng thời với hai bức xạ có bước sóng 640 nm (màu đỏ) và 560 nm (màu lục). Giữa hai vân sáng gần nhau nhất và cùng màu với vân trung tâm có bao nhiêu vị trí cực đại giao thoa của bức xạ màu đỏ, màu lục:

A. 6 đỏ và 7 lục.

B. 7 đỏ và 6 lục.

C. 7 đỏ và 8 lục.

D. 8 đỏ và 7 lục.

Lời giải:

Chọn A.

Chỉ tính ở giữa 2 vân cùng màu này nên có 6 vân đỏ và 7 vân lục.

Bài 35: Trong thí nghiệm giao thoa Y-âng thực hiện đồng thời hai bức xạ đơn sắc với khoảng vân trên màn ảnh thu được lần lượt là i₁ = 0,3 mm và i₂ = 0,4 mm.trên màn quan sát, gọi M và N là hai điểm ở cùng một phía so với vân trung tâm và cách vận trung tâm lần lượt là 2,25 mm và 6,75 mm. Trên đoạn MN, số vị trí mà vân sáng hệ 1 trùng với vân tối hệ 2 là:

A. 2.       B. 4.       C. 3.       D. 5.

Lời giải:

Chọn B.

Điều kiện cho vị trí có vân sáng hệ 1 trùng với vân tối hệ 2 là: k₁i₁ = (k₂ + 0,5)i₂ → 3k₁ = 4k₂ + 2 (1)

Ta thấy vế trái của (1) chia hết cho 3, do vậy k₂ phải có dạng chia 3 dư 1.

→ k₂ = 3n + 1 (n ∈ Z)

→ Tọa độ vị trí mà có vân sáng hệ 1 trùng với vân tối hệ 2 là:

x = (3.n + 1,5).i₂ = 1,2n + 0,6 mm

Số vị trí mà vân sáng hệ 1 trùng với vân tối hệ 2 trên đoạn MN thỏa mãn:

2,25 ≤ 1,2n + 0,6 ≤ 6,75 ⇔ 1,375 ≤ n ≤ 5,125

Có 4 giá trị của n thỏa mãn → Số vị trí cần tìm là 4.

100 câu trắc nghiệm Sóng ánh sáng có lời giải chi tiết (nâng cao - phần 3)

Bài 1: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe là 1 mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là 2 m. Chiếu đồng thời hai bức xạ đơn sắc có λ₁ = 0,4 μm và λ₂ = 0,5 μm. Cho bề rộng vùng giao thoa trên màn là 9 mm. Số vị trí vân sáng trùng nhau trên màn của hai bức xạ là:

A. 3.       B. 5.       C. 4.       D. 2.

Lời giải:

Chọn A.

Ta có vị trí vân trùng của hai bức xạ:

Bề rộng trường giao thoa là 9 mm nên ta có:

Như vậy số vân trùng của hai bức xạ trên trường giao thoa là 3 vân.

Bài 2: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng với khe Y-âng, khoảng cách giữa hai khe S₁S₂ = 1 mm, khoảng cách từ hai khe tới màn quan sát là D = 2 m. Chiếu vào hai khe S₁, S₂ đồng thời hai bức xạ có bước sóng λ₁ = 0,6 μm và bước sóng λ₂. Trong khoảng rộng L = 2,4 cm trên màn, đếm được 33 vạch sáng, trong đó có 5 vạch là kết quả trùng nhau của hai hệ vân, biết 2 trong 5 vạch trùng nhau nằm ngoài cùng của trường giao thoa, bước sóng λ₂ là:

A. 0,65 μm.       B. 0,45 μm.

C. 0,75 μm.       D. 0,55 μm.

Lời giải:

Chọn C.

Trong bề rộng L = 2,4 cm = 24 mm có 33 vạch sáng có 5 vạch là kết quả trùng nhau của hai hệ vân nên ta có tổng số vân sáng thực sự do hai bức xạ tạo nên là 33+ 5 =38 vân.

Hai trong 5 vạch trùng nhau nằm ở ngoài cùng của trường giao thoa.

Như vậy ta có: L = (n₁ - 1)i₁ = (n₂ - 2)i₂

Với:

Từ đó ta có: n₁ = 21, n₂ = 17.

⇒ λ₂ = 0,75 μm.

Bài 3: Thí nghiệm giao thoa ánh sáng với 2 đơn sắc λ₁ = 0,6 μm và đơn sắc λ₂ , quan sát phần dương của trường giao thoa ta thấy vân tối thứ 5 của hệ vân λ₁ trùng với vân sáng thứ 5 của hệ vân λ₂. Bước sóng λ₂ bằng:

A. 0,66 μm.       B. 0,54 μm.       C. 0,675 μm.       D. 0,825 μm.

Lời giải:

Chọn B.

Ta có vân tối thứ 5 của bức xạ 1 trùng với vân sáng thứ 5 của hệ vân 2 như vậy: 4,5i₁ = 5i₂ ⇒ λ₂ = 0,54μm.

Bài 4: Thực hiện giao thoa với khe Young, khoảng cách giữa hai khe bằng 1,5 mm, khoảng cách từ hai khe đến màn quan sát bằng 2 m. Hai khe được rọi đồng thời bằng các bức xạ đơn sắc có bước sóng lần lượt là λ₁ = 0,48 μm và λ₂ = 0,64 μm. Xác định khoảng cách nhỏ nhất giữa vân sáng trung tâm và vân sáng cùng màu với vân sáng trung tâm.

A. 5,12 mm.       B. 2,36 mm.

C. 2,56 mm.       D. 1,92 mm.

Lời giải:

Chọn C.

Vị trí vân trùng: k₁i₁ = k₂i₂ → 3k₁ = 4k₂.

Vân trùng đầu tiên ứng với: k₁ = 4 → x_{trùng min} = 4i₁ = 2,56mm.

Bài 5: Chiếu một tia sáng trắng hẹp vào một lăng kính có góc chiết quang A = 60^o, chiết suất biến thiên trong khoảng √2 ≤ n ≤ √3. Cho biết khi tia tím có góc lệch cực tiểu thì góc lệch đối với tia đỏ D_min = 60^o. Tìm góc tới i để tất cả các màu đều khúc xạ qua mặt AC.

A. i < 46,44^o.       B. i > 40,44^o.

C. i = 41,44^o.       D. i > 46,44^o.

Lời giải:

Chọn D.

Trước hết ta tìm góc tới i, để tia đỏ phản xạ toàn phần ở mặt bên AC. (Hình vẽ)

Góc tới hạn của tia đỏ:

Muốn tia đỏ phản xạ toàn phần thì r₂ > γ_0d hay r₂ > 45^o

⇒ r₁ = A - r₂, hay r₁ < 60^o - 45^o ⇒ r₁ < 15^o

sini₁ = nsinr₁; sini₁ < √2 .sin15^o ⇒ i₁ < 24,47^o (1)

Ta tìm i₁ để tia tím phản xạ toàn phần.

Để tia tím phản xạ toàn phần thì r₂ > γ_0t ⇒ r₁ < A - γ_0t ⇒ r₁ < 27,734^o

sini₁ < √3 .sinr₁ < √3 .sin27,734^o ⇒ i₁ < 46,44^o (2)

Để tất cả tia màu đều khúc xạ, thì i₁ phải không thỏa mãn cả (1) và (2).

Vậy i₁ > 46,44^o.

Bài 6: Một lăng kính có góc chiết quang A = 8^o. Chiếu một chùm ánh sáng trắng vào mặt bên, gần góc chiết quang của lăng kính theo phương vuông góc với mặt phẳng phân giác của góc chiết quang. Sau lăng kính, người ta đặt màn quan sát song song với mặt phân giác của lăng kính và cách mặt phân giác này 1,5m. Biết chiết suất của lăng kính đối với tia đỏ là 1,50 và đối với tia tím là 1,54. Độ rộng của quang phổ liên tục trên màn là:

A. 8,42 mm.       B. 7,63 mm.       C. 6,28mm.       D. 5,34mm.

Lời giải:

Chọn A.

- So với phương tia tới OH, tia đỏ OĐ bị lệch một góc:

D_đ = A(n - 1) = 8.(1,5 - 1) = 4^o.

- Tia tím OT lệch so với phương OH một góc:

D_t = A.(n - 1) = 8.(1,54 - 1) = 4,32^o.

Bề rộng quang phổ trên màn là miền ĐT, ta có:

ĐT = TH - ĐH = OH.tanD_t - OH.tanD_đ = OH.(tan D_t - tan D_đ).

Thay số: ĐT = 1,5.(tan4,32^o - tan4^o) = 8,42.10^-3 m.

Bài 7: Chiếu một chùm ánh sáng trắng từ không khí vào khối thuỷ tinh với góc tới 80^o. Biết chiết suất của thuỷ tinh với ánh sáng đỏ là 1,6444 và với ánh sáng tím là 1,6852. Góc lớn nhất giữa các tia khúc xạ là:

A. 2,03^o.       B. 1,33^o.       C. 1,03^o.       D. 0,93^o.

Lời giải:

Chọn C.

Khi ánh sáng trắng chiếu xiên góc tới mặt phân cách giữa hai môi trường thì ánh sáng bị tán sắc.

Do tia đỏ bị lệch ít nhất nên góc khúc xạ của nó là lớn nhất, từ định luật khúc xạ ánh sáng ta có: sinr_đ/sini = n_kk/n_đ → sinr_đ = 0,05989 → r_đ = 36,79^o.

Do tia tím bị lêch nhiều nhất nên góc khúc xạ của nó là nhỏ nhất, ta có:

sinr_t/sini = n_kk/n_t → sinr_t = 0,05844 → r_t = 35,76^o.

Góc lớn nhất giữa các tia khúc xạ chính là góc hợp bởi tia đỏ và tia tím:

Δr = r_đ - r_t = 1,03^o.

Bài 8: Một bể nước sâu 1,2m. Một chùm ánh sáng Mặt Trời chiếu vào mặt nước dưới góc tới i sao cho sini = 0,8. Chiết suất của nước đối với ánh sáng màu đỏ là 1,331 và đối với ánh sáng tím là 1,343. Tính bề rộng của dải quang phổ dưới đáy bể.

A. 16,25 mm.       B. 15,73 mm.

C. 13,4 mm.       D. 11,5 mm.

Lời giải:

Chọn C.

Theo định luật khúc xạ, đối với tia đỏ sini = n_đsinr_đ ⇒ r_đ = 36,97^o đối với tia tím sini = n_tsinr_t ⇒ r_t = 36,56^o.

Theo hình vẽ, ta có:

HĐ = HItanr_đ = 0,9032m.

HT = HItanr_t = 0,8898m.

Bề rộng của dải quang phổ dưới đáy bể là:

ĐT = HĐ - HT = 1,34cm.

Bài 9: Khi chiếu một chùm ánh sáng đỏ song song với trục chính của một thấu kính hội tụ, chùm sáng ló ra hội tụ tại một điểm cách quang tâm một đoạn 50 cm. Khi chiếu một chùm ánh sáng tím song song với trục chính của thấu kính trên thì chùm sáng hội tụ tại điểm T. Biết chiết suất của chất làm thấu kính đối với ánh sáng đỏ là 1,6 còn đối với ánh sáng tím là 1,64. Kết luận nào sau đây là đúng khi nói về vị trí tia sáng tím T?

A. Điểm sáng T nằm trước điểm sáng đỏ và cách một đoạn 2,5 cm.

B. Điểm sáng T nằm trước điểm sáng đỏ và cách một đoạn 3,12 cm.

C. Điểm sáng T nằm sau điểm sáng đỏ và cách một đoạn 2,5 cm.

D. Điểm sáng T nằm sau điểm sáng đỏ và cách một đoạn 3,12 cm.

Lời giải:

Chọn B.

Do các tia đỏ hội tụ tại điểm cách quang tâm một đoạn 50 cm nên tiêu cự của thấu kính đối với ánh sáng đỏ này là f_đ = 50 cm.

Áp dụng công thức tính tiêu cự, với ánh sáng đỏ:

Và với ánh sáng tím:

Chia vế với vế ta được:

Như vậy, điểm T sẽ gần quang tâm O của thấu kính hơn, theo đường truyền của tia sáng thì điểm sáng tím T nằm trước điểm sáng đỏ và cách điểm sáng đỏ một đoạn 50 - 46,88 = 3,12 cm.

Bài 10: Khi cho một tia sáng đơn sắc đi từ nước vào một môi trường trong suốt A, người ta đo được vận tốc truyền của ánh sáng đã bị giảm đi 1 lượng Δv = 10⁸ m/s. Biết chiết suất tuyệt đối của nước đối với ta sáng trên có giá trị nn = 1,33. Môi trường trong suốt A có chiết suất tuyệt đối bằng:

A. 1,6.       B. 2,2.       C. 2,4.       D. 3,2.

Lời giải:

Chọn C.

Trong môi trường nước, vận tốc truyền sáng: v_n = c/n_n.

Trong môi trường trong suốt A, vận tốc truyền sáng v = c/n.

Theo đề ra: Δv = v_n – v → v = v_n - Δv nên có thể viết: c/n = c/n_n - Δv.

Từ đó suy ra:

Bài 11: Sự phụ thuộc của chiết suất vào môi trường trong suốt, vào bước sóng ánh sáng được theo công thức n = A + B/λ². Đối với nước, ứng với tia đỏ λ_đ = 0,759 μm chiết suất là 1,329, còn ứng với tia tím λ_t = 0,405 μm thì có chiết suất 1,343. Hằng số A và B có giá trị là:

A. A = 1,3234; B = 0,0032.

B. A = 13,234; B = 0,0032.

C. A = 13,234; B = 0,032.

D. A = 1,3234; B = 0,32.

Lời giải:

Chọn A.

Áp dụng công thức n = A + B/λ² viết cho 2 trường hợp:

+ Đối với ánh sáng đỏ: 1,329 = A + B/0,759² (1)

+ Đối với ánh sáng tím: 1,343 = A + B/0,405² (2)

Từ (1) và (2) ta được : A = 1,3234 ; B = 0,0032.

Bài 12: Một thí nghiệm Y-âng được tiến hành đồng thời với hai ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ₁ = 0,48 μm và λ₂ = 0,64 μm. Khoảng cách giữa hai khe sáng là 1 mm, khoảng cách từ hai khe sáng đến màn quan sát là 1,5 m. Giao thoa quan sát trên một vùng rộng 2 cm đối xứng về hai phía của vân trung tâm. Tính số vị trí có sự trùng nhau của các vân sáng.

A. 6.       B. 7.       C. 5.       D. 13.

Lời giải:

Chọn B.

→ Vị trí trùng nhau của 2 vân sáng là vị trí vân sáng bậc 4n của ánh sáng bước sóng λ₁.

Ta có:

⇒ Có 7 vị trí vân sáng trùng nhau.

Bài 13: Trong thí nghiệm Iâng về hiện tượng giao thoa ánh sáng, biết a = 0,5 mm, D = 1 m. Khe S phát ra đồng thời hai bức xạ đơn sắc có bước sóng λ₁ = 0,4 μm, λ₂ = 0,5 μm. Biết hai điểm M và N nằm hai bên vân sáng trung tâm, cách vân sáng trung tâm lần lượt những khoảng 5 mm và 20 mm. Số vân sáng quan sát được nằm từ điểm M đến điểm N là:

A. 51.       B. 44.       C. 50.       D. 58.

Lời giải:

Chọn A.

Vị trí vân sáng của 2 bức xạ trùng nhau thỏa mãn: k₁i₁ = k₂i₂ → k₁/k₂ = λ₂/λ₁ = 5/4.

Vị trí 2 vân sáng trùng nhau là vị trí vân sáng bậc 5n của bức xạ λ₁.

Ta có: -5.10^-3 ≤ 5ni₁ ≤ 20.10^-3

⇔ -1,25 ≤ n ≤ 5 ⇒ -1 ≤ n ≤ 5

⇒ Có 7 vị trí trùng nhau.

Số vị trí cho vân sáng của bức xạ 1 thỏa mãn:

-5.10^-3 ≤ k₁i₁ ≤ 20.10^-3

⇔ -6,25 ≤ k₁ ≤ 25

⇔ -6 ≤ k₁ ≤ 25

⇒ Có 32 vị trí vân sáng bức xạ λ₁ trên đoạn MN.

Số vị trí cho vân sáng của bức xạ 2 thỏa mãn:

-5.10^-3 ≤ k₂i₂ ≤ 20.10^-3

⇒ Có 26 vị trí vân sáng bức xạ λ₁ trên đoạn MN.

Số vân sáng quan sát được trên đoạn MN là: 32 + 26 -7 = 51.

Bài 14: Thực hiện giao thoa ánh sáng với nguồn gồm hai thành phần đơn sắc nhìn thấy có bước sóng λ₁ = 0,64 μm; λ₂. Trên màn hứng các vân giao thoa, giữa hai vân gần nhất cùng màu với vân sáng trung tâm đếm được 11 vân sáng. Trong đó, số vân của bức xạ λ₁ và của bức xạ λ₂ lệch nhau 3 vân, bước sóng của λ₂ là:

A. 0,4 μm.       B. 0,45 μm.

C. 0,72 μm.       D. 0,54 μm.

Lời giải:

Chọn A.

TH1: λ₁ < λ₂

Từ 4 đáp án ⇒ λ₂ = 0,72 μm.

Số vân sáng của ánh sáng có bước sóng λ₁ nhiều hơn của λ₂ là 3 vân.

⇒ Ánh sáng λ₁ có 7 vân sáng, λ₂ có 4 vân sáng.

Xét tỉ số:

⇒ Vân sáng trùng nhau là vân sáng bậc 9n của λ₁ và bậc 8n của λ₂.

⇒ Khoảng giữa 2 vân trùng nhau có 8 vân sáng λ₁ và 7 vân sáng λ₂.

Vậy, trường hợp này không thỏa mãn.

TH2: λ₁ > λ₂

Số vân sáng của ánh sáng có bước sóng λ₂ nhiều hơn của λ₁ là 3 vân.

⇒ Ánh sáng λ₁ có 4 vân sáng, λ₂ có 7 vân sáng.

→ λ₂ = 0,4 μm.

Bài 15: Trong một thí nghiệm Y-âng có hai khe S₁, S₂ đặt cách nhau một khoảng a trong mặt phẳng thẳng đứng, khe S₁ ở phía trên. Khoảng cách từ hai khe đến màn là D. Nếu đặt sau khe S₁ một bản hai mặt song song bể dày e, chiết suất n theo phương song song với màn thì hệ vân trên dịch chuyển một khoảng bằng:

Lời giải:

Chọn C.

Thời gian truyền qua bản mặt tăng thêm:

Có thể coi đường truyền qua bản mặt tăng thêm:

Δd₁ = cΔt = e(n - 1).

Hiệu đường đi của hai sóng tới điểm có tọa độ x trên màn là:

Tại vân trung tâm: Δd = 0

Bài 16: Trong thí nghiệm Iâng về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe (S₁ và S₂) là 2mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là 2m và khoảng cách từ nguồn S đến mặt phẳng chứa hai khe là 0,5m. Nếu dời S theo phương song song với hai khe về phía S₂ thì khoảng cách và chiều dịch chuyển của vân sáng trung tâm (bậc 0) là:

A. 4mm, ngược chiều dời của S.

B. 5mm, cùng chiều dời của S.

C. 4mm, cùng chiều dời của S.

D. 5mm, ngược chiều dời của S.

Lời giải:

Chọn A.

Dời S theo phương song song với hai khe về phía S₂ thì khoảng cách và chiều dịch chuyển của vân sáng trung tâm (bậc 0) là:

Và ngược chiều với S.

Bài 17: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe là 0,4 mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là 2 m, hai khe S₁ và S₂ được chiếu bằng ánh sáng trắng có bước sóng từ 0,4 μm đến 0,76 μm. Xác định bước sóng của những bức xạ cho vân tối tại điểm M cách vân sáng trung tâm 8 mm.

A. λ = 0,54 μm; λ = 0,48 μm.

B. λ = 0,64 μm; λ = 0,48 μm.

C. λ = 0,64 μm; λ = 0,38 μm.

D. λ = 0,64 μm; λ = 0,46 μm.

Lời giải:

Chọn D.

Vị trí vân tối tại M là x = (k + 0,5).λ.D/a

⇔ 8 = (k + 0,5).λ.2/0,4

⇒ λ = 1,6/(k + 0,5).

Mà ánh sáng trắng có bước sóng từ 0,4 μm đến 0,76 μm.

⇒ 0,4 < 1,6/(k + 0,5) < 0,76

⇒ 1,6 < k < 3,5 ⇒ k = 2 và k = 3.

+) k = 2 ⇒ λ = 1,6/2,5 = 0,64 μm.

+) k = 3 ⇒ λ = 1,6/3,5 = 0,46 μm.

Bài 18: Trong thí nghiệm của Young về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe là 0,8 mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là 1,6 m. Dùng ánh sáng trắng có bước sóng từ 0,38 μm đến 0,76 μm để chiếu sáng hai khe. Hãy cho biết có những bức xạ nào cho vân sáng trùng với vân sáng bậc 4 của ánh sáng màu vàng có bước sóng λ_v = 0,60μm.

A. λ = 0,38 μm; λ = 0,40 μm.

B. λ = 0,48 μm; λ = 0,40 μm.

C. λ = 0,48 μm; λ = 0,60 μm.

D. λ = 0,38 μm; λ = 0,60 μm.

Lời giải:

Chọn B.

+) Vị trí vân sáng bậc 4 của ánh sáng vàng là:

x = 4.λ_v.D/a = 4.0,6.1,6/0,8 = 4,8 mm.

+) Vị trí vân sáng trùng với vân sáng bậc 4 của ánh sáng vàng là:

x = k.λ.D/a = 4,8.

⇒ λ = 2,4/k.

Mặt khác ánh sáng trắng có bước sóng từ 0,38 μm đến 0,76 μm.

⇒ 0,38 < 2,4/k < 0,76 ⇒ 3,16 < k < 6,32 hay k = 4 và k = 5 và k = 6.

+) k = 4 ⇒ λ = 2,4/4 = 0,60 μm (trùng với λ_v).

+) k = 5 ⇒ λ = 2,4/5 = 0,48 μm.

+) k = 6 ⇒ λ = 2,4/6 = 0,40 μm.

Bài 19: Lưỡng lăng kính được ghép từ hai lăng kính giống hệt nhau, có góc chiết quang nhỏ A₁ = A₂ = A, chiết suất n₁ = n₂ = n. Nguồn sáng đơn sắc S đặt trên trục đối xứng, cách lưỡng lăng kính một đoạn d, màn ảnh cách lưỡng lăng kính một đoạn l. Cho rằng do A bé nên tanA = A, và bỏ qua chiều dày của đáy lăng kính. Tìm số vân sáng trên màn, với d = 0,5m; l = 1,5m; A = 4.10^-3rad; n = 1,5; λ = 0,6μm.

A. 15 vân sáng.

B. 13 vân sáng.

C. 11 vân sáng.

D. 14 vân sáng.

Lời giải:

Chọn C.

Do lăng kính có góc A bé, hai ảnh được tạo thành và S nằm trên cùng một đường thẳng, khoảng cách vật - ảnh là: (Hình vẽ)

SS₁ = SS₂ = dtanα = dtanA(n - 1).

a = S₁S₂ = 2dtanA(n - 1), với A bé.

⇒ a = 2dA(n - 1) (1).

Trường giao thoa là vùng MN, trong đó các góc:

Bề rộng của vùng giao thoa: OM = ON = ltanα = ltanA(n - 1).

Do góc bé, nên MN = 2lA(n - 1) (2)

Từ (1), ta có: a = 2.0,5.4.10^-3.(1,5 - 1) = 2.10^-3m

D = l + d = 2m

Tọa độ vân sáng: x = ki, (với - ON ≤ ki ≤ OM).

Với OM = ON = lA(n - 1) = 1,5.4.10^-3.(1,5 - 1) = 3.10^-3m.

Ta có:

Vậy có 11 vân sáng.

Bài 20: Đặt một mãnh mica có n = 1,6 che một trong hai khe của thí nghiệm I-âng, ta thấy vân sáng bậc 30 dịch chuyển đến vị trí vân sáng trung tâm. Bước sóng của ánh sáng là 450nm thì độ dày của mica là:

A. 11,25 μm.       B. 22,5 μm.       C. 20,15 μm.       D. 45 μm.

Lời giải:

Chọn B.

Sử dụng công thức tính độ dịch chuyển hệ vân:

Khoảng dịch chuyển x₀ = 30.i = 30.λ.D/a = (n - 1).e.D/a

⇒ Độ dày của mica là e = 30λ/(n - 1) = 30.0,45/0,6 = 22,5 μm.

Bài 21: Hai gương phằng nhỏ M₁ và M₂ đặt lệch nhau một góc α = 12' (hệ gương phằng Fre-nen). Khoảng cách từ khe sáng hẹp S phát ánh sáng đơn sắc (bước sóng λ = 0,55μm) và từ màn E đến giao tuyến I của hai gương lần lượt bằng r = 10cm và L = 1,3m. Biết rằng hệ hai gương phằng Fre-nen tương đương với hệ hai khe Y-âng. Tính số vân sáng quan sát được trên màn E.

A. 9 vân sáng.

B. 10 vân sáng.

C. 12 vân sáng.

D. 14 vân sáng.

Lời giải:

Chọn A.

Gọi S₁, S₂ là hai ảnh ảo của S tạo bởi hai gương phằng M₁ và M₂. Chùm tia xuất phát từ khe S sau khi phản xạ trên hai gương bị tách thành hai. Các chùm tia này giống như xuất phát từ S₁ và S₂. Các ảnh ảo S₁, S₂ là hai nguồn kết hợp.

Vì từ cùng một nguồn S tách thành hai nên các chùm tia sáng xuất phát từ S₁ và S₂ kết hợp với nhau và gây ra hiện tượng giao thoa. Vùng chung OMN của hai chùm chính là vùng giao thoa (Hình vẽ).

Vì góc α nhỏ, từ hình vẽ, ta có:

IH = rcosα ≈ r

Khoảng vân:

Với D = HO = IH + IO = L + r = 140cm → i ≈ 1,1mm.

Bề rộng của vùng giao thoa:

Số vân sáng quan sát được trên màn:

Bài 22: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, khe hẹp S phát ra đồng thời ba bức xạ đơn sắc có bước sóng là λ₁ = 0,42 μm, λ₂ = 0,56 μm và λ₃ = 0,63 μm. Trên màn, trong khoảng giữa hai vân sáng liên tiếp có màu giống màu vân trung tâm, nếu hai vân sáng của hai bức xạ trùng nhau ta chỉ tính là một vân sáng thì số vân sáng quan sát được là:

A. 21.       B. 23.       C. 26.       D. 27.

Lời giải:

Chọn A.

+ Điều kiện vân sáng của λ₁ trùng với vân sáng của λ₂:

k₂/k₁ = λ₁/λ₂ = 0,42/0,56 = a/b = 3/4.

+) Điều kiện vân sáng của λ₁ trùng với vân sáng của λ₃:

k₃/k₁ = λ₁/λ₃ = 0,42/0,63 = c/d = 2/3.

+) Điều kiện vân sáng của λ₂ trùng với vân sáng của λ₃:

k₃/k₂ = λ₂/λ₃ = 0,56/0,63 = e/f = 8/9.

→ Khoảng vân trùng i = b.d.λ₁ = a.d.λ₂ = b.c.λ₃ hay i = 12λ₁ = 9λ₂ = 8λ₃.

Trong khoảng giữa hai vân sáng liên tiếp có màu giống màu vân trung tâm, có 2 vị trí vân sáng bức xạ 1 trùng với bức xạ 2, 3 vị trí vân sáng bức xạ 1 trùng với bức xạ 3.

⇒ Số vân sáng quan sát được là N = (12 – 1)+ (9 – 1) + (8 – 1) – (2 + 3) = 21 vân.

(2 vân sáng trùng nhau tính là 1).

Bài 23: Chiếu từ nước ra không khí một chùm tia sáng song song rất hẹp (coi như một tia sáng) gồm 5 thành phần đơn sắc: tím, lam, đỏ, lục, vàng. Tia ló đơn sắc màu lục đi là là mặt nước (sát với mặt phân cách giữa hai môi trường). Không kể tia đơn sắc màu lục, các tia ló ra ngoài không khí là các tia đơn sắc màu:

A. tím, lam, đỏ.

B. đỏ, vàng, lam.

C. đỏ, vàng.

D. lam, tím.

Lời giải:

Chọn C.

Ta có: sini_{giới hạn} = 1/n

Mà i_{(giới hạn)} = i_{giới hạn lục} và i_{(giới hạn đỏ)} < i_{(giới hạn vàng)} < i_{(giới hạn lục)} = i_{(giới hạn)}.

⇒ Các tia ló ra ngoài không khí là tia vàng, đỏ.

Bài 24: Trong giao thoa với khe I – âng có a = 1,5mm, D = 3m, trên đường đi của tia sáng người ta đặt bản mỏng song song bằng thủy tinh có chiết suất 1,5 có bề dày 1μm thì hệ vân sẽ dịch chuyển một đoạn:

A. 10 mm.       B. 1 mm.       C. 1,5 mm.       D. 3 mm.

Lời giải:

Chọn B.

Sử dụng công thức tính độ dịch chuyển hệ vân:

Khoảng vân dịch chuyển 1 đoạn:

x = (n - 1).e.D/a = (1,5 - 1).1.3/1,5 = 1 mm.

Bài 25: 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?

A. 3.       B. 8.       C. 7.       D. 4.

Lời giải:

Chọn D.

+) Vị trí vân sáng bậc 4 của ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,76 μm là:

x = 4.0,76.D/a (1)

+) Vị trí vân sáng tại điểm đó là:

x = k.λ.D/a (2)

Từ (1) và (2) ⇒ λ = 3,04/k.

Mà ánh sáng trắng có bước sóng từ 0,38 μm đến 0,76 μm.

⇒ 0,38 ≤ 3,04/k ≤ 0,76.

⇒ 8 ≥ k ≥ 4 (lấy cả dấu =) hay k = 4,5,6,7,8.

⇒ Có 4 vân sáng nữa (trừ vị trí vân sáng bậc 4 của ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,76 μm).

Bài 26: Chiếu đồng thời ba bức xạ đơn sắc có bước sóng 0,4 μm; 0,48 μm và 0,6 μm vào hai khe của thí nghiệm Y-âng. Biết khoảng cách giữa hai khe là 1,2 mm, khoảng cách từ hai khe tới màn là 3 m. Khoảng cách ngắn nhất giữa hai vị trí có màu cùng màu với vân sáng trung tâm là:

A. 12 mm.       B. 18 mm.       C. 24 mm.       D. 6 mm.

Lời giải:

Chọn D.

+) λ₁/λ₂ = 0,4/0,48 = a/b = 5/6.

+) λ₁/λ₃ = 0,4/0,6 = c/d = 2/3.

⇒ Khoảng vân trùng là: i = b.d.i₁ = a.d.i₂ = b.c.i₃ hay i = 18i₁ = 15i₂ = 12i₃.

⇒ Khoảng cách ngắn nhất giữa hai vị trí có màu cùng màu với vân sáng trung tâm là:

x = 6i₁ = 5i₂ = 4i₃.

Mà i₁ = λ₁.D/a = 0,4.3/1,2 = 1 mm.

⇒ x = 6.1 = 6 mm.

Bài 27:

Cho một thấu kính hội tụ L tiêu cự f = 50cm, khẩu độ có bán kính R = 3cm. Cách thấu kính một đoạn d = 75cm, người ta đặt một khe sáng thẳng đứng S. Ánh sáng do khe phát ra có bước sóng λ = 0,5μm. Thấu kính được cưa dọc theo một đường kính thẳng đứng thành hai nửa thấu kính L₁ và L₂: Các nửa thấu kính này được tách ra để tạo thành một khe hở thẳng đứng song song với khe sáng S và nhờ chèn vào giữa một dây kim loại mảnh có dường kính b = 1mm (hệ thống như trên gọi là bán kính thấu kính Bi-ê) (Hình vẽ). Cách lưỡng thấu kính một đoạn l, người ta đặt một màn quan sát E vuông góc với chùm tia sáng phát ra từ lưỡng thấu kính. Bắt đầu từ giá trị l₀ nào của l ta có thể quan sát được các vân giao thoa trên màn E?

A. 1,578m.       B. 1,988 mm.       C. 2,124 mm.       D. 0,546 mm.

Lời giải:

Chọn A.

Gọi S₁ và S₂ là ảnh của khe sáng S tạo bởi hai nửa thấu kính L₁ và L₂, d' là khoảng cách từ S₁ (hoặc S₂) tới thấu kính.

Ta có:

Như vậy S₁ và S₂ là hai ảnh thật.

Theo hình vẽ, ta có:

Các chùm tia sáng phát ra từ S, sau khi khúc xạ qua hai nửa thấu kính đi tới màn E, có thể coi như xuất phát từ hai nguồn kết hợp S₁ và S₂. Hai chùm khúc xạ có một miền chung O₁MN, đó chính là vùng giao thoa. Như vậy, có thể coi bán kính thấu kính Bi-ê như một hệ thống khe Y-âng S₁S₂, cách nhau a = S₁S₂ = 3mm và cách màn quan sát một khoảng D = l - d'. Từ hình vẽ ta thấy để quan sát được hiện tượng giao thoa trên màn E thì phải đặt màn E cách thấu kính một khoảng lớn hơn hoặc bằng HO₁ = l₀: l > l₀. Từ hình vẽ, xét hai tam giác đồng dạng O₁L₁L₂ và O₁S₁S₂ ta có:

Thay số ta được l₀ = 1,578m.

Bài 28: Trong thí nghiệm giao thoa qua khe Young, hiệu quang trình từ hai khe S₁, S₂ đến điểm M trên màn bằng 3,5(μm). Bước sóng của ánh sáng thấy được có bước sóng từ 380(nm) đến 760(nm) khi giao thoa cho vân tối tại M có giá trị bằng:

A. 0,636(μm); 0,538(μm); 0,454(μm); 0,426(μm).

B. 0,636(μm); 0,538(μm); 0,467(μm); 0,412(μm).

C. 0,686(μm); 0,526(μm); 0,483(μm); 0,417(μm).

D. 0,720(μm); 0,615(μm); 0,534(μm); 0,456(μm).

Lời giải:

Chọn B.

Hiệu quang trình từ hai khe S₁, S₂ đến điểm M trên màn bằng 3,5(μm)

⇒ (k + 0,5 ).λ = 3,5 ⇒ λ = 3,5/(k + 0,5).

Do ánh sáng thấy được có bước sóng từ 380(nm) đến 760(nm).

⇒ 0,38 < 3,5/(k + 0,5 ) < 0,76.

⇒ 4,1 < k < 8,7 hay k = 5,6,7,8.

+) k = 5 ⇒ λ = 0,636(μm).

+) k = 6 ⇒ λ = 0,538(μm).

+) k = 7 ⇒ λ = 0,467(μm).

+) k = 8 ⇒ λ = 0,412(μm).

Bài 29:

Trong thí nghiệm giao thoa như hình vẽ hai lăng kính P, P' đều có góc chiết quang nhỏ và bằng α. Các khoảng cách từ nguồn và từ màn đến hệ hai thấu kính lần lượt là d₁, d₂. Kích thước của các lăng kính rất nhỏ so với các khoảng cách này. Nguồn S phát ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ. Chiết suất của lăng kính là n. Khoảng vân quan sát được trên màn là i. Chiết suất n của lăng kính và bề rộng của vùng giao thoa quan sát được trên màn có giá trị lần lượt là:

Lời giải:

Chọn B.

Góc lệch của các tia qua mỗi lăng kính δ = α(n - 1).

Ảnh của S qua hai lăng kính được coi là hai nguồn cách nhau: a = d₁.2δ = 2d₁α(n - 1), và cách màn D = d₁ + d₂.

Do đó khoảng vân:

Chiết suất:

Độ rộng vùng giao thoa: b = d₂.2δ = 2d₂α(n - 1).