Bài 25 : GIAO THOA ÁNH SÁNG

Bài 25

GIAO THOA ÁNH SÁNG

–o0o–

1.Hiện tượng Giao thoa ánh sáng :

Là Hiện tượng trong vùng hai chùm ánh sáng gặp nhau có những vạch sáng, tối xen kẻ nhau một cách đều đặn. tại những vạch sáng là chổ hai sóng ánh sáng tăng cường lẫn nhau gọi là vân sáng, tại những vạch tối là chổ hai sóng ánh sáng triệt tiêu lẫn nhau gọi là vân tối.

2. Vị trí vân sáng – vân tối :

Thí nghiệm Young :

Hiệu quang lộ :

d2 – d1 = ax/D.

Tại vân sáng :

d2 –d1 = ax/D = kλ.

Suy ra : x sáng = k . λD/a . trong đó k :

k = 0 : vân sáng trung tâm.

k = ±1 : vân sáng bậc 1.

k = ±2  : vân sáng bậc 2…

Khoảng vân i  : 

Là khoảng cách giữa hai vân sáng (tối) liên tiếp.

i = xk +1 – xk = λD/a

Tại vân tối : d2 –d1= ax/D = (k + ½)λ.

Suy ra : xtối = (k + ½)λD/a = (k + ½). i

k = 0, -1 : vân tối bậc 1.

k = 1, -2: vân tối bậc 2.

k = 2, -3 : vân tối bậc 3…

3. bước sóng  – màu sắc

Màu λ (nm) Ánh sáng

Ánh sáng hồng ngoại

Đỏ 640-760

Ánh sáng nhìn thấy

Da cam 590-650
vàng 570-600
Lục 500-575
lam 450-510
chàm 430-460
Tím 380-440

Ánh sáng tử ngoại

2010A M135

Câu 3: 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

A. 21 vân. B. 15 vân. C. 17 vân. D. 19 vân.

Phân tích :

λ= 0,6 μm; a = 1 mm; D = 2,5 m; L = 1,25 cm

tính : Tổng số vân sáng và vân tối = ?

hướng dẫn giải :

tính : i = λD/a = 1,5 mm.

xét tỉ số : L/(2i) = 4,1

suy ra có số vân sáng : 2.4 + 1 = 9

vân tối : 2.4 = 8

Tổng số vân sáng và vân tối = 9 + 8 = 17.

Câu 13: 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 720 nm và bức xạ màu lục có bước sóng λ (có giá trị trong khoảng từ 500 nm đến 575 nm). Trên màn quan sát, giữa hai vân sáng gần nhau nhất và cùng màu với vân sáng trung tâm có 8 vân sáng màu lục. Giá trị của λ là

A. 500 nm. B. 520 nm. C. 540 nm. D. 560 nm.

Phân tích : bức xạ ( màu đỏ và màu lục) giao thoa nhau.

giữa hai vân sáng gần nhau nhất và cùng màu với vân sáng trung tâm có 8 vân sáng màu lục. có nhĩa là hệ thống giao thoa gồm vân sáng trung tâm và khoảng vân chứa 8 vân sáng màu lục thành phần.

suy ra : khoảng vân hệ thống = (kt = 8 + 1 = 9)  lần khoảng vân vân sáng màu lục = k lần  khoảng vân màu đỏ.

 hướng dẫn giải :

x sáng = kd . λdD/a = kt . λt D/a = >λt = kd . λd/ kt = kd λd/ 9

mà  : 500 nm ≤  λt ≤ 575 nm => 500 nm ≤  kd λd/ 9 ≤ 575 nm =>  6.25 ≤kd ≤ 7,1

Chọn :   Kd = 7 = > λt = 7.720/ 9 = 560 nm

Câu 19: Một sợi dây AB dài 100 cm căng ngang, đầu B cố định, đầu A gắn với một nhánh của âm thoa dao động điều hòa với tần số 40 Hz. Trên dây AB có một sóng dừng ổn định, A được coi là nút sóng. Tốc độ truyền sóng trên dây là 20 m/s. Kể cả A và B, trên dây có

A. 5 nút và 4 bụng. B. 3 nút và 2 bụng. C. 9 nút và 8 bụng. D. 7 nút và 6 bụng.

Hướng dẫn giải :

tính : λ = v/f = 50cm

xét  2l/( λ) = 4.

Suy ra  : 5 nút và 4 bụng

Câu 22: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe được chiếu bằng ánh sáng trắng có bước sóng từ 380 nm đến 760 nm. Khoảng cách giữa hai khe là 0,8 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 2 m. Trên màn, tại vị trí cách vân trung tâm 3 mm có vân sáng của các bức xạ với bước sóng

A. 0,48 μm và 0,56 μm. B. 0,40 μm và 0,60 μm.

C. 0,45 μm và 0,60 μm. D. 0,40 μm và 0,64 μm.

Hướng dẫn giải :

x sáng = k . λD/a . => λ = 1200/k nm

380 nm  ≤ λ ≤ 760 nm. => k = 2, 3

λ = 600nm; λ = 400nm

 

Câu 29: Điều kiện để hai sóng cơ khi gặp nhau, giao thoa được với nhau là hai sóng phải xuất phát từ hai nguồn dao động

A. cùng biên độ và có hiệu số pha không đổi theo thời gian.

B. cùng tần số, cùng phương.

C. có cùng pha ban đầu và cùng biên độ.

D. cùng tần số, cùng phương và có hiệu số pha không đổi theo thời gian.

Câu 31: Ở mặt thoáng của một chất lỏng có hai nguồn sóng kết hợp A và B cách nhau 20 cm, dao động theo phương thẳng đứng với phương trình =πAu2cos40 và =π+πBu2cos(40t (uA và uB tính bằng mm, t tính bằng s). Biết tốc độ truyền sóng trên mặt chất lỏng là 30 cm/s. Xét hình vuông AMNB thuộc mặt thoáng chất lỏng. Số điểm dao động với biên độ cực đại trên đoạn BM là

A. 19. B. 18. C. 17. D. 20.

Câu 43: Trong thí nghiệm Y-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

  1. A.     2λ. B. 1,5λ. C. 3λ. D. 2,5λ.

Hướng dẫn giải :

d2 –d1 = ax/D = (k + ½)λ. K = 2

Câu 45: Tại một điểm trên mặt chất lỏng có một nguồn dao động với tần số 120 Hz, tạo ra sóng ổn định trên mặt chất lỏng. Xét 5 gợn lồi liên tiếp trên một phương truyền sóng, ở về một phía so với nguồn, gợn thứ nhất cách gợn thứ năm 0,5 m. Tốc độ truyền sóng là

A. 30 m/s. B. 15 m/s. C. 12 m/s. D. 25 m/s.

Hướng dẫn giải :

λ/2 = 0,5/4 => λ = 0,25m

v = λ.f = 30m/s

2009A  M135

 Câu 2: 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. 2. D. 3.

Hướng dẫn giải :

Câu 4: Trên một sợi dây đàn hồi dài 1,8 m, hai đầu cố định, đang có sóng dừng với 6 bụng sóng. Biết sóng truyền trên dây có tần số 100 Hz. Tốc độ truyền sóng trên dây là

A. 20 m/s. B. 600 m/s. C. 60 m/s. D. 10 m/s.

Câu 6: Bước sóng là khoảng cách giữa hai điểm

A. gần nhau nhất mà dao động tại hai điểm đó cùng pha.

B. trên cùng một phương truyền sóng mà dao động tại hai điểm đó cùng pha.

C. trên cùng một phương truyền sóng mà dao động tại hai điểm đó ngược pha.

D. gần nhau nhất trên cùng một phương truyền sóng mà dao động tại hai điểm đó cùng pha.

Câu 16: 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. 8. B. 7. C. 4. D. 3.

Câu 41: Một sóng âm truyền trong thép với tốc độ 5000 m/s. Nếu độ lệch pha của sóng âm đó ở hai điểm gần nhau nhất cách nhau 1 m trên cùng một phương truyền sóng là 2π thì tần số của sóng bằng

A. 1000 Hz. B. 1250 Hz. C. 5000 Hz. D. 2500 Hz.

2008A  128

Câu 2: Trong thí nghiệm về sóng dừng, trên một sợi dây đàn hồi dài 1,2 m với hai đầu cố định, người ta quan sát thấy ngoài hai đầu dây cố định còn có hai điểm khác trên dây không dao động. Biết khoảng thời gian giữa hai lần liên tiếp sợi dây duỗi thẳng là 0,05 s. Vận tốc truyền sóng trên dây là

  1. A.    16 m/s. B. 4 m/s. C. 12 m/s. D. 8 m/s.

 

Câu 27: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng với khe Iâng (Y-âng), khoảng cách giữa hai khe là 2 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 1,2 m. Chiếu sáng hai khe bằng ánh sáng hỗn hợp gồm hai ánh sáng đơn sắc có bước sóng 500 nm và 660 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

A. 9,9 mm. B. 19,8 mm. C. 29,7 mm. D. 4,9 mm.

Câu 39: Tại hai điểm A và B trong một môi trường truyền sóng có hai nguồn sóng kết hợp, dao động cùng phương với phương trình lần lượt là A u = asin(ωt )và  B u = asin( ωt + π) . Biết vận tốc và biên độ sóng do mỗi nguồn tạo ra không đổi trong quá trình sóng truyền. Trong khoảng giữa A và B có giao thoa sóng do hai nguồn trên gây ra. Phần tử vật chất tại trung điểm của đoạn AB dao động với biên độ bằng

A. a/2. B. 2a. C. 0. D. a.


About these ads

Gửi phản hồi (có dấu )

Mời bạn điền thông tin vào ô dưới đây hoặc kích vào một biểu tượng để đăng nhập:

WordPress.com Logo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản WordPress.com Log Out / Thay đổi )

Twitter picture

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Twitter Log Out / Thay đổi )

Facebook photo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Facebook Log Out / Thay đổi )

Google+ photo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Google+ Log Out / Thay đổi )

Connecting to %s