Lý thuyết và Bài tập Vật lí Lớp 12 - Phương pháp giải bài toán về giao thoa với ánh sáng hỗn hợp (Có lời giải)

Nội dung text: Lý thuyết và Bài tập Vật lí Lớp 12 - Phương pháp giải bài toán về giao thoa với ánh sáng hỗn hợp (Có lời giải)

1. k  0,6 4 k 4m x x 1 2 1 x 4n.i 3n.i S1 S2  1 2 k2 1 0,45 3 k2 3n 11 13 i2 13 2 13 0,6 Từ đó ta có: 11i1 4n.i1 13i2 n . . . 64,33 4 4 i1 4 1 4 0,45 2,75 n 4,33 n 2; 1; ;3;4 . Có 7 giá trị nguyên của n nên có 7 vân sáng trùng nhau trên đoạn MN thỏa mãn. Vậy số vân sáng quan sát được trên đoạn MN là: N 29 22 7 44 (vân sáng). Đáp án B. Ví dụ 4: Thí nghiệm giao thoa ánh sáng Y - âng. Chiếu vào hai khe đồng thời hai bức xạ đơn sắc nhìn thấy có bước sóng 1 0,42μm và 2 thì trên màn quan sát giữa hai điểm M, N cùng màu với vân trung tâm người ta thấy có 16 khoảng vân của bức xạ 1 . Giữa M và N còn 3 vị trí khác cho màu giống như màu của vân trung tâm. Bước sóng 2 có giá trị là A. 0,48m.B. 0,56m.C. 0,63m.D. 0,49m. Lời giải Gọi xmin là khoảng cách nhỏ nhất giữa hai vân sáng cùng màu với vân trung tâm. Do giữa M và N còn có 3 vị trí khác cùng màu với màu của vân trung tâm nên khoảng cách giữa M và N là khoảng cách giữa 5 vân sáng liên tiếp cùng màu với vân trung tâm, do đó ta có: MN 4 xmin 16i1 . Suy ra khoảng cách nhỏ nhất giữa hai vân sáng cùng màu với vân trung tâm thỏa mãn: 4i1 41 4.0,42 1,68 xmin 4i1 k2i2 k2 i2 2 2 2 Vì bức xạ 2 là ánh sáng nhìn thấy nên 0,38μm  0,76μm . Từ đó ta có 1,68 1,68 1,68 k2 2,21 k2 4,42 0,76 2 0,38 1,68 1,68 Vì 1 2 nên chọn k2 3 2 0,5μm . k2 3 Đáp án B. Ví dụ 5: Tiến hành giao thoa với hai khe Y - âng có khoảng cách giữa hai khe là a 2mm , khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe tới màn quan sát làD 2m . Ánh sáng giao thoa là chùm sáng tổng hợp có bước sóng biến thiên liên tục trong giới hạn 1 0,52μm 1 2 0,68μm . Tìm khoảng cách nhỏ nhất từ vân sáng trung tâm tới vị trí mà tại đó có hai vân sáng trùng nhau? A. xmin 2,08mm .B. xmin 1,04mm .C. xmin 2,72mm .D. xmin 2,60mm . Lời giải Điều kiện để một vị trí có hai quang phổ bậc k và k 1 chồng chập lên nhau là:  D  D xk 1 xk k 1 1 k 2 k 1  k 0 1 2 a a 1 2
2. A. 630 nm.B. 450 nm.C. 720 nm. D. 600 nm. Lời giải Xét khoảng cách giữa vân sáng đầu tiên cùng màu với vân trung tâm và vân trung tâm. Khoảng này có 6 vân sáng với bức xạ 1 . Như vậy tại vị trí vân sáng đầu tiên cùng màu với vân trung tâm có chứa vân sáng bậc 7 của bức xạ 1 . Vị trí này là vân sáng bậc k2 của bức xạ 2 . 7 3,15 Ta có điều kiện vân trùng: k11 k22 2 1 μm k2 k2 Vì 0,6 2 0,75 nên 4,2 k2 5,25 . Suy ra k2 5 . Vậy bước sóng 2 630 nm . Đáp án A. Ví dụ 9: 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 là 2 m. Nguồn sáng dùng trong thí nghiệm gồm hai bức xạ có bước sóng 1 0,45μm và 2 0,6μm . Trên màn quan sát, gọi M và 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 trên là? A. 5.B. 2.C. 3. D. 4. Lời giải Vị trí vân sáng trùng nhau của hai bức xạ trên là:  D  D k 600 4 x x k 1 k 2 k  k  1 S1 S2 1 2 1 1 2 2 a a k2 450 3 k 4x 1 1D 0,45.2 Suy ra . Vị trí trùng nhau là: x k1 4x 7,2x mm . k2 3x a 0,5 Vì xM x xN nên 5,5 7,2 x 22 0,76 x 3,1 Có 3 giá trị của x thỏa mãn nên có 3 vị trí vân sáng trùng nhau của hai bức xạ trên đoạn MN. Đáp án C. Ví dụ 10: Trong thí nghiệm Y – âng về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe là 2 mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là 2 m. Nguồn sáng dùng trong thí nghiệm gồm hai bức xạ có bước sóng 1 0,45μm và 2 0,6μm . Trên bề rộng trường giao thoa 13 mm, số vân sáng quan sát được là bao nhiêu? A. 50.B. 21.C. 29. D. 43. Lời giải Ta sẽ đi tìm số vân sáng chỉ do 1 0,45μm tạo ra, số vân sáng chỉ do 2 0,6μm tạo ra trên trường giao thoa. Sau đó ta trừ đi số vân sáng trùng nhau của hai bức xạ.  D - Khoảng vân của bức xạ  0,45μm là i 1 0,45mm . 1 1 a
3. sóng 1 0,60μm và 2 chưa biết. Trong khoảng rộng L 18 mm đối xứng qua vân trung tâm, đếm đuợc 61 vân sáng, trong đó có 7 vân là kết quả trùng nhau của hệ vân. Tính 2 biết 2 trong 7 vân trùng nhau nằm ở mép ngoài cùng của truòng giao thoa. A. 2 0,50μm .B. 2 0,55μm .C. 2 0,75μm .D. Không tồn tại 2 . Lời giải  D 0,6.10 3.2.103 Khoảng vân đối với bước sóng  : i 1 0,6 mm 1 1 a 2 Số vân sáng của bức xạ có bước sóng 1 quan sát được trên màn hình là: L 18 NS .2 1 .2 1 31 2i 2.0,6 Trong 61 vân sáng đếm được trên màn thì có 7 vân trùng nhau chỉ được đếm một lần. Số vân sáng thực tế 1 S do hai bức xạ phát ra là: NS N2 61 7 68 2 1 Số vân sáng bức xạ 2 phát ra là: N 68 N 68 31 37 Do đó hai vân trùng nhau ở mép ngoài cùng của khoảng L chia hết cho cả i1 và i2 , do đó: 2 L L NS .2 1 .2 1 37 2i2 2i2 18 18 i2a 0,5.2 3 36 i2 0,5mm 2 3 0,5.10 mm 0,5μm . i2 36 D 2.10 Đáp án A. Ví dụ 13: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng với khe Y – âng, khoảng cách giữa hai khe S1S2 bằng 2mm, khoảng cách từ hai khe đến màn quan sát là D 2 m . Chiếu vào hai khe đồng thời hai bức xạ với bước sóng 1 0,50μm và 2 chưa biết. Trong khoảng rộng L 8 mm đối xứng qua vân trung tâm, đếm đuợc 31 vân sáng, trong đó có 7 vân là kết quả trùng nhau của hệ vân. Tính 2 biết 2 trong 7 vân trùng nhau nằm ở mép ngoài cùng của truòng giao thoa. A. 2 0,45μm .B. 2 0,55μm .C. 2 0,75μm .D. 2 0,40μm . Lời giải  D 0,5.10 3.2.103 Khoảng vân đối với bước sóng  : i 1 0,5 mm 1 1 a 2 Số vân sáng của bức xạ có bước sóng 1 quan sát được trên màn hình là: L 8 NS .2 1 .2 1 17 2i 2.0,5 Trong 31 vân sáng đếm được trên màn thì có 7 vân trùng nhau chỉ được đếm một lần. Vậy số vân sáng thực 1 2 tế do hai bức xạ phát ra là: NS NS 31 7 38 2 1 Số vân sáng bức xạ 2 phát ra là: N 38 NS 38 17 21
4. Lời giải Vị trí vân tối trùng nhau của hai bức xạ: 1  D 1  D 2k 1 0,6 4 x x k 1 k 2 1 T1 T2 1 2 2 a 2 a 2k2 1 0,45 3 2k1 1 4 2n 1 Suy ra ta có thể viết . 2k2 1 3 2n 1  D Vị trí trùng là x 4 2n 1 1 3,6 2n 1 .  a Vì xM x xN nên 5,5 3,6 2n 1 22 0,26 n 2,5. Có 2 giá trị của n thỏa mãn nên có 2 vị trí vân tối trùng nhau của hai bức xạ trên đoạn MN. Đáp án B. Ví dụ 2: Trong thí nghiệm giao thoa Y – âng thực hiện đồng thời hai bức xạ đơn sắc với khoảng vân trên màn thu đuợc lần luợt là: i1 0,5mm;i2 0,3mm . Biết bề rộng truờng giao thoa là 5 mm, số vị trí trên trường giao thoa có 2 vân tối của hai hệ trùng nhau là bao nhiêu? A. 5.B. 2.C. 3. D. 4. Lời giải Vị trí vân tối trùng nhau của hai bức xạ: 1 1 2k 1 i 0,3 3 x x k i k i 1 2 T1 T2 1 1 2 2 2 2 2k2 1 i1 0,5 5 2k1 1 3 2n 1 Suy ra ta có thể viết . 2k2 1 5 2n 1 i 0,5 Vị trí trùng là x 3 2n 1 2 3 2n 1 . .  2 2 L L 5 3 2n 1 .0,5 5 Vì x nên 2  2 2 2 2 5 3n 1,5 5 2,16 n 1,167 n 0; ; 2 Có 4 giá trị của n thỏa mãn nên có 4 vị trí vân tối trùng nhau của hai bức xạ trên trường giao thoa. Đáp án D. 3. Giao thoa với ba ánh sáng đơn sắc Dưới đây tác giả trích dẫn một số bài toán về giao thoa với ba ánh sáng đơn sắc của thầy Lê Văn Thành. Ví dụ 1: Trong thí nghiệm giao thoa với hai khe Y – âng, nguồn sáng phát ra đồng thời ba bức xạ có các bước sóng lần lượt là 1 0,45μm;2 0,54μm và 3 0,72μm . Hỏi giữa hai vân sáng liên tiếp cùng màu với vân trung tâm: 1. Có bao nhiêu vân sáng mà mỗi bức xạ có thể phát ra? 2. Có bao nhiêu vân sáng đôi một trùng nhau?
5. - Khi tính toán mà thấy BSCNN của ba khoảng vân không trùng với BSCNN của hai trong ba khoảng vân bất kì như ví dụ trên thì luôn có mặt đầy đủ các vân sáng riêng rẽ của ba bức xạ và màu sắc của ba cặp vân sáng đôi một trùng nhau. Do đó giữa một xmin luôn có 6 màu khác nhau, còn trên đoạn xmin (do kể cả hai đầu mút có màu 1 2 3 trùng nhau) luôn có 7 màu. - Khi trong ba bức xạ không chứa cặp bước sóng 1 0,38μm;3 0,76μm nhưng có hiện tượng BSCNN của cả ba khoảng vân thì vị trí đôi một trùng nhau của hai vân sáng đang xét không xuất hiện giữa khoảng xmin nữa nên số màu sắc bị giảm đi 1 đơn vị. Do đo trong khoảng xmin có 5 màu còn trên đoạn xmin có 6 màu. - Khi trong ba bức xạ chứa cặp bước sóng 1 0,38μm;3 0,76μm thì tỉ số 1 : 2 : 2 i1 :i2 :i3 a :b : 2a (do c 2a ) Trường hợp 1: Nếu b là số lẻ thì giữa xmin luôn chỉ có 4 màu gồm 1 2 12 13 . Trường hợp 2: Nếu b là số chẵn thì giữa xmin luôn chỉ có 3 màu gồm 1 2 13 . Ví dụ 2: Trong thí nghiệm giao thoa với hai khe Y – âng, nguồn sáng phát ra đồng thòi 3 bức xạ có các bưóc sóng lần lượt là 1 0,38μm;2 0,608μm và 3 0,76μm . Hỏi giữa hai vân sáng liên tiếp cùng màu với vân trung tâm đếm được bao nhiêu vân sáng và quan sát được bao nhiêu màu sắc khác nhau? A. 13 vân sáng; 4 màu khác nhau.B. 11 vân sáng; 4 màu khác nhau. C. 13 vân sáng; 3 màu khác nhau.D. 11 vân sáng; 3 màu khác nhau. Lời giải Do khoảng vân tỉ lệ thuận với bước sóng nên ta có: 1 : 2 : 2 i1 :i2 :i3 0,38: 0,608: 0,76 5:8:10 Đặt i1 5i;i2 8i;i3 2i1 10i , ta có: xmin 40i 8i1 5i2 4i3 N1 8 1 7 Số vân sáng 1,2 và 3 phát ra trong khoảng xmin lần lượt là: N2 5 1 4 N3 4 1 3 Ngoài ra, giữa xmin còn có hiện tượng các vân sáng đôi một trùng nhau, khoảng cách nhỏ nhất giữa vị trí hai vân sáng đôi một trùng nhau phải bằng BSCNN của từng cặp hai khoảng vân, cụ thể: x12 i1;i2  40i; x13 i1;i3  10i; x23 i2 ;i3  40i 40 N 1 0 12 40 40 Số vân sáng đôi một trùng nhau tương ứng là: N13 1 3 10 40 N23 1 0 40 Số vân sáng quan sát được trong khoảng xmin là: 7 4 3 0 3 0 11
6. k1 2 5 10 15 k  4 8 12 2 1 k  6 12 Ta có: 2 3 k3 2 5 10 k  2 4 6 8 10 3 1 k1 3 3 6 9 12 15 Như vậy, vị trí gần nhất có màu cùng với vân sáng trung tâm (3 vân trùng) ứng với vân sáng bậc 15 của bức xạ 1 , vân sáng bậc 12 của bức xạ 2 và vân sáng bậc 10 của bức xạ 3 . Trong khoảng giữa hai vân trùng của 3 bức xạ này có: 16 2 14 vân sáng 1 , 13 2 11 vân sáng 2 , 11 2 9 vân sáng 3 , 2 vân trùng của 1 và 2 , 1 vân trùng của 2 và 3 , 4 vân trùng của 3 và 1 . Như vậy có tổng cộng 14 11 9 2 1 4 27 vân sáng (bao gồm cả vân sáng đơn lẻ và vân sáng là trùng nhau của hai vân). Số vân sáng đơn lẻ là 27 2 1 4 20 . Đáp án D. 4. Bài tập tự luyện Câu 1: : Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng dùng khe Y – âng, khoảng cách 2 khe a 1 mm , khoảng cách hai khe tới màn D 2 m . Chiếu bằng ánh sáng trắng có bước sóng thỏa mãn 0,39m  0,76m . Khoảng cách gần nhất từ nơi có hai vạch màu đơn sắc khác nhau trùng nhau đến vân sáng trung tâm ở trên màn là A. 1,64 mm.B. 2,40 mm.C. 3,24 mm. D. 2,34 mm. Câu 2: Trong thí nghiệm Y - âng về giao thoa ánh sáng, biết D 2 m; a 2 mm . Hai khe được chiếu bằng ánh sáng trắng (có bước sóng từ 0,4m đến 0,75m ). Tại điểm trên màn quan sát cách vân trắng chính giữa 3,3 mm có bao nhiêu bức xạ cho vân sáng tại đó? A. 3.B. 4.C. 5. D. 6. Câu 3: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng có bước sóng  từ 0,4m đến 0,7m . Khoảng cách giữa hai nguồn kết hợp là a 2 mm , từ hai nguồn đến màn là D 1,2 m tại điểm M cách vân sáng trung tâm một khoảng xM 1,95 mm có những bức xạ nào cho vân sáng A. 1 bức xạ.B. 3 bức xạ.C. 8 bức xạ. D. 4 bức xạ. Câu 4: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng dùng khe Y – âng, khoảng cách 2 khe a 1 mm , khoảng cách hai khe tới màn D 2 m . Chiếu bằng sáng trắng có bước sóng thỏa mãn 0,39m  0,76m . Khoảng cách gần nhất từ nơi có hai vạch màu đơn sắc khác nhau trùng nhau đến vân sáng trung tâm ở trên màn là A. 3,24 mm.B. 2,40 mm.C. 1,64 mm. D. 2,34 mm. Câu 5: Trong thí nghiệm Y – 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 đươc chiếu bằng bức xạ có bước sóng  0,6m . 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.
7. Câu 15: 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 1 450 nm và 2 600 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. 2.C. 5. D. 3. Câu 16: Trong thí nghiệm Y - âng về giao thoa ánh sáng, hai khe được chiếu bằng ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,6m . 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. Câu 17: 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 đ 720 nm và bức xạ màu lục có bước sóng l (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 l là A. 500 nm.B. 520 nm.C. 540 nm. D. 560 nm. Câu 18: 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m và 0,56m .B. 0,40m và 0,60m . C. 0,45m và 0,60m . D. 0,40m và 0,64m . Câu 19: Trong thí nghiệm Y - âng về giao thoa ánh sáng, hai khe được chiếu bằng ánh sáng đơn sắc có bước sóng  . 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. 2 .B. 1,5 .C. 3 .D. 2,5 . Câu 20: Trong thí nghiệm Y - âng về giao thoa ánh sáng, các khe hẹp được chiếu sáng bởi ánh sáng đơn sắc. Khoảng vân trên màn là 1,2 mm. 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 là 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. Câu 21: Trong thí nghiệm Y - âng về giao thoa ánh sáng, hai khe được chiếu sáng đồng thời bởi hai bức xạ đơn sắc có bước sóng lần lượt là 1 và 2 . Trên màn quan sát có vân sáng bậc 12 của 1 trùng với vân 1 sáng bâc 10 của 2 . Tỉ số bằng 2 6 2 5 3 A. .B. .C. .D. . 5 3 6 2 Câu 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 1 0,42m ; 2 0,56m và 3 0,63m . Trên màn, trong khoảng giữa hai vân sáng liên tiếp có màu giống màu vân trung tâm, nếu vân sáng của hai bức xạ trùng nhau ta chỉ tính là một vân sáng thì số vân sáng quan sát được là
8. Câu 31: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng Y - âng: khoảng cách hai khe S1S2 là a; khoảng cách từ S1S2 đến màn là D. Nguồn phát ra hai ánh sáng đơn sắc có bước sóng 1 0,4m và 2 0,6m . Điểm M là vân sáng bậc 6 của ánh sáng có bước sóng 1 , tại M đối với ánh sáng có bước sóng 2 ta có A. vân sáng bậc 4.B. vân sáng bậc 6.C. vân tối thứ 5. D. vân tối thứ 6. Câu 32: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng Y - âng: khoảng cách hai khe S1S2 là a; khoảng cách từ S1S2 đến màn là D. Nguồn phát ra hai ánh sáng đơn sắc có bước sóng 1 0,4m và 2 0,6m . Điểm M có vân sáng cùng màu với vân sáng trung tâm khi có tọa độ 2 D 6 D 3 D 5 D A. x 1 .B. x 1 .C. x 2 .D. x 2 . M a M a M a M a Câu 33: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng Y - âng: khoảng cách hai khe S1S2 là a; khoảng cách từ S1S2 đến màn là D. Nguồn phát ra hai ánh sáng đơn sắc có bước sóng 1 0,5m và 2 (thuộc vùng ánh sáng nhìn thấy). Biết điểm M có vân sáng cùng màu với vân tối trung tâm, tại M là vân sáng bậc 3 của ánh sáng bước sóng. Bước sóng 2 bằng A. 0,4m .B. 0,75m .C. 0,6m .D. 0,6m và 0,75m . Câu 34: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng Y - âng. Chiếu đồng thời ánh sáng bước sóng 1 0,66m và ánh sáng có bước sóng 2 thấy vân sáng bậc 3 ứng với 2 trùng với vân sáng bậc 2 của bước sóng 1 . Bước sóng 2 có giá trị là? A. 0,44m .B. 0,54m .C. 0,75m .D. Không tính được. Câu 35: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng Y - âng: nguồn phát ra hai bức xạ có bước sóng lần lượt là 1 0,5m và 2 0,75m . Xét tại M là vân sáng bậc 6 1 : và tại N là vân sáng bậc 6 ứng với bước sóng 2 (M, N ở cùng phía so với O). Trên MN ta đếm được bao nhiêu vân sáng? A. 3.B. 5.C. 7. D. 9. ĐÁP ÁN 1-D 2-D 3-D 4-D 5-A 6-B 7-D 8-C 9-C 10-C 11-C 12-D 13-C 14-D 15-D 16-C 17-D 18-D 19-D 20-A 21-C 22-D 23-B 24-A 25-A 26-A 27-A 28-C 29-D 30-A 31-A 32-B 33-C 34-A 35-B HƯỚNG DẪN GIẢI CHI TIẾT Câu 1: Đáp án D Theo đề cho bước sóng thỏa mãn: 0,39m  0,76m . Khoảng cách gần nhất từ nơi có hai vạch màu đơn sắc khác nhau trùng nhau đến vân sáng trung tâm tương đương với đây phải là vị trí trùng nhau đầu tiên của các ánh sáng đơn sắc.
9.  D 500.10 9.1,2 i 1 3.10 4 0,3mm . 1 a 2.10 3 Vị trí vân sáng của hệ trùng nhau tương đương với: k1 2 660 33 x k1i1 k2i2 k11 k22 k2 1 500 25 i12 33i1 33.0,3 9,9mm . Vậy khoảng cách chính giữa đến vân gần nhất cùng màu với vân chính giữa là: x i12 9,9mm Câu 9: Đáp án C Bước sóng dùng trong thí nghiệm là: ia 0,8.10 3.1.10 3  0,4.10 6 m D 2 Vậy tần số ánh sáng đơn sắc dùng trong thí nghiệm là: c 3.108 f 7,5.1014 Hz  0,4.10 6 Câu 10: Đáp án C Khoảng vân trong giao thoa là: D 0,5.10 6.2 i 2.10 3 m a 0,5.10 3 Xét trên vùng giao thoa mà đề cho thì số vân sáng trên khoảng đó là: L 26 Ns 2 2 1 13 2i 2.2 Câu 11: Đáp án C Thực hiện giao thoa ánh sáng với nguồn sáng gồm ba bức xạ cho như đề. Ta có hiệu quang trình là: d1 d2 k nên khi mà hiệu khoảng cách đến hai khe bằng 1,5m thì có vân sáng bức xạ  750nm do sẽ cho giá trị của k là một số nguyên. Câu 12: Đáp án D Khoảng cách từ hai khe đến màn gấp đôi so với ban đầu và khoảng cách giữa hai khe còn một nửa thì 2 D2 .2D1 D1 khoảng vân sẽ là: i2 .4 4i1 nên khoảng vân tăng lên 4 lần. a2 a1 / 2 a1 Câu 13: Đáp án C Vân sáng bậc 3 cách vân trung tâm 2,4 mm nên khoảng vân trong giao thoa sẽ là: x 2,4 i 0,8mm . k 3 Bước sóng của ánh sáng dùng trong thí nghiệm là: ia 0,8.10 3.10 3  4.10 7 m . D 2 Câu 14: Đáp án D
10. Suy ra có hai bức xạ cho vân sáng tại vị trí này với 1 0,4m; 2 0,64m . Câu 19: Đáp án D Tại điểm M trên màn quan sát có vân tối thứ ba nên vân tối này sẽ có hiệu đường đi của ánh sáng từ hai khe S1;S2 đến M có độ lớn bằng 2,5 . Câu 20: Đáp án A Số vân sáng trong khoảng giữa M và N thỏa mãn: 2 k.1,2 4,5 1,67 k 3,75 k 2;3 nên có 2 vân sáng. Số vân tối trong khoảng giữa M và N thỏa mãn: 2 k 0,5 1,2 4,5 1,17 k 3,25 k 2;3 nên có 2 vân tối. Câu 21: Đáp án C 1 10 5 Vân sáng bậc 12 của 1 trùng với vân bậc 10 của 2 nên tỉ số của 1 ; 2 sẽ là: . 2 12 6 Câu 22: Đáp án D Ta có: k1 2 0,56 4 i12 4i1 3i2 ; k2 1 0,42 3 k2 3 0,63 9 i23 9i2 8i3 ; k3 2 0,56 8 k1 3 0,63 3 i13 3i1 2i3 . k3 1 0,42 2 Từ đây suy ra: i123 9i2 Vậy xét trong khoảng giữa hai vân sáng liên tiếp có màu giống vân sáng trung tâm thì có số vân sáng là: N 8 7 11 2 3 0 21. Câu 23: Đáp án B Khoảng cách giữa hai khe là 0,6mm và khoảng vân trên màn quan sát được là 1mm. Ta có tỉ lệ: i D D D 1 1 1 D 1,25m . i2 D2 D 0,25 D 0,25 0,8 Vậy bước sóng của ánh sáng dùng trong thí nghiệm là: ai 0,6.10 3.1.10 3  0,48m . D 1.25 Câu 24: Đáp án A Ban đầu trên đoạn thẳng MN có 10 vân tối, và M, N là hai vị trí của hai vân sáng nên ta có: 20 D MN 10i i mm 2mm 1 1 10 a 5 Thay ánh sáng trên bằng ánh sáng đơn sắc có  1 nên khoảng vân lúc này sẽ là: 2 3
11. k1 2 i2 0,6 3 Ta có: nên khi điểm M là vân sáng bậc 6 của ánh sáng có bước sóng 1 thì tại M k2 2 i1 0,4 2 đối với ánh sáng có bước sóng 2 ta có vân sáng bậc 4. Câu 32: Đáp án B i1 1 0,4 2 i12 3i1 2i2 . i2 2 0,6 3 6 D Vậy điểm M có cùng màu với vân sáng trung tâm khi có tọa độ: x 3ni 2ni 1 . m 1 2 a Câu 33: Đáp án C  k i 0,5 k Ta có: 1 2 1 2 2 k1 i2 2 3 1,92 k2 3,94 k2 2 2 0,75m Câu 34: Đáp án A 1 3 Ta có: 2 0,44m 2 2 Câu 35: Đáp án B 1 0,5 2 Ta có: nên suy ra vân sáng bậc 6 của 2 sẽ là: xN 62 6.1,51 91 . 2 0,75 3 Vậy từ vị trí vân sáng bậc 6 của 1 đến vị trí vân sáng bậc 9 của 2 thì có 2 vân sáng đơn sắc của 1 , 1 vân sáng đơn sắc của 2 và 2 vân sáng trùng nhau. Vậy sẽ có tất cả 5 vân sáng.