Giao thoa ánh sáng lớp 11

Tài liệu Giao thoa ánh sáng Vật Lí lớp 11 gồm các dạng bài tập từ cơ bản đến nâng cao với phương pháp giải chi tiết và bài tập tự luyện đa dạng giúp Giáo viên có thêm tài liệu giảng dạy Vật Lí 11.

Giao thoa ánh sáng lớp 11

Xem thử

Chỉ từ 450k mua trọn bộ Chuyên đề dạy thêm Vật Lí 11 (cả 3 sách) bản word có lời giải chi tiết:

• B1: gửi phí vào tk: 0711000255837 - NGUYEN THANH TUYEN - Ngân hàng Vietcombank (QR)
• B2: Nhắn tin tới Zalo VietJack Official - nhấn vào đây để thông báo và nhận giáo án

I. Tóm tắt lý thuyết

1. Thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng

Trên màn E tathấy trong vùng 2 ánh sáng gặp nhau có những vạch tối (2 sóng ánh sáng triệt tiêu nhau) và có những vạch sáng (2 sóng ánh sáng tăng cường lẫn nha) => Ánh sáng có tính chất sóng.

2. Công thức về giao thoa ánh sáng

a. Điều kiện để tại A có vân sáng,vân tối

- Tại A có vân sáng khi $d_2–d_1=k\lambda$ với $k=0,\pm 1,\pm 2,...$

- Tại A có vân tối khi $d_2–d_1=(k+\frac{1}{2})\lambda$ với $k=0,\pm 1,\pm 2,...$

b. Vị trí các vân sáng, các vân tối

- Khoảng cách giữa 2 vân sáng hoặc 2 vân tối liên tiếp được gọi là khoảng vân, kí hiệu là i.

$i=\frac{\lambda D}{a}$

- Vị trí các vân sáng:

$x_S=ki=k\frac{\lambda D}{a}$

Với $k=0$, vân sáng trung tâm, vân sáng bậc 1, ứng với $k=\pm 1$; vân sáng bậc 2, ứng với $k=\pm 2$…

- Vị trí các vân tối:

$x_t=\left(k+\frac{1}{2}\right)i=\left(k+\frac{1}{2}\right)\frac{\lambda D}{a}$

Vân tối thứ nhất ứng với $k=0,k=-1$; vân tối thứ hai ứng với $k=1,k=-2\dots$

Trong đó a là khoảng cách giữa hai nguồn kết hợp, $D$ là khoảng cách từ hai nguồn kết hợp đến màn quan sát, $i$ là khoảng vân, $\lambda$ là bước sóng ánh sáng

II. Bài tập ôn lý thuyết

A. BÀI TẬP NỐI CÂU

Câu 1. Hãy nối những công thức/ kí hiệu tương ứng ở cột A với những khái niệm tương ứng ở cột B

B. BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM

NHẬN BIẾT

Câu 1: Hiện tượng giao thoa ánh sáng là bằng chứng thực nghiệm chứng tỏ ánh sáng

A. Là sóng siêu âm.

B. Có tính chất sóng.

C. Là sóng dọc.

D. Có tính chất hạt.

Câu 2: (SBT - KNTT) Một trong hai khe của thí nghiệm Young được làm mờ sao cho nó chỉ truyền ánh sáng được bằng $\frac{1}{2}$ cường độ sáng của khe còn lại. Kết quả là

A. Vân giao thoa biến mất.

B. Vân giao thoa tối đi.

C. Vạch sáng trở nên sáng hơn và vạch tối thì tối hơn.

D. Vạch tối sáng hơn và vạch sáng tối hơn.

Câu 3: Chọn câu phát biểu sai: Khi nói về thí nghiệm giao thoa ánh sáng với khe Young

A. Khoảng cách a giữa 2 nguồn phải rất nhỏ so với khoảng cách D từ 2 nguồn đến màn

B. Hai nguồn sáng đơn sắc phải là 2 nguồn kết hợp

C. Vân trung tâm quan sát được là vân sáng

D. Nếu 1 nguồn phát ra bức xạ ${\lambda }_1$ và 1 nguồn phát ra bức xạ ${\lambda }_2$ thì ta được hai hệ thống vân giao thoa trên màn

Câu 4: Trong các thí nghiệm sau, thí nghiệm nào được sử dụng để đo bước sóng ánh sáng?

A. Thí nghiệm tổng hợp ánh sáng trắng.

B. Thí nghiệm về sự tán sắc ánh sáng của Niu-tơn.

C. Thí nghiệm với ánh sáng đơn sắc của Niu-tơn.

D. Thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng.

Câu 5: Hiện tượng giao thoa ánh sáng chỉ quan sát được khi hai nguồn ánh sáng là hai nguồn

A. Đơn sắc

B. Cùng màu sắc

C. Kết hợp

D. Cùng cường độ sáng.

Câu 6: Trong thí nghiệm giao thoa với ánh sáng trắng của Y-âng, khoảng cách giữa vân sáng và vân tối liên tiếp bằng

A. Một khoảng vân

B. Một nửa khoảng vân.

C. Một phần tư khoảng vân

D. Hai lần khoảng vân.

Câu 7: Trong thí nghiệm Iâng về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe là a, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là D, khoảng vân i. Bước sóng ánh sáng chiếu vào hai khe là

A. $\lambda =\frac{D}{ai}$

B. $\lambda =\frac{aD}{i}$

C. $\lambda =\frac{ai}{D}$

D. $\lambda =\frac{iD}{a}$

Câu 8: Để 2 sóng kết hợp có bước sóng tăng cường lẫn nhau khi giao thoa thì hiệu được đi của chúng

A. Bằng $(k-\frac{1}{2})\lambda$

B. Bằng $0$

C. Bằng $(k+\frac{1}{4})\lambda$

D. Bằng $k\lambda$

Câu 9: Chọn hiện tượng liên quan đến hiện tượng giao thoa ánh sáng:

A. Màu sắc sặc sỡ của bong bóng xà phòng.

B. Bóng đèn trên tờ giấy khi dùng một chiếc thước nhựa chắn chùm tia sáng chiếu tới.

C. Màu sắc của ánh sáng trắng sau khi chiếu qua lăng kính.

D. Vệt sáng trên tường khi chiếu ánh sáng từ đèn pin.

Câu 10: Chọn định nghĩa đúng khi nói về khoảng vân:

A. Khoảng vân là khoảng cách giữa hai vân sáng kế tiếp.

B. Khoảng vân là khoảng cách nhỏ nhất giữa hai vân sáng.

C. Khoảng vân là khoảng cách giữa hai vân tối kế tiếp.

D. Cả A, B, C đều đúng.

Câu 11: Trong một thí nghiệm về giao thoa ánh sáng, tại điểm M có vân tối khi hiệu số pha của hai sóng ánh sáng từ hai nguồn kết hợp đến M bằng

A. Số chẵn lần $\frac{\pi }{2}$

B. Số lẻ lần $\frac{\pi }{2}$

C. Số chẵn lần $\pi$

D. Số lẻ lần $\pi$

Câu 12: Trong các thí nghiệm về giao thoa ánh sáng, khoảng vân i được tính bằng công thức nào ?

A. $i=\frac{\lambda }{aD}$

B. $i=\lambda .aD$

C. $i=\frac{\lambda D}{a}$

D. $i=\frac{\lambda a}{D}$

Câu 13: Thí nghiệm giao thoa khe Y-âng, ánh sáng có bước sáng $\lambda$. Tại A trên màn quan sát cách $S_1$ đoạn $d_1$ và cách $S_2$ đoạn $d_2$ có vân tối khi

A. $d_2-d_1=(k+0,5)\lambda$ $(k\in N)$

B. $d_2-d_1=\frac{(k-1)\lambda }{2}$ $(k\in N)$

C. $d_2-d_1=k\lambda$ $(k\in N)$

D. $d_2-d_1=\frac{k\lambda }{2}$ $(k\in N)$

Câu 14: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe được chiếu bằng ánh sáng đơn sắc. Nếu tại điểm M trên màn quan sát là vân sáng thì hiệu đường đi của ánh sáng từ hai khe S₁, S₂ đến M bằng

A. Nguyên lần bước sóng.

B. Nguyên lần nửa bước sóng.

C. Nửa nguyên lần bước sóng.

D. Nửa bước sóng.

Câu 15: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe được chiếu bằng ánh sáng đơn sắc. Nếu tại điểm M trên màn quan sát là vân tối thì hiệu đường đi của ánh sáng từ hai khe S₁, S₂ đến M bằng

A. Nguyên lần bước sóng.

B. Nguyên lần nửa bước sóng.

C. Nửa nguyên lần bước sóng.

D. Nửa bước sóng.

Câu 16: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, bước sóng ánh sáng đơn sắc dùng trong thí nghiệm là λ, khoảng cách giữa hai khe là a, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn là D. Trên màn quan sát vị trí của vân sáng N cách vân sáng trung tâm một đoạn

A. $x=\frac{k\lambda a}{D}$ với $k\in Z$

B. $x=\frac{(k+0,5)\lambda D}{a}$ với $k\in Z$

C. $x=\frac{k\lambda D}{a}$ với $k\in Z$

D. $x=\frac{(k+0,5)\lambda a}{D}$ với $k\in Z$

Câu 17: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, bước sóng ánh sáng đơn sắc dùng trong thí nghiệm là λ, khoảng cách giữa hai khe là a, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn là D. Trên màn quan sát vị trí của vân tối N cách vân sáng trung tâm một đoạn

A. $x=\frac{k\lambda a}{D}$với $k\in Z$

B. $x=\frac{(k+0,5)\lambda D}{a}$ với $k\in Z$

C. $x=\frac{k\lambda D}{a}$ với $k\in Z$

D. $x=\frac{(k+0,5)\lambda a}{D}$ với $k\in Z$

THÔNG HIỂU

Câu 18: Trong thí nghiệm I-âng, vân tối thứ nhất xuất hiện ở trên màn tại các vị trí cách vân sáng trung tâm là

A. $\frac{i}{4}$

B. $\frac{i}{2}$

C. $i$

D. $2i$

Câu 19: Trong thí nghiệm I - 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 hai (tính từ vân sáng trung tâm) thì hiệu đường đi của ánh sáng từ hai khe $S_1,S_2$ đến M có độ lớn bằng

A. $1,5\lambda$

B. $2,5\lambda$

C. $2\lambda$

D. $3\lambda$

Câu 20: 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 thì hiệu đường đi của ánh sáng từ hai khe $S_1,S_2$ đến M có độ lớn bằng

A. $2\lambda$

B. $1,5\lambda$

C. $3\lambda$

D. $2,5\lambda$

Câu 21: 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 thì hiệu đường đi của ánh sáng từ hai khe đến điểm M có độ lớn nhỏ nhất bằng

A. $\frac{\lambda }{4}$

B. $\lambda$

C. $\frac{\lambda }{2}$

D. $2\lambda$

Câu 22: Trong thí nghiệm I-âng, vân sáng bậc nhất xuất hiện ở trên màn tại các vị trí mà hiệu đường đi của ánh sáng từ hai nguồn đến các vị trí đó bằng

A. $\frac{\lambda }{4}$

B. $\frac{\lambda }{2}$

C. $\lambda$

D. $2\lambda$

Câu 23: Thực hiện giao thoa với ánh sáng trắng, trên màn quan sát thu được hình ảnh như thế nào sau đây?

A. Vân trung tâm là vân sáng trắng, hai bên có những dải màu như màu cầu vồng.

B. Không có các vân màu trên màn.

C. Các vạch màu khác nhau riêng biệt hiện trên một nền tối.

D. Một dải màu biến thiên liên lục từ đỏ đến tím.

Câu 24: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng, khoảng vân sẽ

A. Giảm đi khi tăng khoảng cách từ màn chứa 2 khe và màn quan sát.

B. Không thay đổi khi thay đổi khoảng cách giữa hai khe và màn quan sát.

C. Giảm đi khi tăng khoảng cách hai khe.

D. Tăng lên khi tăng khoảng cách giữa hai khe.

Câu 25: Trong thí nghiệm Iâng về giao thoa ánh sáng người ta dùng ánh sáng lục thay ánh sáng đơn sắc chàm và đồng thời giữ nguyên các điều kiện khác thì

A. Vân chính giữa có màu chàm

B. Hệ vân vẫn không đổi

C. Khoảng vân tăng lên.

D. Khoảng vân giảm xuống.

Câu 26: Trong thí nghiệm Y-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.

Câu 27: 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 đơn sắc màu lam bằng ánh sáng đơn sắc màu vàng và các điều kiện khác của thí nghiệm được giữ nguyên thì

A. Khoảng vân tăng lên.

B. Khoảng vân giảm xuống.

C. Vị trí vân trung tâm thay đổi.

D. Khoảng vân không thay đổi.

Câu 28: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng đơn sắc của Iâng, khoảng vân đo được trên màn sẽ tăng lên khi

A. Giảm bước sóng ánh sáng

B. Tịnh tiến màn lại gần hai khe

C. Tăng khoảng cách hai khe

D. Tăng bước sóng ánh sáng

Câu 29: Thực hiện thí nghiệm Y-âng về giao thoa với ánh sáng đơn sắc màu vàng ta quan sát được hệ vân giao thoa trên màn. Nếu thay ánh sáng đơn sắc màu vàng bằng ánh sáng đơn sắc màu lam và các điều kiện khác của thí nghiệm được giữ nguyên thì

A. Khoảng vân tăng lên.

B. Khoảng vân giảm xuống.

C. Vị trí vân trung tâm thay đổi.

D. Khoảng vân không thay đổi.

Câu 30: Cho các loại ánh sáng sau: Ánh sáng lục (I); Ánh sáng đỏ(II); Ánh sáng vàng(III); Ánh sáng tím(IV) thì loại ánh sáng nào trên hình ảnh giao thoa có khoảng vân lần lượt lớn nhất và nhỏ nhất?

A. I; IV

B. II; III

C. III; IV

D. II; IV

Câu 31: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe được chiếu sáng bởi nguồn phát đồng thời ba bức xạ đơn sắc; đỏ, lam, lục. Trong quang phổ bậc một, tính từ vân trung tâm ta sẽ quan sát thấy các vân sáng đơn sắc theo thứ tự

A. Đỏ, lam, lục.

B. Lục, lam, đỏ.

C. Lục, đỏ, lam.

D. Lam, lục, đỏ.

Câu 32: Nếu trong thí nghiệm giao thoa Y-âng với ánh sáng đa sắc gồm 4 đơn sắc: đỏ, vàng, lục, lam. Như vậy, vân sáng đơn sắc gần vân trung tâm nhất là vân màu

A. Vàng.

B. Lục.

C. Lam.

D. Đỏ.

Câu 33: Trong thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng, nếu dùng ánh sáng đơn sắc có bước sóng ${\lambda }_1$ thì khoảng vân là $i_1$. Nếu dùng ánh sáng đơn sắc có bước sóng ${\lambda }_2$ thì khoảng vân là:

A. $i_2=\frac{{{\lambda }_1{\lambda }_2}_{}}{i_1}$

B. $i_2=\frac{{i_1{\lambda }_2}_{}}{{\lambda }_1}$

C. $i_2=\frac{{i_1{\lambda }_2}_{}}{({\lambda }_2-{\lambda }_1)}$

D. $i_2=\frac{{{\lambda }_1{i}_1}_{}}{{\lambda }_2}$

Câu 34: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, bước sóng ánh sáng đơn sắc dùng trong thí nghiệm là λ. Gọi $d_1,d_2$ lần lượt là khoảng cách từ hai nguồn đến vị trí vân sáng thứ hai (tính từ vân sáng chính giữa). Ta luôn có $d_1-d_2$ có độ lớn bằng

A. $3\lambda$

B. $1,5\lambda$

C. $2\lambda$

D. $2,5\lambda$

Câu 35: Trong thí nghiệm Y-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.

III. Bài tập phân dạng

DẠNG 1. Vị trí vân sáng, vân tối – khoảng vân

A. PHƯƠNG PHÁP GIẢI

a. Điều kiện để tại A có vân sáng,vân tối

- Tại A có vân sáng khi $d_2–d_1=k\lambda$ với $k=0,\pm 1,\pm 2,...$

- Tại A có vân tối khi $d_2–d_1=(k+\frac{1}{2})\lambda$ với $k=0,\pm 1,\pm 2,...$

b. Vị trí các vân sáng, các vân tối

- Khoảng cách giữa 2 vân sáng hoặc 2 vân tối liên tiếp được gọi là khoảng vân, kí hiệu là i.

$i=\frac{\lambda D}{a}$

- Vị trí các vân sáng:

$x_S=ki=k\frac{\lambda D}{a}$

Với $k=0$, vân sáng trung tâm, vân sáng bậc 1, ứng với $k=\pm 1$; vân sáng bậc 2, ứng với $k=\pm 2...$

- Vị trí các vân tối:

$x_t=\left(k+\frac{1}{2}\right)i=\left(k+\frac{1}{2}\right)\frac{\lambda D}{a}$

Vân tối thứ nhất ứng với $k=0,k=-1$; vân tối thứ hai ứng với $k=1,k=-2\dots$

Trong đó $a$ là khoảng cách giữa hai nguồn kết hợp, $D$ là khoảng cách từ hai nguồn kết hợp đến màn quan sát, $i$ là khoảng vân, $\lambda$ là bước sóng ánh sáng

B. BÀI TẬP TỰ LUẬN

Bài 1: (SBT - KNTT) Trong một thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng với $a=0,2mm,$ $D=1,2m$, người ta đo được $i=0,36mm.$ Tính bước sóng $\lambda$ và tần số $f$ của bức xạ.

Bài 2: (SBT - KNTT) Trong một thí nghiệm Y-âng, biết a = 0,15mm, D = 1,20 m, khoảng cách giữa 12 vân sáng liên tiếp là 5,2 mm. Tính bước sóng ánh sáng.

Bài 3: (SBT - KNTT) Trong một thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe được chiếu bằng ánh sáng đơn sắc. Khoảng cách giữa hai khe là 0,6 mm. Khoảng vân trên màn quan sát đo được là 1 mm. Từ vị trí ban đầu, nếu tịnh tiến màn quan sát một đoạn 25 cm lại gần mặt phẳng chứa hai khe thì khoảng vân mới trên màn là 0,8 mm. Tính bước sóng của ánh sáng dùng trong thí nghiệm.

Bài 4: (SGK - CTST) Trong một thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng, khi nguồn sáng là ánh sáng đơn sắc có bước sóng $\lambda$, người ta đo khoảng cách giữa 9 vân sáng liên tiếp là $25,3mm$. Cho biết khoảng cách giữa hai khe là $0,200mm$ và khoảng cách từ hai khe đến màn là $1m.$

a. Tính bước sóng $\lambda$

b. Tính khoảng cách từ vân sáng bậc hai đến vân tối thứ tư ở cùng bên so với vân sáng trung tâm( vân sáng cách đều hai khe sáng).

Bài 5: (SGK - CTST) Thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng thường được sử dụng để đo bước sóng của ánh sáng đơn sắc. Khi chiếu hai khe bằng một nguồn phát ánh sáng đơn sắc,

................................

................................

................................

Xem thử

Xem thêm Chuyên đề dạy thêm Vật Lí lớp 11 các chương hay khác:

• Mô tả sóng

• Sóng ngang, sóng dọc, sự truyền năng lượng của sóng cơ

• Sóng điện từ

• Giao thoa sóng cơ

• Sóng dừng

---