50 bài tập trắc nghiệm Giao thoa ánh sáng chọn lọc, có đáp án (phần 2)



Bài 1: (ĐH-2012): Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa với ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ, khoảng cách giữa hai khe hẹp là a, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe hẹp đến màn quan sát là 2m. Trên màn quan sát, tại điểm M cách vân sáng trung tâm 6 mm, có vân sáng bậc 5. Khi thay đổi khoảng cách giữa hai khe hẹp một đoạn bằng 0,2 mm sao cho vị trí vân sáng trung tâm không thay đổi thì tại M có vân sáng bậc 6. Giá trị của λ bằng

A. 0,60 μm        B. 0,50 μm

C. 0,45 μm        D. 0,55 μm

Chọn A.

5i1 = 6i2

Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

→ a1 = 1mm; i1 = 1,2mm

→ λ = a1i1/D = 0,6 μm.

Bài 2: (CĐ-2012): Trong thí nghiệp Y-âng về giao thoa với ánh sáng đơn sắc, khoảng cách giữa hai khe là 1mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 2m. Tại điểm M trên màn quan sát cách vân sáng trung tâm 3mm có vân sáng bậc 3. Bước sóng của ánh sáng dùng trong thí nghiệm là

A.0,5 μm.        B. 0,45 μm.

C. 0,6 μm.        D. 0,75 μm.

Chọn A.

Vị trí vân sáng trên màn quan sát:

Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

Bài 3: (ĐH-2013): Trong một thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, bước sóng ánh sáng đơn sắc là 600 nm, khoảng cách giữa hai khe hẹp là 1 mm. Khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 2 m. Khoảng vân quan sát được trên màn có giá trị bằng

A. 1,2 mm        B. 1,5 mm

C. 0,9 mm       D. 0,3 mm

Chọn A.

Khoảng vân

Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

Bài 4: (ĐH-2013): Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, nếu thay ánh sáng đơn sắc màu lam bằng ánh sáng đơn sắc màu vàng và giữ nguyên các điều kiện khác thì trên màn quan sát

A. khoảng vân không thay đổi

B. khoảng vân tăng lên

C. vị trí vân trung tâm thay đổi

D. khoảng vân giảm xuống

Chọn B.

Khoảng vân i = λD/a

Khi thay ánh sáng màu lam bằng ánh sáng màu vàng thì bước sóng tăng, mà khoảng vân i tỉ lệ thuận với bước sóng nên khoảng vân tăng lên. (λvàng > λlam ⇒ ivàng > ilam ).

Bài 5: (ĐH-2013): Thực hiện thí nghiệm Y - âng về giao thoa với ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ. Khoảng cách giữa hai khe hẹp là 1mm. Trên màn quan sát, tại điểm M cách vân trung tâm 4,2mm có vân sáng bậc 5. Giữ cố định các điều kiện khác, di chuyển dần màn quan sát dọc theo đường thẳng vuông góc với mặt phẳng chứa hai khe ra xa cho đến khi vân giao thoa tại M chuyển thành vân tối lần thứ hai thì khoảng dịch màn là 0,6 m. Bước sóng λ bằng

A. 0,6 μm        B. 0,5 μm

C. 0,4 μm        D. 0,7 μm

Chọn A.

a = 1mm, x = 4,2mm.

Lúc đầu vân sáng k = 5: Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

Khi màn ra xa dần thì D và kéo theo i tăng dần, lúc M chuyển thành vân tối lần thứ 2 thì nó là vân tối thứ 4: k’ = 3 và D’ = D + 0,6m

Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

Từ (1) và (2) suy ra 5D = 3,5(D + 0,6) ⇒ D = 1,4m

Từ (1) ⇒ λ = ax/kD = 0,6.10-6m = 0,6 μm

Bài 6: Trong thí nghiệm I âng về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe a = 2mm, khoảng cách từ hai khe đến màn ảnh D = 2m. Nguồn S phát đồng thời hai bức xạ có bước sóng λ1 = 0,5 μm và λ2 = 0,4 μm. Trên đoạn MN = 30mm (M và N ở một bên của O và OM = 5,5mm) có bao nhiêu vân tối bức xạ λ2 trùng với vân sáng của bức xạ λ1?

A. 12        B. 15        C. 14        D. 13

Chọn B.

Khoảng vân: i1 = λ1D/a = 0,5 mm; i2 = λ2D/a = 0,4 mm.

Vị trí vân tối của λ2 : x2 = (k2 + 0,5)i2 = (k2 + 0,5).0,4 (mm)

Vị trí vân sáng của λ1 : x1 = k1i1 = 0,5k1 (mm)

Vị trí vân tối bức xạ λ2 trùng với vân sáng của bức xạ λ1: 5,5 (mm) ≤ x2 = x1 ≤ 35,5 (mm)

(k2 + 0,5)i2 = k1i1 → 4k2 + 2 = 5k1 → 4k2 = 5k1 – 2 Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

Để k2 là một số nguyên thì k1 – 2 = 4n (với n ≥ 0)

Do đó k1 = 4n + 2 và k2 = 5n + 2

Khi đó x1 = 0,5k1 = 2n + 1

5,5 (mm) ≤ x1 = 2n + 1 ≤ 35,5 (mm) → 3 ≤ n ≤ 17

Trên đoạn MN có 15 vân tối bức xạ λ2 trùng với vân sáng của bức xạ λ1.

Bài 7: Trong thí nghiệm giao thoa Iâng, thực hiện đồng thời với hai bức xạ đơn sắc trên màn thu được hai hệ vân giao thoa với khoảng vân lần lượt là 1,35 (mm) và 2,25 (mm). Tại hai điểm gần nhau nhất trên màn là M và N thì các vân tối của hai bức xạ trùng nhau. Tính MN:

A. 4,375 (mm)       B. 3,2 (mm)

C. 3,375 (mm)       D. 6,75 (mm)

Chọn D.

Vị trí hai vân tối của hai bức xạ trùng nhau

(k1 + 0,5)i1 = (k2 + 0,5)i2 → (k1 + 0,5)1,35 = (k2 + 0,5)2,25

Với k1; k2 nguyên hoặc bằng 0

1,35k1 = 2,25k2 + 0,45 → 3k1 = 5k2 + 1

Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

Để k1 nguyên Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

Khi đó k1 = k2 + n và 2k2 = 3n - 1 Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

Để k2 nguyên Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án → n = 2t + 1 → k2 = n + t = 3t + 1

Suy ra k1 = 5t + 2; k2 = 3t + 1

Hai điểm M, N gần nhau nhất ứng với hai giá trị liên tiếp của t:

Khi t = 0 x1 = 2,5i1 = 3,375 mm

Khi t = 1 x’1 = 7,5i1 = 10,125 mm

MNmin = 10,125 – 3,375 = 6,75 mm.

Bài 8: Trong thí nghiệm giao thoa với khe Y-âng, nguồn sáng S là nguồn hỗn tạp gồm hai ánh sáng đơn sắc. Ánh sáng λ1 = 520nm, và ánh sáng có bước sóng λ2 ∈ [620nm-740nm]. Quan sát hình ảnh giao thoa trên màn người ta nhận thấy trong khoảng giữa vị trí trùng nhau thứ hai của hai vân sáng đơn sắc λ1, λ2 và vân trung tâm (không kể vân trung tâm), có 12 vân sáng với ánh sáng có bước sóng λ1 nằm độc lập. Bước sóng λ2 có giá trị là:

A. 728nm        B. 693,3nm

C. 624nm        D. 732nm

Chọn A.

Vị trí hai vân sáng trùng nhau x = k1λ1 = k2λ2.

Trong khoảng giữa vị trí trùng nhau thứ hai của hai vân sáng đơn sắc λ1, λ2 và vân trung tâm (không kể vân trung tâm), có 12 vân sáng với ánh sáng có bước sóng λ1 nằm độc lập thì đó chính là vị trí vân sáng thứ 14 (k1 = 14) của bức xạ λ1.

14λ1 = k2λ2

Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

→ 620nm ≤ λ2 ≤ 740nm → 10 ≤ k2 ≤ 11

Khi k2 = 10: λ2 = 728 nm

Khi k2 = 11: λ2 = 661,8 nm.

Bài 9: Trong thí nghiệm Yâng về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa 2 khe Yâng là a = 1 mm, khoảng cách từ 2 khe đến màn D = 2 m. Chùm sáng chiếu vào khe S có 2 bước sóng trong đó λ1 = 0,4 μm. Trên màn xét khoảng MN = 4,8 mm đếm được 9 vân sáng với 3 vạch là kết quả trùng nhau của 2 vân sáng và 2 trong 3 vạch đó nằm tại M,N. Bước sóng λ2

A. 0,48 μm        B. 0,6 μm

C. 0,64 μm        D. 0,72 μm

Chọn B.

Khoảng vân:

Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

Số vân sáng của bức xạ λ1 là: Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án ↔ -3 ≤ k ≤ 3: có 7 bức xạ.

Ta đếm được 9 vân sáng với 3 vạch là kết quả trùng nhau của 2 vân sáng và 2 trong 3 vạch đó nằm tại M, N. Suy ra tất cả ta có 12 vân sáng, bức xạ λ2 sẽ cho 5 vân sáng tức là :

4i2 = 4,8 ↔ 4λ2D/a = 4,8 ↔ λ2 = 0,6 μm.

Bài 10: 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

Chọn A.

Gọi k1, k2 là bậc của vân trùng đầu tiên thuộc 2 bức xạ 1 và 2 (Tính từ vân trung tâm).

Ta có: |k1 - k2| = 3 (1)

Theo đề: (k1 - 1) + (k2 - 1) = 11 (2)

Giải (1) và (2) ta được: k1 = 5, k2 = 8

Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

Bài 11: Thực hiện giao thoa ánh sáng với hai bức xạ thấy được có bước sóng λ1 = 0,64 μm ; λ2 = 0,48 μm. Khoảng cách giữa 2 khe kết hợp là a = 1 mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là D = 1m. Số vân sáng trong khoảng giữa vân sáng bậc 3 và vân sáng bậc 9 của bức xạ λ1 là ?

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

Chọn B.

Ta có khoảng vân của hai bức xạ i1 = 0.64mm, và i2 = 0,48mm

Gọi x là khoảng cách từ vân trung tâm đến các vân sáng trong khoảng giữa vân sáng bậc 3 và vân sáng bậc 9 của bức xạ λ1

3.0,64 < x = k1.0,64 < 9.0,64 → 4 ≤ k1 ≤ 8. Có 5 giá trị của k1: 4,5,6,7,8.

3.0,64 < x = k2.0,46 < 9.0,64 → 5 ≤ k2 ≤ 11.

Có 7 giá trị của k2 từ 5 đến 11: 5,6,7,8,9,10,11.

Vị trí trùng nhau của hai vân sáng: k1.i1 = k2.i2 → 0,64k1 = 0,48k2

Hay 4k1 = 3k2 → k1 = 3n; k2 = 4n với n = 0, 1, 2,...

Như vậy khi n = 2 thì k1 = 6 và k2 = 8 → Vân sáng bậc 6 của bức xạ λ1 trùng với vân sáng bậc 8 của bức xạ λ2.

Do đó số vân sáng trong khoảng trên là 5 + 7 – 1 = 11.

Bài 12: Trong thí nghiệm Y- âng về giao thoa ánh sáng, nguồn sáng phát đồng thời hai bức xạ đơn sắc có bước sóng λ1 = 704 nm và λ2 = 440 nm. Trên màn quan sát, giữa hai vân sáng gần nhau nhất và cùng màu với vân trung tâm, số vân sáng khác màu với vân trung tâm là:

A. 10        B. 11        C. 12        D. 13

Chọn B.

Dùng máy tính Fx570Es nhập vào sẽ ra phân số tối giản: Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

Vị trí các vân sáng cùng màu với vân trung tâm, vân sáng hai bức xạ trùng nhau

x = k1i1 = k2i2 → k1λ1 = k2λ2 → 704k1 = 440k2 → 8k1 = 5k2

k1 = 5n; k2 = 8n

x = 40n (nm) với n = 0; ± 1; ± 2; ...

Khi n = 1: giữa hai vân sáng gần nhất cùng màu vân sáng trung tâm có 4 vân sáng của bức xạ λ1 và 7 vân sáng của bức xạ λ2 . Như vậy có tổng 11 vân sáng khác màu với vân trung tâm.

Bài 13: Trong thí nghiệm về giao thoa ánh sáng. Nguồn sáng phát ra 2 bức xạ có λ1 = 0,5 μm; λ2 = 0,75 μm. Xét tại M là vân sáng bậc 6 của λ1; tại N là vân sáng bậc 6 ứng với λ2. Trên MN, ta đếm được bao nhiêu vân sáng?

A. 9        B.7        C.3        D.5

Chọn D.

- Số vân trùng nhau: k1λ1 = k2λ2

- Trên đoạn NM số vân sáng của λ1 trùng với vân sáng của λ2 là 2 vân.

- Vân sáng bậc 4 của λ2 (k2 = 4, 5, 6) trùng với vân sáng bậc 6 của λ1 (k1 = 6,7,8,9)

- Vân sáng bậc 9 của λ1 trùng với vân sáng bậc 6 của λ2. Nên trên đoạn MN có 3 vân sáng của λ2 và 4 vân sáng của λ1 vậy tổng là 7, nhưng do có 2 vân trùng nhau nên ta chỉ quan sát được 5 vân.

Bài 14: Trong thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng, trong vùng MN trên màn quan sát, người ta đếm được 21 vân sáng với M và N là hai vân sáng khi dùng dánh sáng đơn sắc có bước sóng λ1 = 0,45 μm. Giữ nguyên điều kiện thí nghiệm, khi dùng nguồn sáng đơn sắc khác với bước sóng λ2 = 0,60 μm thì số vân sáng trong miền đó là

A. 18        B. 15        C. 16        D. 17

Chọn C.

Theo bài trong vùng MN trên màn có 21 vân sáng thì độ dài của vùng là 20i1.

Khi dùng nguồn sáng đơn sắc với bước sóng λ2 = 0,60 μm ta quan sát được số vân sáng theo độ dài của vùng trên là: (n-1)i2. Ta có: 20i1 = (n-1)i2

Vì giữ nguyên điều kiện thí nghiệm, nên a và D không đổi → 20λ1 = (n-1)λ2

→ n - 1 = 20λ12

→ Thế số: n - 1 = 20.0,45/0,60 = 15 hay n = 16.

Bài 15: Thực hiện giao thoa ánh sáng với hai bức xạ thấy được có bước sóng λ1 = 0,64 μm ; λ2 = 0,48 μm. khoảng cách giữa 2 khe kết hợp là a = 1 mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là D = 1m. Số vân sáng trong khoảng giữa vân sáng bậc 3 và vân sáng bậc 9 của bức xạ λ1 là ?

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

Chọn B.

Ta có khoảng vân của hai bức xạ i1 = 0.64mm, và i2 = 0,48mm

Gọi x là khoảng cách từ vân trung tâm đến các vân sáng trong khoảng giữa vân sáng bậc 3 và vân sáng bậc 9 của bức xạ λ1

3. 0,64 < x = k1.0,64 < 9.0,64 → 4 ≤ k1 ≤ 8: có 5 giá trị của k1 = 4,5,6,7,8

3. 0,64 < x = k2.0,46 < 9.0,64 → 5 ≤ k2 ≤ 11: có 7 giá trị của k2 từ 5 đến 11 = 5,6,7,8,9,10,11

Vị trí trùng nhau của hai vân sáng: k1.i1 = k2.i2 → 0,64k1 = 0,48k2 → 4k1 = 3k2

→ k1 = 3n; k2 = 4n với n = 0, 1, 2,…

Khi n = 1 thì k1 = 6 và k2 = 8: vân sáng bậc 6 của λ1 trùng với vân sáng bậc 8 của λ2 .

Do đó số vân sáng trong khoảng trên là 5 + 7 – 1 = 11.

Bài 16: Chiếu đồng thời 2 bức xạ đơn sắc có λ1 = 0,75 μm và λ2 = 0, 5 μm vào 2 khe Iâng cách nhau a = 0,8mm. khoảng cách từ mặt phẳng chứa 2 khe đến màn D = 1.2m. trên màn hứng vạn giao thoa rộng 10mm. (2 mép màn đối xứng qua vân trung tâm) có bao nhiêu vân sáng có màu của vân sáng trung tâm?

A. 3        B. 5        C. 4        D. 6

Chọn C.

Ta có x1 = x2 → k1λ1 = k2λ2

Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

Vân trùng (vân cùng màu vân trung tâm) gần trung tâm nhất khi k2 = 3 → k1 = 2

Khoảng cách gần nhất giữa hai vân trùng:

Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

Số vân trùng:

Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

→ số vân trùng: 5

→ số vân cùng màu với vân trung tâm: 4 (không kể vân trung tâm).

Bài 17: Trong thí nghiệm I âng về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe a = 2mm, khoảng cách từ hai khe đến màn ảnh D = 2m. Nguồn S phát đồng thời hai bức xạ có bước sóng λ1 = 0,5 μm và λ2 = 0,4 μm. Trên đoạn MN = 30mm (M và N ở một bên của O và OM = 5,5mm) có bao nhiêu vân tối bức xạ λ2 trùng với vân sáng của bức xạ λ1:

A. 12        B. 15        C. 14        D. 13

Chọn B.

k1λ1 = (k2 + 0,5)λ2

Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

+ Khoảng cách ngắn nhất giữa 2 VT trùng nhau của vân tối bức xạ λ2 với vân sáng của bức xạ λ1 là: itr = 4i1 = 2mm

+ Bắt đầu trùng nhau từ vân sáng bậc 2 của λ1 → Vị trí trùng nhau: x = 2i1 + k.itr = 1 + 2k

Mà 5,5 ≤ x = 1 + 2k ≤ 35,5 → 2,25 ≤ k ≤ 17,25 → k = 3,4,...,17 → có 15 VT trùng trên MN.

Bài 18: Một nguồn sáng điểm phát đồng thời hai bức xạ màu đỏ có lanđa = 640nm và mầu xanh lam có bước sóng λ2 chiếu vào hai khe Y-âng. Trên màn quan sát hai khe người ta thấy giữa hai vân sáng cùng màu gần nhất với vân sáng chính giữa có 7 vân sáng màu xanh lam. Số vân sáng màu đỏ giua hai vân sáng cùng màu trên là:

A. 4        B. 6        C. 5        D. 3

Chọn C.

Giữa hai vân sáng cùng màu gần nhất với vân sáng chính giữa có 7 vân sáng màu xanh lam → khoảng vân trùng = 8ilam = k1λđ → 8λ1 = k1λđ

→ λ1 = k1.640/8 = 80k1

→ 450 < λ1 < 510 → 5,6 < k1 < 6,3

→ chọn k = 6 → Số vân sáng màu đỏ giữa hai vân sáng cùng màu trên là 5.

Bài 19: Trong thí nghiệm I-âng, cho 3 bức xạ: λ1 = 400nm, λ2 = 500nm, λ3 = 600 nm.Trên màn quan sát ta hứng được hệ vân giao thoa trong khoảng giữa 3 vân sáng gần nhau nhất cùng màu với vân sáng trung tâm, ta quan sát được số vân sáng là:

A. 54        B. 35        C. 55        D. 34

Chọn C.

Xét từ vân trung tâm đến vân trùng thứ 2 (3 vân trùng liên tiếp):

Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

Số vân sáng của λ1, k1 từ 1 đến 29: có 29 vân

Số vân sáng của λ2, k2 từ 1 đến 23: có 23 vân

Số vân sáng của λ3, k3 từ 1 đến 19: có 19 vân

Tổng số vân sáng của 3 đơn sắc là 29 + 23 + 19 = 71 vân

Số vân sáng của λ1 và λ2 trùng là:

Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

→ 5 vân.

Số vân sáng của λ2 và λ3 trùng là:

Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

→ 3 vân.

Số vân sáng của λ1 và λ3 trùng là:

Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

→ 9 vân.

Số vân quan sát thấy là 71- (5 + 3 + 9) = 54 vân. Nếu kể cả 1 vân cùng màu với vân trung tâm là 55 vân

Bài 20: Trong thí nghiệm Iâng về giao thoa ánh sáng. Lần thứ nhất, ánh sáng dùng trong thí nghiệm có 2 loại bức xạ λ1 = 0,56 μm và λ2 với 0,67 μm < λ1 < 0,74 μm,thì trong khoảng giữa hai vạch sáng gần nhau nhất cùng màu với vạch sáng trung tâm có 6 vân sáng màu đỏ λ2. Lần thứ 2, ánh sáng dùng trong thí nghiệm có 3 loại bức xạ λ1, λ2 và λ3, với λ3 = 7λ2/12, khi đó trong khoảng giữa 2 vạch sáng gần nhau nhất và cùng màu với vạch sáng trung tâm còn có bao nhiêu vạch sáng đơn sắc khác ?

A. 25        B. 23        C. 21        D. 19.

Chọn B.

Kể luôn 2 vân sáng trùng thì có 8 VS của λ2 → có 7i2.

Gọi k là số khoảng vân của λ1; Lúc đó ki1 = 7i2 → kλ1 = 7λ2

→ 0,67 μm < λ2 = kλ1/7 < 0,74 μm

→ 8,3 < k < 9,25 chọn k = 9 → λ2 = 0,72 μm

(Xét VS trùng gần VTT nhất)

Khi 3 VS trùng nhau x1 = x2 = x3

Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

Vị trí 3 VS trùng ứng với k1 = 9, k2 = 7, k3 = 12

Giữa hai vân sáng trùng có: 8 VS của λ1 (k1 từ 1 đến 8); 6 VS của λ2 (k2 từ 1 đến 6); 11 VS của λ3 (k3 từ 1 đến 11)

Tổng số VS của 3 đơn sắc là 8 + 6 + 11 = 25

Vì có 2 vị trí trùng của λ1 và λ3 (với k1 = 3, k3 = 4 và k1 = 6, k3 = 8 )

nên số VS đơn sắc là 25 – 2 = 23.

Bài 21: Trong thí nghiệm I âng về giao thoa ánh sáng người ta sử dụng đồng thời ba ánh sáng đơn sắc có bước sóng lần lượt là λ1 = 0,48 μm; λ2 = 0,64 μm và λ3 = 0,72 μm. Số vân sáng đơn sắc quan sát được ở giữa hai vân sáng gần nhất cùng màu với vân sáng trung tâm là

A. 26        B. 21       C. 16        D. 23

Chọn B.

*) Tìm số vị trí trùng ba:

x = k1i1 = k2i2 = k3i3 → k1λ1 = k2λ2 = k3λ3 → 48k1 = 64k2 = 72k3 hay 6k1 = 8k2 = 9k3

Bội SCNN của 6, 8 và 9 là 72 → k1 = 12n; k2 = 9n; k3 = 8n.

Vị trí vân sáng cùng màu với vân trung tâm gần vân trung tâm nhất ứng với n = 1 là k1 = 12; k2 = 9; k3 = 8.

*) Tìm vị trí hai vân sáng trùng nhau:

+) x12 = k1i1 = k2i1 → k1λ1 = k2λ2 → 48k1 = 64k2 → 3k1 = 4k2

Suy ra: k1 = 4n12; k2 = 3n12. Trong khoảng giữa hai vân sáng gần nhau nhất cùng màu với vân trung tâm có 2 vân sáng của bức xạ λ1, λ2 trùng nhau: k1 = 4 trùng với k2 = 3; k1 = 8 trùng với k2 = 6 (với n12 = 1; 2)

+) x23 = k2i2 = k3i3 → k2λ2 = k3λ3 → 64k2 = 72k3 → 8k2 = 9k3

Suy ra: k2 = 9n23; k3 = 8n23. Trong khoảng giữa hai vân sáng gần nhau nhất cùng màu với vân trung tâm có 0 vân sáng của bức xạ λ2; λ3 trùng nhau.

+) x13 = k1i1 = k3i3 → k1λ1 = k3λ3 → 48k1 = 72k3 → 2k1 = 3k3

Suy ra: k1 = 3n13; k3 = 2n13. Trong khoảng giữa hai vân sáng gần nhau nhất cùng màu với vân trung tâm có 3 vân sáng của bức xạ λ1; λ3 trùng nhau ứng với n13 = 1; 2; 3 (k1 = 3; 6; 9 và k3 = 2; 4; 6)

Do đó số vân sáng đơn sắc quan sát được giữa hai vân sáng gần nhau nhất cùng màu với vân sáng trung tâm là 11 + 7 + 8 – 2 – 3 = 21 vân.

Bài 22: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, nguồn S phát ra ba ánh sáng đơn sắc: λ1 = 0,42 μm(màu tím); λ2 = 0,56 μm(màu lục); λ3 = 0,70 μm(màu đỏ). Giữa hai vân sáng liên tiếp có màu giống như màu của vân trung tâm quan sát được 8 vân màu lục. Số vân tím và vân đỏ quan sát được nằm giữa hai vân sáng liên tiếp kể trên là

A. 12 vân tím, 6 vân đỏ

B. 10 vân tím, 5 vân đỏ

C. 13 vân tím, 7 vân đỏ

D. 11 vân tím, 6 vân đỏ

Chọn A.

* Vị trí các vân cùng màu với vân trung tâm:

x = k1i1 = k2i2 = k3i3 → k1λ1 = k2λ2 = k3λ3

→ 42k1 = 56k2 = 70k3 hay 3k1 = 4k2 = 5k3

Bội SCNN của 3, 4 và 5 là 60 → Suy ra: k1 = 20n; k2 = 15n; k3 = 12n.

Vị trí vân sáng cùng màu với vân trung tâm gần vân trung tâm nhất ứng với n = 1: k1 = 20; k2 = 15; k3 = 12

* Vị trí hai vân sáng trùng nhau

x12 = k1i1 = k2i2 → k1λ1 = k2λ2 → 42k1 = 56k2 → 3k1 = 4k2

Suy ra: k1 = 4n12; k2 = 3n12. Trong khoảng giữa hai vân sáng gần nhau nhất cùng màu với vân trung tâm có 4 vân sáng của bức xạ λ1, λ2 trùng nhau.(k1 = 4; k2 = 3 ; k1 = 8, k2 = 6; k1 = 12; k2 = 9 ; k1 = 16, k2 = 12)

* x23 = k2i2 = k3i3 → k2λ2 = k3λ3 → 56k2 = 70k3 → 4k2 = 5k3

Suy ra: k2 = 5n23; k3 = 4n23. Trong khoảng giữa hai vân sáng gần nhau nhất cùng màu với vân trung tâm có 2 vân sáng của bức xạ λ2, λ3 trùng nhau (k2 = 5; k3 = 4; k2 = 10; k3 = 8)

* x13 = k1i1 = k3i3 → k1λ1 = k3λ3 → 42k1 = 70k3 → 3k1 = 5k3

Suy ra: k1 = 5n13; k3 = 3n13 . Trong khoảng giữa hai vân sáng gần nhau nhất cùng màu với vân trung tâm có 3 vân sáng của bức xạ λ1, λ3 trùng nhau.(k1: 5, 10, 15; k3: 3, 6, 9 )

Số vân sáng quan sát được trong khoảng hai vân sáng gần nhau nhất cùng màu với vân sáng trung tâm

- Màu tím: 19 – 4 – 3 = 12

- Màu lục: 14 – 4 – 2 = 8

- Màu đỏ: 11 – 3 – 2 = 6

Bài 23: Trong TN Y-âng về giao thoa ánh sáng, chiếu vào 2 khe 1 chùm sáng đa sắc gồm 3 thành phần đơn sắc có bước sóng λ1 = 0,4 μm, λ2 = 0,6 μm, λ3 = 0,75 μm. Trên màn trong khoảng giữa 3 vân sáng liên tiếp có màu giống màu vân trung tâm, số vạch sáng mà có sự trùng nhau của từ 2 vân sáng của 2 hệ vân trở lên là:

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

Chọn B.

Vị trí các vân cùng màu với vân trung tâm:

x = k1i1 = k2i2 = k3i3 → k1λ1 = k2λ2 = k3λ3 → 0,4k1 = 0,6k2 = 0,75k3 hay 8k1 = 12k2 = 15k3

Bội SCNN của 8, 12 và 15 là 120 → Suy ra: k1 = 15n; k2 = 10n; k3 = 8n.

Vị trí vân sáng cùng màu với vân trung tâm: x = 120n.

Trong khoảng giữa 2 vân sáng cùng màu với vân trung tâm gần nhau nhất n = 0 và n = 1 (k1 = 15; k2 = 10 và k3 = 8) có:

* 14 vân sáng của bức xạ λ1 với k1 ≤ 14;

* 9 vân sáng của bức xạ λ2 với k2 ≤ 9;

* 7 vân sáng của bức xạ λ3 với k3 ≤ 7;

Trong đó: Vị trí hai vân sáng trùng nhau:

* x12 = k1i1 = k2i2 → k1λ1 = k2λ2 → 8k1 = 12k2 → 2k1 = 3k2

Suy ra: k1 = 3n12; k2 = 2n12. Trong khoảng giữa hai vân sáng gần nhau nhất cùng màu với vân trung tâm có 4 vân sáng của bức xạ λ1, λ2 trùng nhau.(k1 = 3; 6; 9; 12; k2 = 2; 4; 6; 8)

* x23 = k2i2 = k3i3 → k2λ2 = k3λ3 → 12k2 = 15k3 → 4k2 = 5k3

Suy ra: k2 = 5n23; k3 = 4n23. Trong khoảng giữa hai vân sáng gần nhau nhất cùng màu với vân trung tâm có 1 vân sáng của bức xạ λ2, λ3 trùng nhau (k2 = 5; k3 = 4 )

* x13 = k1i1 = k3i3 → k1λ1 = k3λ3 → 8k1 = 15k3

Suy ra: k1 = 15n13; k3 = 8n13. Trong khoảng giữa hai vân sáng gần nhau nhất cùng màu với vân trung tâm có 0 vân sáng của bức xạ λ1, λ3 trùng nhau.

→ Trong khoảng giữa hai vân sáng gần nhất cùng màu với vân sáng trung tâm có 5 vạch sáng có sự trùng nhau của hai vân sáng. Do đó trên màn trong khoảng giữa 3 vân sáng liên tiếp có màu giống màu vân trung tâm, số vạch sáng mà có sự trùng nhau của từ 2 vân sáng của 2 hệ vân trở lên là: 5.2 + 1 = 11 (10 vân sáng có sự trùng nhau của 2 vân sáng và 1 vân sáng cùng màu với vân trung tâm là sự trùng nhau của 3 vân sáng).

Bài 24: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng Y-âng, nguồn S phát đồng thời ba bức xạ có bước sóng λ1 = 400 nm, λ2 = 500 nm, λ3 = 750 nm. Giữa hai vân sáng gần nhau nhất cùng màu với vân trung tâm còn quan sát thấy có bao nhiêu loại vân sáng?

A. 4.        B. 7.       C. 5.       D. 6.

Chọn C.

Vị trí các vân cùng màu với vân trung tâm:

x = k1i1 = k2i2 = k3i3 → k1λ1 = k2λ2 = k3λ3

→ 400k1 = 500k2 = 750k3 hay: 8k1 = 10k2 = 15k3

Bội SCNN của 8, 10 và 15 là 120 → Suy ra: k1 = 15n; k2 = 12n; k3 = 8n.

Vị trí vân sáng cùng màu với vân trung tâm gần vân trung tâm nhất ứng với n = 1 (k1 = 15; k2 = 12; k3 = 8)

Vị trí hai vân sáng trùng nhau

* x12 = k1i1 = k2i2 → k1λ1 = k2λ2 → 400k1 = 500k2 → 4k1 = 5k2

Suy ra: k1 = 5n12; k2 = 4n12. Trong khoảng giữa hai vân sáng gần nhau nhất cùng màu với vân trung tâm có 2 vân sáng của bức xạ λ1 λ2 trùng nhau.

* x23 = k2i2 = k3i3 → k2λ2 = k3λ3 → 500k2 = 750k3 → 2k2 = 3k3

Suy ra: k2 = 3n23; k3 = 2n23. Trong khoảng giữa hai vân sáng gần nhau nhất cùng màu với vân trung tâm có 3 vân sáng của bức xạ λ2 λ3 trùng nhau.

* x13 = k1i1 = k3i3 → k1λ1 = k3λ3 → 400k1 = 750k3 → 8k1 = 15k3

Suy ra: k1 = 15n13; k3 = 8n13. Trong khoảng giữa hai vân sáng gần nhau nhất cùng màu với vân trung tâm có 0 vân sáng của bức xạ λ1 λ3 trùng nhau.

→ Có 5 loại vân sáng. Đó là: Vân sáng đơn sắc của 3 bức xạ (3 loại), có 2 loại vân sáng của 2 trong 3 bức xạ trùng nhau (λ1 λ2 ; λ2 λ3 ) ; có 2 vân cùng màu hỗn hợp của 3 bức xạ (Vân trung tâm và vân cùng màu với vân trung tâm).

Bài 25: Thực hiện thí nghiệm Y-âng về giao thoa với ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,4 μm, khoảng cách giữa hai khe là 0,5 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn là 1m. Trên màn quan sát, vân sáng bậc 4 cách vân sáng trung tâm

A. 3,2 mm.        B. 4,8 mm.

C. 1,6 mm.       D. 2,4 mm.

Chọn A.

Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

→ xs = ki = 4.0,8 = 3,2mm.

Xem thêm các dạng bài tập Vật Lí lớp 12 có trong đề thi THPT Quốc gia khác:

Ngân hàng trắc nghiệm miễn phí ôn thi THPT Quốc Gia tại khoahoc.vietjack.com

KHÓA HỌC GIÚP TEEN 2002 ĐẠT 9-10 THI THPT QUỐC GIA

Tổng hợp các video dạy học từ các giáo viên giỏi nhất - CHỈ TỪ 399K tại khoahoc.vietjack.com


giao-thoa-anh-sang.jsp


Các loạt bài lớp 12 khác
Khóa học 12