Ví dụ về các câu hỏi về sóng ánh sáng

11 ví dụ về sóng ánh sáng

1. Cách tử nhiễu xạ

Hãy chú ý đến những phát biểu sau:

(1) Thay lưới bằng lưới có số đường kẻ trên mỗi milimét lớn hơn.

(2) Ánh sáng rơi từ màu xanh lam sang màu vàng

(3) Thay đổi ánh sáng phát ra từ màu đỏ sang màu xanh lục

(4) Di chuyển màn hình lại gần lưới hơn

Những gì được bao gồm trong nỗ lực tăng độ rộng của dải sáng trong thí nghiệm nhiễu xạ là...

Cuộc thảo luận

Công thức giao thoa khe đôi (giao thoa tăng cường):

Độ rộng của khe (d) rất nhỏ so với khoảng cách giữa khe và màn chắn (L) nên góc rất nhỏ. Góc nhỏ đến mức giá trị của sin θ gần bằng tan của θ.

sin θ ≈ tan θ = y / L

Thông tin:

y = độ rộng của dải sáng, n = bậc, λ = bước sóng, L = khoảng cách giữa cách tử và màn hình, d = độ rộng của khe.

d = 1 / (4000 đường kẻ / cm) = 0,00025 cm

(1) Thay lưới bằng lưới có số đường kẻ trên mỗi milimét lớn hơn.

Thí dụ:

d = 1 / (1000 đường kẻ / cm) = 0,001 cm

d = 1 / (2000 đường kẻ / cm) = 0,0005 cm

d = 1 / (3000 đường kẻ / cm) = 0,0003 cm

d = 1 / (4000 đường kẻ / cm) = 0,00025 cm

Dựa trên phép tính này, nếu số vạch trên mỗi milimét lớn hơn thì chiều rộng của khe (d) sẽ nhỏ hơn. Dựa trên công thức trên, nếu chiều rộng của khe (d) nhỏ hơn thì chiều rộng của dải sáng (y) sẽ lớn hơn.

Tuyên bố này là đúng.

(2) Ánh sáng rơi từ màu xanh lam sang màu vàng

Ánh sáng xanh có tần số cao hơn ánh sáng vàng, và ngược lại.

Ánh sáng xanh có bước sóng ngắn hơn ánh sáng vàng.

Nếu ánh sáng chuyển từ màu xanh lam sang màu vàng, thì bước sóng sẽ lớn hơn.

Dựa trên công thức trên, nếu bước sóng lớn hơn thì độ rộng của dải sáng (y) sẽ lớn hơn.

Tuyên bố này là đúng.

(3) Thay đổi ánh sáng phát ra từ màu đỏ sang màu xanh lục

Ánh sáng đỏ có tần số thấp hơn ánh sáng xanh, và ngược lại.

Ánh sáng đỏ có bước sóng dài hơn ánh sáng vàng.

Nếu ánh sáng chuyển từ màu đỏ sang màu xanh lục, thì bước sóng sẽ ngắn hơn.

Dựa trên công thức trên, nếu bước sóng nhỏ hơn thì độ rộng của dải sáng (y) sẽ nhỏ hơn.

Tuyên bố này là sai.

(4) Di chuyển màn hình lại gần lưới hơn

Di chuyển màn hình lại gần lưới hơn có nghĩa là giảm L. Dựa trên công thức trên, nếu khoảng cách giữa lưới và màn hình (L) nhỏ hơn, thì chiều rộng của dải sáng (y) sẽ nhỏ hơn.

Tuyên bố này là sai.

2. Hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng

Trong một thí nghiệm nhiễu xạ ánh sáng sử dụng cách tử có 4.500 vạch/ ^cm⁻¹ , trên màn hình đặt cách cách tử một khoảng L, khoảng cách của dải sáng bậc hai là 1 mm. Nếu cách tử được sử dụng được thay thế bằng một cách tử khác có 5.400 vạch/ ^cm⁻¹ , thì khoảng cách của dải sáng bậc hai đo được từ dải sáng trung tâm là...

A. 0,6 mm

B. 0,9mm

C. 1,2 mm

D. 1,6mm

E. 2,2mm

Cuộc thảo luận

Ai cũng biết rằng:

d ₁ = 1 / (4500 dòng / cm) = 1/4500 cm

n ₁ = 2

y ₁ = 1 mm = 0,1 cm

d² = 1 / (5400 dòng / cm) = 1/ 5400 _cm

n ₂ = 2

Đã hỏi: y ₂

Hàm:

Công thức giao thoa khe đôi (giao thoa tăng cường):

d sin θ = n λ

Độ rộng của khe rất nhỏ so với khoảng cách giữa khe và màn hình, do đó góc rất nhỏ. Góc nhỏ đến mức giá trị của sin θ gần bằng tan θ.

sin θ ≈ tan θ = y / L

d sin θ = n λ

d (y / L) = n λ

dy = n λ L

Thông tin :

d = chiều rộng khe, y = khoảng cách giữa nguồn sáng trung tâm và nguồn sáng bậc n, n = bậc, λ = bước sóng, L = khoảng cách giữa cách tử và màn hình.

Thí nghiệm 1:

d ₁ y ₁ = n ₁ λ L

(1/4500)(0,1) = (2) λ L

0,1 / 4500 = (2) λ L

0,1 / (2)(4500) = λ L

0,1 / 9000 = λ L

Thí nghiệm 2:

d ₂ y ₂ = n ₂ λ L

(1/5400)(y ₂ ) = (2) λ L

y ₂ / 5400 = (2) λ L

y ₂ / (2)(5400) = λ L

y ₂ / 10.800 = λ L

Bước sóng ánh sáng (λ) được sử dụng là như nhau và khoảng cách giữa cách tử và màn chắn (L) cũng không đổi.

λ L = λ L

0,1 / 9000 = y ₂ / 10.800

(0,1)(10.800) = (y ₂ )(9000)

1080 = y ₂ (9000)

y ₂ = 1080 / 9000

y ₂ = 0,12 cm

y ₂ = 1,2 mm

Đáp án đúng là C.

Giao thoa ánh sáng

3. Hai khe hẹp cách nhau 2 mm được chiếu sáng vuông góc. Trên màn hình cách các khe 1 mét, một vạch sáng thứ tư được hình thành, nằm cách vạch sáng trung tâm 1 mm. Bước sóng của ánh sáng được sử dụng là…

A. 24 x 10 ^-6 m

B. 8,0 x 10 ^-6 m

C. 3,7 x 10 ^-6 m

D. 2,0 x 10 ^-6 m

E. 0,5 x 10 ^-6 m

Cuộc thảo luận

Ai cũng biết rằng:

Khoảng cách giữa các khe (d) = 2 mm = 2 x ^10⁻³ mét

Thứ tự (n) = 4

Khoảng cách giữa màn hình và khe hở (l) = 1 mét

Khoảng cách của vạch sáng thứ 4 đến vạch sáng trung tâm (y) = 1 mm = 1 x 10⁻³ ^mét = ^10⁻³ mét

Câu hỏi: Bước sóng của ánh sáng ( λ)

Hàm:

Công thức giao thoa khe đôi (giao thoa tăng cường):

d sin θ = n λ

Khoảng cách giữa hai khe hẹp nhỏ hơn khoảng cách giữa hai khe hẹp và màn hình, do đó góc rất nhỏ. Góc rất nhỏ nên giá trị của sin θ gần bằng tangen θ.

Bước sóng ánh sáng ( λ):

Đáp án đúng là E.

4. Trong thí nghiệm của Young, người ta sử dụng hai khe hẹp, mỗi khe cách nhau 3 mm, và một màn chắn được đặt cách các khe 1 m. Nếu nguồn sáng thứ sáu được tạo ra ở khoảng cách 1 mm so với nguồn sáng trung tâm, thì bước sóng của nguồn sáng được sử dụng là...

A. 0,5 x 10 ^-6 m

B. 2,0 x 10 ^-6 m

C. 3,7 x 10 ^-6 m

D. 8,0 x 10 ^-6 m

E. 24 x 10 ^-6 m

Cuộc thảo luận

Ai cũng biết rằng:

Khoảng cách giữa các khe (d) = 3 mm = 3 x ^10⁻³ mét

Thứ tự (n) = 6

Khoảng cách giữa màn hình và khe hở (l) = 1 mét

Khoảng cách của vạch sáng thứ 6 đến vạch sáng trung tâm (y) = 1 mm = 1 x 10⁻³ ^mét = ^10⁻³ mét

Câu hỏi: Bước sóng của ánh sáng ( λ)

Hàm:

Bước sóng ánh sáng ( λ):

Đáp án đúng là A.

Đặc điểm của sóng ánh sáng

5. Đặc điểm của sóng:

(1) dạng sóng dọc

(2) có thể khúc xạ

(3) có thể can thiệp

(4) có thể bị phân cực

(5) sự lan truyền của nó đòi hỏi một môi trường

Phát biểu trên, một đặc điểm của sóng ánh sáng, là số…

A. (1), (2) và (3)

B. (1), (2) và (4)

C. (1), (3) và (5)

D. (2), (3) và (4)

E. (2), (2) và (5)

Cuộc thảo luận

Đáp án đúng là D.

6. Đề thi Vật lý Quốc gia bậc THPT/Thạc sĩ năm 2015/2016, câu số 29

Hãy chú ý đến câu nói sau!

(1) Có thể can thiệp

(2) Trải nghiệm sự phân cực

(3) Trải nghiệm nhiễu xạ

(4) Bò trườn không có môi trường

(5) Có thể phản ánh

Phát biểu chính xác ở trên về các đặc tính của sóng âm là...

A. (1), (2) và (3)

B. (1), (3) và (5)

C. (1), (4) và (5)

D. (2), (3) và (4)

E. (3), (4) và (5)

Cuộc thảo luận

(2) Sóng ngang trải qua hiện tượng phân cực. Sóng âm là sóng dọc.

(4) Sóng lan truyền không cần môi trường chỉ là sóng điện từ, sóng âm là sóng cơ học cần môi trường để lan truyền.

Đáp án đúng là B.

Lưới nhiễu xạ

7. Một cách tử nhiễu xạ có 4.000 vạch trên mỗi cm. Ánh sáng đơn sắc được chiếu vào cách tử và tạo ra một vạch sáng bậc hai. Nếu góc lệch là 30 ^° , thì bước sóng của ánh sáng là… (1 Å = 10⁻¹⁰ ^m )

A. 8.000 Å

B. 6.250 Å

C. 5.000 Å

D. 4.500 Å

E. 4.000 Å

Cuộc thảo luận

Ai cũng biết rằng:

Hằng số mạng tinh thể (d) = 1 / (4000 vạch/cm) = 0,00025 cm = 2,5 x 10⁻⁴ ^cm = 2,5 x ^10⁻⁶ mét

Thứ tự (n) = 2

sin 30 ^° = 0,5

1 Å = 10 ^-10 m

Câu hỏi: Bước sóng của ánh sáng (λ)

Hàm:

Đáp án đúng là B.

8. Một chùm ánh sáng đơn sắc có bước sóng 2,5.10 × ^7⁻⁷ m chiếu vào một cách tử gồm 10.000 vạch/cm. Góc tạo nên vạch sáng bậc hai là bao nhiêu?

A. 30 ^o

B. 37 ^o

C. 45 ^o

D. 53 ^o

E. 60 ^o

Cuộc thảo luận

Ai cũng biết rằng:

Hằng số mạng tinh thể (d) = 1 / (10.000 vạch/cm) = 0,0001 cm = 1 x 10⁻⁴ ^cm = 1 x ^10⁻⁶ mét

Thứ tự (n) = 2

Bước sóng ánh sáng (λ) = 2,5 x ^10⁻⁷ mét

Câu hỏi: Góc (θ)

Hàm:

Đáp án đúng là A.

9. Hiện tượng giao thoa khe đôi

Một chùm ánh sáng vàng chiếu vào hai khe hẹp, gây ra hiện tượng giao thoa có thể nhìn thấy trên màn hình. Từ phát biểu sau:

(1) Dải sáng sẽ trở nên rộng hơn nếu ánh sáng vàng được thay thế bằng ánh sáng xanh

(2) Dải sáng sẽ trở nên rộng hơn nếu khoảng cách giữa các khe hẹp giảm đi.

( 3) Càng xa nguồn sáng trung tâm thì cường độ càng nhỏ.

(4) càng xa nguồn sáng trung tâm thì cường độ càng không đổi.

Câu đúng là…

A. (1), (3) và (4)

B. Chỉ (1) và (3)

C. (1) và (4) chỉ

D. (2) và (3) chỉ

E. Chỉ (2) và (4)

Cuộc thảo luận

Khoảng cách giữa hai khe hẹp nhỏ hơn khoảng cách giữa hai khe hẹp và màn hình, do đó góc rất nhỏ. Góc rất nhỏ nên giá trị của sin θ gần bằng tangen θ.

Công thức giao thoa khe đôi (giao thoa tăng cường)

Thông tin :

d = khoảng cách giữa hai khe, y = khoảng cách từ vạch sáng thứ n đến vạch sáng trung tâm, l = khoảng cách giữa màn hình và khe, n = bậc, λ = bước sóng ánh sáng p.

(1) Dải sáng sẽ trở nên rộng hơn nếu ánh sáng vàng được thay thế bằng ánh sáng xanh

Dựa trên công thức này, số lượng vạch sáng (n) tỷ lệ nghịch với bước sóng ( λ). Nếu bước sóng nhỏ hơn, số lượng vạch sáng (n) sẽ lớn hơn. Ánh sáng vàng có bước sóng dài hơn (tần số thấp hơn) so với ánh sáng xanh lam. Nếu thay thế ánh sáng vàng bằng ánh sáng xanh lam, bước sóng sẽ nhỏ hơn, do đó số lượng vạch sáng (n) sẽ lớn hơn.

Tuyên bố này là đúng.

(2) Dải sáng sẽ trở nên rộng hơn nếu khoảng cách giữa các khe hẹp giảm đi.

Dựa trên công thức trên, khoảng cách giữa hai khe (d) tỷ lệ thuận với số lượng vạch sáng (n). Nếu khoảng cách giữa hai khe giảm đi, số lượng vạch sáng (n) cũng sẽ giảm.

Tuyên bố này là sai.

(3) Càng xa nguồn sáng trung tâm thì cường độ càng nhỏ.

Cường độ ánh sáng liên quan đến độ sáng. Cường độ ánh sáng tỷ lệ nghịch với khoảng cách; khoảng cách càng xa, cường độ càng thấp (ánh sáng càng mờ).

Tuyên bố này là đúng.

(4) Càng xa nguồn sáng trung tâm thì cường độ càng không đổi.

Tuyên bố này là sai.

Đáp án đúng là B.

10. Một chùm ánh sáng đơn sắc có bước sóng 5.10⁻⁷ ^m được chiếu vuông góc với cách tử. Nếu khoảng cách giữa màn hình và cách tử là 2 m và có ánh sáng bậc ba xuất hiện trên màn hình ở khoảng cách 150 cm từ nguồn sáng trung tâm, thì khoảng cách giữa hai khe là…

1. 4.10^-6 m
2. 3.10^-6 m
3. 2.10^-6 m
4. 3.10^-7 m
5. 2.10^-7 m

Cuộc thảo luận

Ai cũng biết rằng:
Bước sóng (λ) = 5 x 10^-7 mét
l = 2 mét
n = 3
y = 150 cm = 1,5 mét
Yêu cầu: hằng số mạng
Hàm:

sin θ ≈ tan θ = y / l = 1,5 / 2 = 0,75 = 75 x 10 ^-2

Khoảng cách giữa các khe hở:
d sin θ = n λ
d (75.10^-2) = (3)(5.10^-7)
d (75.10^-2) = 15.10^-7
d = (15.10^-7) / (75.10^-2)
d = (15/75).10^-5
d = (1/5)(10^-5) mét
d = (0,2)(10^-5) mét
d = 2.10^-6 mét
Đáp án đúng là C.

11. Một chùm tia sáng đơn sắc có bước sóng 500 nm (1 nano = 10⁻⁹ ⁾ chiếu vuông góc với cách tử . Nếu tia sáng thứ tư tạo thành góc lệch 30 ^° , thì số vạch trên mỗi cm của cách tử là….

1. 3000
2. 2500
3. 1250
4. 1000
5. 250

Cuộc thảo luận
Ai cũng biết rằng:
Bước sóng (λ) = 500.10^-9 mét = 5.10^-7 mét
θ = 30^o
n = 4
Yêu cầu: số lượng đường kẻ trên mỗi cm lưới
Hàm:
Khoảng cách giữa các khe hở:
d sin θ = n λ
d (sin 30^o) = (4)(5.10^-7)
d (0,5) = 20.10^-7
d = (20.10^-7) / 0,5
d = 40.10^-7
d = 4.10^-6  mét

Số lượng đường kẻ trên mỗi cm lưới:
x = 1 / 4.10^-6  mét
x = 0,25.10⁶ dòng/mét
x = 0,25.10⁶ dòng / 10² cm
x = 0,25.10⁴ dòng / cm
x = 25.10² dòng / cm
x = 2500 đường/cm
Đáp án đúng là B.

Nguồn câu hỏi:

Câu hỏi của Liên Hợp Quốc về Vật lý SMA/2015/2016