TƯ LIỆU LTĐH CHUYÊN ĐỀ SÓNG ÁNH SÁNG(hay)

CHƯƠNG VI : SÓNG ÁNH SÁNG
A . KIẾN THỨC TRỌNG TÂM :
Chủ đề 1: Tán sắc ánh sáng
1/ Tán sắc ánh sáng : A (Hướng tia tới)
Khi đi qua lăng kính, chùm ánh sáng trắng sẽ :
Bị lệch về phía đáy của lăng kính , tuân theo định luật khúc
đ
i'

xạ anh sáng . i đỏ
Bị tách thành nhiều chùm sáng có màu khác. (á.sáng trắng)
'
t
i

nhau từ đỏ đến tím. Trong đó chùm tia màu đỏ lệch ít nhất
và chùm tia màu tím lệch nhiều nhất B C tím
Hiện tượng ánh sáng trắng bị tách thành nhiều màu từ đỏ đến tím
khi đi qua lăng kính gọi là hiện tượng tán sắc ánh sáng.
Dãi sáng nhiều màu từ đỏ đến tím gọi là quang phổ của ánh sáng trắng , nó gồm 7 màu chính : đỏ ,
cam, vàng , lục , lam . chàm . tím .
Góc lệch của các tia sáng : D
đỏ
< D
cam
< D
vàng
<. . . . . < D
tím
.
2/ Ánh sáng trắng và ánh sáng đơn sắc :

• Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng không bị tán sắc khi đi qua lăng kính .
• Ánh sáng trắng là hỗn hợp của nhiều ánh sáng đơn sắc từ đỏ đến tím .
3/ Nguyên nhân của hiện tượng tán sắc : Do hai nguyên nhân như sau :
• Ánh sáng trắng là hỗn hợp của nhiều ánh sáng đơn sắc từ đỏ đến tím .
•Chiết suất của chất dùng làm lăng kính đối với các ánh sáng đơn sắc khác nhau thì khác nhau. Chiết suất
đối với áng sáng đỏ thì nhỏ nhất , đối với ánh sáng tím thì lớn nhất .
Tức là : n
đỏ
< n
cam
<. . . . < n
tím
Tính chất này là tính chất chung cho mọi môi trường trong suốt . Khi ánh sáng trắng truyền qua các môi
trường trong suốt như lưỡng chất phẳng ,bản mặt song song , thấu kính , lăng kính . . . đều xảy ra hiện
tượng tán sắc nhưng thể hiện rõ nhất khi truyền qua lăng kính . Hiện tượng tán sắc xảy ra đổng thời với
hiện tượng khúc xạ ánh sáng .
4/ Ứng dụng của hiện tượng tán sắc:
• Ứng dụng trong máy quang phổ : Tách chùm sáng đa sắc thành các thành phần đơn sắc .
• Giải thích một số hiện tượng xảy ra trong tự nhiên như cầu vồng bảy sắc .
5/ Các công thức liên quan :
• Phản xạ ánh sáng : i = i’ • Khúc xạ ánh xáng : n
1
.sini = n
2
.sinr.
• Phản xạ toàn phần : sini
gh
=
1
2

n
n
; với n
1
> n
2
. • Thấu kính : D =
=
f
1
(n -1)








+
21
11
RR
.
( n là chiết suất của chất làm thấu kính đối với môi trường đặt thấu kính )
• Lăng kính : sini = n.sinr

* Trường hợp góc A và i nhỏ : i = n.r
sini’ = n.sinr’

i’ = n.r’
A = r + r’ A = r + r’
D = i + i’ – A D = (n − 1).A
* Trường hợp góc lệch cục tiểu : D = D
min
 i = i’ =
2
min
AD +
và r = r’ =
2
A
.
* Góc lệc giữa tia đỏ và tia tím : ∆D = D
tím
− D
đỏ
.
Chú ý : Khi khảo sát với ánh sáng đơn sắc nào thì chiết suất n ứng với ánh sáng đơn sắc đó .
Ví dụ :
- Khi chiếu ánh sáng trắng qua lăng kính , xét tia màu đỏ ta có công thức :
đđ
rni sin.sin =
;
đđd
rni 'sin'sin =
; (á.sáng trắng)

đđ
rrA '

+=
;
AiiD
đđ
−+= '
.
Các ánh sáng đơn sắc khác cũng áp dụng tương tự như áng sáng đỏ . i
- Khí chiếu ánh sáng trắng từ không khí đến bề mặt nước dưới góc tới i ,
tia sáng bị khúc xạ đồng thời bị tách thành các màu từ đỏ đến tím,
trong đó tia đỏ lệch ít nhất tia tím lệch nhiều nhất (như hình bên) .
Công thức vận dụng :
đ
đ
n
r
i
=
sin
sin
;
t
t
n
r
i
=
sin
sin
.
Góc lệch giữa tia đỏ và tia tím : ∆r = r

đỏ
− r
tím
. tím đỏ

∆r
- Nếu tia tới vng góc với bề mặt phân cách thì khơng có hiện tượng tán sắc .
- Khí chiếu ánh sáng trắng từ khơng khí qua thấu kính, ta vận dụng cơng thức :
∗ Đối với màu đỏ:








+−=
21
11
)1(
1
RR
n
f
đ
đ
∗ Đối với màu tím :









+−=
21
11
)1(
1
RR
n
f
t
t
=> Khoảng cách giữa hai tiêu điểm đỏ và tím là :
tđđt
ffFFx
−==
Chủ đề 2 : Hiện tượng nhiễu xạ - hiện tượng giao thoa ánh sáng
I/ Hiện tượng nhiễu xạ :
• Hiện tượng nhiễu xạ là hiện tượng ánh sáng khơng tn theo định luật truyền thẳng .
• Hiện tượng nhiễu xạ quan sát được khi ánh sáng truyền qua lổ nhỏ , hoặc gần mép của những vật trong
suốt hay khơng trong suốt .
• Hiện tượng nhiễu xạ giải thích được khi coi ánh sáng có tính chất sóng . Mỗi lổ nhỏ hoặc khe hẹp khi
có ánh sáng truyền qua sẽ trở thành một nguồn phát sóng ánh sáng thứ cấp.
• Mỗi chùm ánh sáng đơn sắc là một chùm sáng có bước sóng và tần số xác đònh :
- Trong chân khơng , bước sóng xác định bởi cơng thức :
)(

)/(10.3
)(
8
Hzf
sm
f
c
m ==
λ
.
- Trong mơi trường trong suốt có chiết suất n thì bước sóng giảm n lần so với trong chân khơng :
nfn
c
f
v
λ
λ
===
.
'
.
II/ Giao thoa ánh sáng : x
1/ Định nghĩa: Hai sóng ánh sáng kết hợp giao nhau sẽ tạo nên hệ
thống vânsáng tối xen kẽ cách đều nhau gọi là hiện tượng giao thoa. i
ánh sáng
2/ Các cơng thức trong giao thoa sáng đơn sắc với hai khe y-âng
• Hiệu đường đi :
D
xa
dd

.
12
=−=
δ
• Khoảng vân i = x
(k+1)
– x
k
=
a
D.
λ

• Vị trí vân sáng bậc k :
ik
a
D
kx
k
.
.
. ==
λ
Trong đó : k = 0 , ± 1 , ± 2 , ± 3 , . . . . gọi là bậc giao thoa
Với k = 0 : tại O có vân sáng bậc khơng hay vân sáng trung tâm ; k = ± 1 : x là vị trí vân sáng bậc nhất
( gồm hai vân đối xứng với nhau qua vân sáng trung tâm )
λ : bước sóng (m) ;
a : khoảng cách giữa 2 khe S
1
S

2
(m) ;
D : khoảng cách từ 2 khe tới màn ảnh (m) ,
trong đó D >> a .
• Vị trí vân tối :
Vị trí vân tối là khoảng cách từ vân sáng
trung tâm đến vân tối ta xét :
a
D
kx
k
.
)
2
1
'(
'
λ
+=
= (
ik ).
2
1
'+

với k’ = 0 , -1 : x là vị trí vân tối thứ nhất ; k = 1 , - 2 : x là vị trí vân tối thứ hai. . . . . .
Đối với các vân tối khơng có khái niệm bậc giao thoa .
• Khoảng cách giữa vân sáng bậc n và vân sáng bậc m ( với m, n ∈ k) là:
Ánh sáng trắng
Quang trục chính F

đ

O F
t
tím đỏ
f
t
x
f
đ
k = +1
k = 0
k = - 1
O
M
2

A
S
1
d
1
x
d
2
a I O
D
S
2

E
∆x = l = x
n
– x
m
 = n – m.i
• Tại M có toạ độ x
M
là một vân sáng khi :
n
i
x
M
=
. (n ∈ Ν)
• Tại M có toạ độ x
M
là một vân tối khi :
n
i
x
M
=
+ 0,5 . (n ∈ Ν)
• Giao thoa trong môi trường có chiết suất n : Với a và D không đổi thì bước sóng và khoảng vân giảm
đi n lần so với bước sóng và khoàng vân trong chân không , tức là :
n
λ
λ
='

;
n
i
i ='
.
• Cách tính số vân trong giao thoa trường:
Bề rộng L của vùng giao thoa quan sát được trên màn ảnh gọi là giao thoa trường. Số vân sáng và số
vân tối trong giao thoa trường xác định như sau:
• Cách 1:
-số vân sáng :
2 2 2 2
L L L L
ki k
i i
− ≤ ≤ ⇒ − ≤ ≤
: có bao nhiêu giá trị của k có bay nhiêu vân sáng
-số vân tối:
1 1 1
2 2 2 2 2 2 2
L L L L
k k
i i
− ≤ + ≤ ⇒ − − ≤ ≤ −
:có bao nhiêu giá trị của k có bay nhiêu vân tối
• Cách 2: số vân sáng : 2k+1
- Lập tỷ
,
2
L
k p

i
=
2k nếu p<0,5
Số vân tối :
2 (k+1) nếu p
≥
0,5
3/ Giao thoa với ánh sáng trắng:
Hình ảnh thu được trên màn là: ở giữa giao thoa trường là vân trắng trung tâm, hai bên là dải sáng giống
như cầu vồng, màu tím ở trong , màu đỏ ở ngoài.
+ Tìm bề rộng của quang phổ bậc k : ∆x = x
đỏ
- x
tím
= k.
a
D
(λ
đỏ
- λ
tím
).
+ Tìm số bức xạ có vân sáng trùng nhau tại vị trí x
M
: Kết hợp hai phương trình sau để giải quyết:
x
M
=
Dk
xa

a
D
k
M
.
.
.
=⇒
λ
λ
(1) λ
đtím
≤ λ ≤ λ
đđỏ
(2)
+ Tìm số bức xạ có vân tối trùng nhau tại vị trí x
N
: Kết hợp hai phương trình sau để giải quyết :
x
N
=
Dk
xa
a
D
k
N
).
2
1

(

)
2
1
(
+
=⇒+
λ
λ
(1) λ
đtím
≤ λ ≤ λ
đđỏ
(2)
(Chú y : Các bước sóng màu đỏ và màu tím tùy thuộc vào đề bài cho. Bình thường thì lấy các giá trị như
sau : λ
đđỏ
= 0,76 µm , λ
đtím
= 0,38µm )
Thế (1) vào (2) => k là số bức xạ cần tìm ; Thế k vào (1) => λ của các bức xạ trùng nhau .
4/ Giao thoa với ánh sáng có nhiều thành phần đơn sắc:
Giả sử ánh sáng dùng làm thí nghiệm Iâng gồm hai bức xạ λ
1
, λ
2
thì :
- Trên màn có hai hệ vân giao thoa ứng với ánh sáng có bước sóng λ
1

và λ
2
.
- Vị trí vân sáng của bức xạ λ
1
là x
1
= k
1
.i
1
.
- Vị trí vân sáng của bức xạ λ
2
là x
2
= k
2
.i
2
.
- Ở vị trí trung tâm O hai vân sáng trùng nhau do x
1
= x
2
= 0 => vân sáng tại O có màu tổng hợp của hai
màu đơn sắc ứng với hai ánh sáng có bước sóng λ
1
và λ
2

.
- Ở các vị trí khác thì hai vân sáng trùng nhau khi : x
1
= x
2
=> k
1
.i
1
= k
2
.i
2
=> k
1
=
í
k
λ
λ
2
2
.
; với k
1
và k
2
∈ Z và k
1
 ≤

i
L
.2
. Màu của các vân này giống màu vân sáng tại O (Với L là bề rộng của giao thoa
trường)
5/ Ứng dụng của hiện tượng giao thoa : Đo bước sóng ánh bằng cách làm thí nghiệm với một ánh sáng
đơn sắc rối đo các khoảng cách D, a , i rối dùng công thức
D
ai.
=
λ
để xác định bước sóng λ .
Từ các kết quả đo bước sóng λ cho thấy :
• Mỗi ánh sáng đơn sắc có một bước sóng (hay tần số) xác đinh .
• Ánh sáng nhìn thấy có phổ bước sóng từ 0,38µm (ứng với ánh sáng tím) đến 0,76µm (ứng với ánh sáng đỏ)
• Với những ánh sáng có bước sóng rất gần nhau thì màu sắc của chúng gần giống nhau , mắt người rất
khó phân biệt rõ màu của chúng . Vì vậy người ta phân định 7 vùng màu chính ứng với các khoảng bước
sóng tương ứng của từng vùng.
Chủ đề 3*: Giao thoa bởi lưỡng lăng kính, 2 nửa thấu kính, lưỡng gương phẳng . Độ dời của hệ
thống vân trên màn do có bản mỏng . (chương trình nâng cao)
Nguồn sáng S qua các thiết bị này đều tạo ra hai ảnh S
1
và S
2
. Do đó S
1
và S
2
trở thành hai nguồn
kết hợp phát ra hai chùm sáng kết hợp . Trong vùng hai chùm sáng này gặp nhau sẽ xảy ra hiện tượng giao

thoa giống như trong thí nghiện dùng hai khe Y-âng .Vì vậy để tìm vị trí vân , khoảng vân . . . trong các
trường hợp này ta vẫn vận dụng các công thức như trong thi nghiệm giao thoa ánh sáng dùng 2 khe Y-âng
1. Giao thoa bởi lưỡng lăng kính Fresnel ( góc chiết quang nhỏ) :




β



d d’

D
2. Giao thoa bởi hai nửa thấu kính hội tụ (bán thấu kính Bilet) :
3. Giao thoa bởi lưỡng gương phẳng .
Các đại lượng tương ứng với
giao thoa bằng 2 khe Y-âng và
kiến thức thường dùng :
• a = S
1
S
2
= 2d (n-1)A
• Góc lệch giữa tia tới và tia ló:
D = (n -1)A
• bề rộng của vùng giao thoa:
L = 2d’(n-1)A
Các đại lượng tương ứng với giao thoa
bằng 2 khe Y-âng và kiến thức thường

dùng :
• a = S
1
S
2
=
1
.
'
O
d
dd +
O
2
.
• D = HO’ = L – (d’ + d) = OO’- d’.
Để trên màn E thu được hệ vân thì màn
phải đặt cách thấu kính một khoảng lớn
hơn OI, tức là D ≥ HI. Khi D = HI thì
trên màn chỉ có 1 vân sáng tại I .
• Công thức thấu kính dùng để xác
định d’:

'
111
ddf
+=
fd
fd
d

−
=→
.
'
• bề rộng của miền giao thoa:
L = O
1
O
2
(1+
'd D
d
+
)
Các đại lượng tương ứng với giao
thoa bằng 2 khe Y-âng và kiến thức
thường dùng :
• a = S
1
S
2
= 2.HS
1
= 2.SI α
• D = HO = HI + IO = IS.β + IO .
• Nguồn sáng S và các ảnh S
1
, S
2
nằm

trên đường tròn bán kính IS .
(IS =IS
1
=IS
2
)
Khi làm bài cần sử dụng tam giác
đồng dạng để xác định các khoảng cách
E
L
1
S
1
M
1
P
1
O
1

S O H I
O’
O
2

S
2
M
2
P

2
L
2
D
d d’
L
α G
1
S M


S
1
2α
H O
I
S
2
G
2
N
D
S
1
S
2
I
M
N
OS

4. Độ dời hệ thống vân trên màn do có bản mỏng (chiều dày e và chiết suất n) .
Khi có bản mỏng ( bản mặt song song ) chiều dày e
và chiết suất n trước khe S
1
, Vân sáng trung tâm tại
O sẽ dời đến vị trí O’ (như hình bên)
Với độ dời :
a
Den
xOO
.).1(
'
0
−
==
Chủ đề 4 : Máy quang phổ - Các loại quang phổ
A. Kiến thức trọng tâm :
1. Máy quang phổ :
a. Định nghĩa : Máy quang phổ là dụng cụ dùng để phân tích chùm sáng có nhiều thành phần thành
những thành phần đơn sắc khác nhau .
b. Nguyên tắc hoạt động : Dựa vào hiện tượng tán sắc ánh sáng .
c. Cấu tạo :
• Ống chuẩn trực .
Cấu tạo gồm 3 bộ phận chính : • Hệ tán sắc . F (L
1
)
• Buồng ảnh .
- Ống chuẩn trực :
Ống chuần trực là bộ phận có dạng một cái ống, gồm một thấu kính hội tụ (L
1

) gắn ở một đầu ống,
đầu còn lại có một khe hẹp ,tiêu điểm (F) nằm ở tiêu diện của thấu kính .
Ống chuẩn trực có tác dụng tạo ra chùm tia ló sau thấu kính L
1
là chùm sáng song song
.
- Hệ tán sắc : Hệ tán sắc gồm một hoặc vài thấu kính (P),
có tác dụng tán sắc chùm sáng phức tạp
truyền từ ống chuẩn trực tới lăng kính .
- Buồng ảnh :
Buồng ảnh là một hộp kín gồm một thấu
kính hội tụ (L
2
) và một tấm kính mờ hoặc
kính ảnh (E)đặt tại têu diện của thấu kính .
Buồng ảnh có tác dụng ghi lại quang phổ
của nguồn sáng .
2. Quang phổ liên tục :
a. Định nghĩa : Quang phổ liên tục là quang phổ gồm nhiều dãi màu tử đỏ đến tím , nối liền
nhau một cách lien tục .
b. Nguồn phát sinh quang phổ lien tục : Các chất rắn , chất lỏng , chất khí ở áp suất lớn
khi bị nung nóng sẽ phát ra quang phổ lien tục .
c. Tính chất :
- Quang phổ liên tục không phụ thuộc vào bản chất của vật phát sáng .
- Quang phổ liên tục phụ thuộc vào nhiệt độ của vật phát sáng . Khi nhiệt độ tăng dần thì cường độ
bức xạ càng mạnh và miềm quang phổ lan dần từ bức xạ có bước sóng dài sang bức xạ có bước
sóng ngắn.
3. Quang phổ vạch phát xạ :
a. Định nghĩa : Quang phổ gồm các vạch màu riêng lẽ , ngăn cách nhau bằng những
khoảng tối, được gọi là quang phổ vạch phát xạ .

b. Nguồn phát ra quang phổ vạch phát xạ : Các chất khí hay hơi ở áp suất thấp phát ra
khi bị kích thích phát sáng .
c. Tính chất :
O’
(e,n) d’
1
x
0
S
1
d’
2
a O
S
2
D




F
1
(P)
(L
2
)
F
2
(E)
- Mỗi nguyên tố hoá học khi bị kích thích , phát ra các bức xạ có bước sóng xác định và cho một

quang phổ vạch phát xạ riêng , đặc trưng cho nguyên tố ấy .
- Các nguyên tố khác nhau , phát ra quang phổ vạch khác hẳn nhau về : số lượng các vạch , màu sắc
các vạch , vị trí (tức là bước sóng)của các vạch và về cường độ sáng của các vạch đó .
4. Quang phổ vạch hấp thụ :
a. Định nghĩa : Quang phổ lien tục thiếu một số vạch màu do bị chất khí (hay hơi kim loại)
hấp thụ , được gọi là quang phổ vạch hấp thụ . ( Như vậy : Quang phổ vạch hấp thu là
những vạch tối trên nền của quang phổ liên tục)
b. Nguồn phát ra quang phổ vạch hấp thụ : Chiếu ánh sáng từ một nguồn qua khối khí hay
hơi bị nung nóng rồi chiếu qua máy quang phổ, ta sẽ thu được quang phổ vạch hấp thụ .
Điều kiện để có quang phổ vạch hấp thụ là : nhiệt độ của nguồn sáng phải lớn hơn nhiệt
độ của đám khi.
c. Tính chất :
- Quang phổ vạch hấp thụ phụ thuộc vào bản chất của khí hấp thụ . Mỗi chất khí hấp thụ có một
quang phổ vạch hấp thụ đặc trưng.
- Trong quang phổ vạch có sự đảo sắc như sau : mổi nguyên tố hoá học chỉ hấp thụ những bức xạ
nào mà nó có khả năng phát xạ , và ngược lại , nó chỉ phát bức xạ nào mà nó có khả năng hấp
thụ
5. Phân tích quang phổ :
- Phân tích quang phổ là gì ?
Phân tích quang phổ là phương pháp vật lí dùng để xác định thành phần hoá học của một hợp chất ,
dựa vào việc nghiên cứu quang phổ của ánh sáng do chất đó phát xạ hoặc hấp thụ .
- Phép phân tích quang phổ có ưu điểm như thế nào ?
o Cho kết quả nhanh , cùng một lúc xác định được sự có mặt của nhiều nguyên tố.
o Độ nhạy rất cao, cho phép phát hiện được hàm lượng rất nhỏ có trong mẫu nghiên cứu.
o Cho phép nghiên cứu từ xa , như phát hiện thành phần cấu tạo của mặt trời , các ngôi sao.
Chủ đề 5 : TIA HỒNG NGOẠI – TIA TỬ NGOẠI – TIA X
1/ Bảng hệ thống kiến thức tia hồng ngoại , tử ngoại , tia X :
Tia hồng ngoại Tia từ ngoại Tia Rơnghen (tia X)
a/ Định
nghĩa

b/ Nguồn
phát
c/ Bản chất
và tính chất
e/Ứng dụng
Là bức xạ không nhìn
thấy, có bước sóng dài hơn
bước sóng ánh sáng đỏ .
λ > 0,76µm đến vài mm .
Mọi vật, dù có nhiệt độ
thấp đều phát ra tia hồng
ngoại .
Lò than , lò sưởi điện ,
đèn điện dây tóc … là
những nguồn phát tia hồng
ngoại rất mạnh .
- Bản chất là sóng điện từ .
- Tác dụng nhiệt rất mạnh .
- Tác dụng lên kính ảnh,
gây ra một số phản ứng
hoá học .
- Có thể biến điệu như
sóng cao tần .
- Gây ra hiện tượng quang
dẫn .
- Sây khô , sưởi ấm .
- Sử dụng trong các thiết bị
Là bức xạ không nhìn
thấy , có bước sóng ngắn
hơn bước sóng ánh sáng

tím .
0,001 µm < λ < 0,38 µm .
Các vật bị nung nóng đến
nhiệt độ cao (trên 2000
0
C)
sẽ phát ra tia tử ngoại . Ở
nhiệt độ trên 3000
0
C vật ra
tia tử ngoại rất mạnh (như :
đen hơi thuỷ ngân , hồ
quang . . .
- Bản chất là sóng điện từ .
- Tác dụng mạnh lên kính
ảnh .
- Làm ion hoá chất khi .
- Làm phát quang một số
chất .
- Bị nước và thuỷ tinh hấp
thụ mạnh .
- Có tác dụng sinh lí , huỷ
diệt tế bào, làm hại mắt . . .
- Gây ra hện tượng quang
điện .
- Khử trùng nước , thực
phẩm , dụng cụ ytế .
Là bức xạ có bước sóng
ngắn hơn bước sóng của
tia tử ngoại .

10
−
11
m < λ < 10
−
8
m .
Cho chùm tia catot có
vận tốc lớn đập vào kim
loại có nguyên tử lượng
lớn , từ đó sẽ phát ra tia
X.
Thiết bị tạo ra tia X là
ống Rơnghen .
- Bản chất là sóng điện từ .
- Có khả năng đâm xuyên rất
mạnh , bước sóng càng ngắn
đâm xuyên càng mạnh.
- Tác dụng mạnh lên kính ảnh
- Làm ion hoá chất khí .
- Làm phát quang một số
chất .
- Có tác dụng sinh lí
mạnh
- Gây ra hiện tượng
quang điện
- Trong y tế dùng tia X để
chiếu điện , chụp điện ,
điều khiển từ xa .
- Chụp ành bề mặt đất từ

vệ tinh .
- Ứng dụng nhiều trong kỹ
thuật quân sự . . .
- Chữa bệnh còi xương .
- Phát hiện vết nứt trên bề
mặt kim loại . . .
chữa bệnh ung thư nông .
-Trong công nghiệp dùng
để dò các lỗ khuyết tật
trong các sản phẩm đúc .
- Kiểm tra hành lí của
hành khách , nghiên cứu
cấu trúc vật rắn . . .
2/ Thuyết điện từ vế ánh sáng :
- Giả thuyết của Mắc – xoen : Ánh sáng là sóng điện từ có bước sóng rất ngắn so với sóng vô
tuyến , lan truyền trong không gian ( Tức là ánh có bàn chất sóng )
- Mối liện hệ giữa tính chất điện từ với tính chất quang của môi trường :
εµ
=
v
c
hay
εµ
=n
Trong đó :
ε
là hằng số điện môi,
ε
phụ thuộc vào tần số f của ánh sáng ;
µ

là độ từ thẩm .
3/ Thang sóng điện từ :
- Sóng vô tuyến , tia hồng ngoại, ánh sáng nhìn thấy, tia tử ngoại , tia X , tia gamma đều có bản chất
là sóng điện từ . Chúng có cách thu , phát khác nhau , có những tính chất rất khác nhau và giữa
chúng không có ranh giới rõ rệt .
- Những sóng điện từ có bước sóng dài thì dễ quan sát hiện tượng giao thoa, bước sóng càng ngắn thì
tính đâm xuyên càng mạnh.
MiÒn sãng ®iÖn tõ Bíc sãng (m) TÇn sè (Hz)
Sãng v« tuyÕn ®iÖn
4 4
3.10 10
−
÷
4 12
10 3.10÷
Tia hång ngoai
3 7
10 7,6.10
− −
÷
11 14
3.10 4.10÷
¸nh s¸ng nh×n thÊy
7 7
7,6.10 3,8.10
− −
÷
14 14
4.10 8.10÷
Tia tñ ngo¹i

7 9
3,8.10 10
− −
÷
14 17
8.10 3.10÷
Tia X
8 11
10 10
− −
÷
16 19
3.10 3.10÷
Tia gamma Díi 10
-11
Trªn 3.10
19
B.CÔNG THỨC VÀ CÁCH GIẢI BÀI TẬP:
1) Công thức cơ bản:
- Vị trí vân sáng:
.
.
D
x k
a
λ
=
(k = 0 : vân trung tâm ; k =
±
1 : vân bậc 1 ; k =

±
2 : vân bậc 2)
- Vị trí vân tối:
1 .
2
D
x k
a
λ
 
= +
 ÷
 
k = 0, k = -1: Vn tối thứ nhất
k = 1, k = -2: Vn tối thứ hai
k = 2, k = -3: Vn tối thứ ba

(lưu ý: Vị trí vân tối thứ k +1 :
1
2
D
x k
a
λ
 
= +
 ÷
 
, Vị trí vân tối thứ k :
1

2
D
x k
a
λ
 
= −
 ÷
 
)
- Khoảng vân i :
a
D
i
.
λ
=
x: vị trí vân ; i: khoảng vân ; (giữa hai vân sáng cạnh nhau hoặc giữa hai vân tối cạnh nhau)
D: khoảng cách từ hai khe đến màn ; a: khoảng cách giữa hai khe
2) Xác định vân (sáng hay tối) tại một điểm M bất kỳ:
- Chọn gốc toạ độ tại vân trung tâm. Tìm khoảng cách vân i . Lập tỷ số:
M
x
i

Tại x
M
ta có vân:
*
M

x
k
i
=
:vân sáng bậc k
*
1
2
M
x
k
i
= +
:vân tối thứ k+1 (k là số ngun)
3) Tìm số vân trên khoảng quan sát (giao thoa trường) L:
Lập tỉ
2
L
k
i
= +
số lẻ (k số ngun dương)
♣Số vân sáng(là số lẻ): 2k+1
♣Số vân tối:(là số chẵn)
◦ lẽ
≥
0,5: có 2(k+1) vân tối ◦ lẽ<0,5 : có 2k vân tối
4)Xác định khoảng vân i trong khoảng có bề rộng L. Biết trong khoảng L có n vân sáng.
+ Nếu 2 đầu là hai vân sáng thì:
1

L
i
n
=
-
+ Nếu 2 đầu là hai vân tối thì:
L
i
n
=
+ Nếu một đầu là vân sáng còn một đầu là vân tối thì:
0,5
L
i
n
=
-

5) Xác định số vân sáng, vân tối giữa hai điểm M, N có toạ độ x
1
, x
2
(giả sử x
1
< x
2
)
Lập đẳng thức, chia tất cả cho i, số vân là số giá trò của k thoả mãn bất đẳng thức
+ Vân sáng: x
1

< ki < x
2

+ Vân tối: x
1
< (k+0,5)i < x
2
Số giá trị k ∈ Z là số vân sáng (vân tối) cần tìm
Lưu ý: M và N cùng phía với vân trung tâm thì x
1
và x
2
cùng dấu.
M và N khác phía với vân trung tâm thì x
1
và x
2
khác dấu.
6) Tìm bước sóng ánh sáng khi biết khoảng cách giữa các vân (
d
∆
) hoặc vị trí 1 vân x
- Biết
d
∆
: Tìm số khoảng vân ( số vân – 1 ): n khoảng vân
n
d
i
∆

=
từ
a
D
i
.
λ
=
=>
D
ai.
=
λ
- Biết x : Dùng cơng thức :
a
D
kx
.
.
λ
=
(vân sáng) hoặc
a
D
kx
.
).
2
1
(

λ
±=
(vân tối).
7) Tìm khoảng cách giữa 2 vân bất kỳ :
- Tìm vị trí từng vân
- Nếu 2 vân ở cùng phía so với vân sáng trung tâm : d =
21
xx −
- Nếu hai vân ở hai bên so với vân trung tâm : d =
1
x
+
2
x
8)Nếu thí nghiệm được tiến hành trong mơi trường trong suốt có chiết suất n thì bước sóng và khoảng
vân:
n
n n
D
i
i
n a n
l
l
l = Þ = =
9)Khi nguồn sáng S di chuyển theo phương song song với S
1
S
2
thì hệ vân di chuyển ngược chiều và

khoảng vân i vẫn khơng đổi.
Độ dời của hệ vân là:
0
1
D
x y
D
=
Trong đó: D là khoảng cách từ 2 khe tới màn
D
1
là khoảng cách từ nguồn sáng tới 2 khe
y là độ dịch chuyển của nguồn sáng
10) Khi trên đường truyền của ánh sáng từ khe S
1
(hoặc S
2
) được đặt một bản mỏng dày e, chiết suất n
thì hệ vân sẽ dịch chuyển về phía S
1
(hoặc S
2
) một đoạn:
0
( 1)n eD
x
a
-
=
11) Vân trùng :Sự trùng nhau của các bức xạ λ

1
, λ
2
(khoảng vân tương ứng là i
1
, i
2
)
+ Trùng nhau của vân sáng: x
s
= k
1
i
1
= k
2
i
2
= ⇒ k
1
λ
1
= k
2
λ
2
=
+ Trùng nhau của vân tối: x
t
= (k

1
+ 0,5)i
1
= (k
2
+ 0,5)i
2
= ⇒ (k
1
+ 0,5)λ
1
= (k
2
+ 0,5)λ
2
=
Lưu ý: Vị trí có màu cùng màu với vân sáng trung tâm là vị trí trùng nhau của tất cả các vân sáng của các
bức xạ.
12)Trong hiện tượng giao thoa ánh sáng trắng (0,4
µ
m
≤

λ

≤
0,76
µ
m)
- Bề rộng quang phổ bậc k:

đ
( )
t
D
x k
a
l lD = -
với λ
đ
và λ
t
là bước sóng ánh sáng đỏ và tím
- Xác định số vân sáng, số vân tối và các bức xạ tương ứng tại một vị trí xác định (đã biết x)
+ Vân sáng:
ax
, k Z
D
x k
a kD
l
l= Þ = Î
Với 0,4 µm ≤ λ ≤ 0,76 µm ⇒ các giá trị của k ⇒ λ
+ Vân tối:
ax
( 0,5) , k Z
( 0,5)
D
x k
a k D
l

l= + Þ = Î
+
Với 0,4 µm ≤ λ ≤ 0,76 µm ⇒ các giá trị của k ⇒ λ
- Khoảng cách dài nhất và ngắn nhất giữa vân sáng và vân tối cùng bậc k:
đ
[k ( 0,5) ]
Min t
D
x k
a
λ λ
∆ = − −
axđ
[k ( 0,5) ]
M t
D
x k
a
λ λ
∆ = + −
Khi vân sáng và vân tối nằm khác phía đối với vân trung tâm.
axđ
[k ( 0,5) ]
M t
D
x k
a
λ λ
∆ = − −
Khi vân sáng và vân tối nằm cùng phía đối với vân trung tâm.

13) Tia X ( tia R ơnghen ) :
Theo ĐLBT năng lượng : A = W
đ

⇔
e.U =
2
.
2
1
vm
. Khi U -> U
0
=> v -> v
max
( W
đmax
)
⇔
e.U
0
=
2
max
.
2
1
vm
e
.

Từ CT trên => v =
e
m
Ue 2
và v
max
=
e
m
Ue
0
2
Công suất tỏa nhiệt : P = U.I,
t
eN
t
q
I
∆
=
∆
∆
=
.
Nhiệt lượng tỏa ra : Q = P.t ( Các hằng số : m
e
= 9,1.10
-31
kg, e = 1,6.10
-19

)
C.CÁC DẠNG BÀI TẬP:
Dạng 1: Tán sắc ánh sáng
 Phương pháp giải:
♦ Áp dụng các công thức của lăng kính :
+ Công thức tổng quát:
- sini
1
= n sinr
1
- sini
2
= n sinr
2
- A = r
1
+ r
2
- D = i
1
+ i
2
– A
+Trường hợp i và A nhỏ
- i
1
= nr
1
i
2

= nr
2
D = (n – 1)A
+Góc lệch cực tiểu:
D
min

1 2
min 1
1 2
2
2
A
r r
D i A
i i

= =

⇔ ⇒ = −


=


-+Công thức tính góc lệch cực tiểu:
min
sin sin
2 2
D A

A
n
+
=

♦ Điều kiện để có phản xạ toàn phần: n
1
> n
2
i > i
gh
với sini
gh
=
2
1
n
n
♦ Với ánh sáng trắng:
tim do
tim do
n n n
λ
λ λ λ
≥ ≥


≤ ≤


BÀI TẬP:

Bài 1: Bớc sóng trong chân không của ánh sáng đỏ là
( )
m, à750
, của ánh sáng tím là
( )
m, à40
. Tính bớc
sóng của các ánh sáng đó trong thuỷ tinh, biết chiết suất của thuỷ tinh đối với tia đỏ là
51,n
d
=
và đối
với tia tím là
541,n
t
=
.
Giải
+ Khi sóng truyền từ môi trờng từ môi trờng này sang môi trờng khác, thì vận tốc truyền và bớc sóng của
nó thay đổi, nhng tần số của nó không bao giờ thay đổi.
+ Bớc sóng của ánh sáng có tần số f trong môi trờng:
f
v
=
(với v là vận tốc của ánh sáng trong môi tr-
ờng đó).
+ Trong chân không, vận tốc ánh sáng là c, tần số vẫn là f và bớc sóng trở thành:
f

c
=
0
.
+ Do đó:
nv
c
n
v
c
00

===


nnêmà
(với n là chiết suất tuyệt đối của môi trờng đó).
+ Bớc sóng của ánh sáng đỏ trong thuỷ tinh:
( )
m,
,
,
n
d
à==

= 500
501
750
0

.
+ Bớc sóng của ánh sáng tím trong thuỷ tinh:
( )
m,
,
,
n
t
à=

= 260
541
40
0
.
ĐS: Bớc sóng của ánh sáng đỏ và tím trong thuỷ tinh lần lợt:
( ) ( )
m,,m,
td
à=à= 260500
.
Bài 2: Chiếu một chùm tia sáng trắng hẹp song song coi nh một tia sáng vào mặt bên
AB
của lăng kính
có
0
50=A
, dới góc tới
0
1

60=i
. Chùm tia ló ra khỏi mặt AC gồm nhiều màu sắc biến thiên liên tục từ
đỏ đến tím. Biết chiết suất của chất làm lăng kính đối với tia đỏ và tia tím lần lợt là:
541,n =
d
;
581,n =
t
.
Hãy xác định góc hợp bởi giữa tia đỏ và tia tím ló ra khỏi lăng kính.
Giải:
+ áp dụng công thức lăng kính:







+=
=+
=
=
AiiD
Arr
rsinnSini
rsinnSini
21
21
22

11
+ Đối với tia đỏ:









=+=+=
===
===+
===
0000
21
0
2222
0
1221
0
1
0
111
763450762460
7624
7815
2234
60

,,AiiD
,rsinnrsinrsinnisin
,rArArr
,r
n
sin
rsinrsinnisin
d
dd
dd
dd
2dddd
dd
d
d
d
i
+ Đối với tia tím:









=+=+=
===
===+

===
0000
21
0
2222
0
1221
0
1
0
111
1375012760
127
7616
2433
60
,,AiiD
,rsinnrsinrsinnisin
,rArArr
,r
n
sin
rsinrsinnisin
t
tt
tt
tt
2tttt
tt
t

t
t
i
.
+ Vậy góc hợp bởi giữa hai tia đỏ và tia tím sau khi ló ra khỏi lăng kính:
0
342,DD =
dt
ĐS:
0
342,
Bài 3: Chiếu một chùm tia sáng hẹp song song vào mặt bên của lăng kính có
0
60=A
dới góc tới
1
i
thì
chùm tia ló ra khỏi mặt AC lệch về đáy với các góc lệch khác nhau. Trong đó tia màu vàng cho góc lệch
cực tiểu. Biết chiết suất của chất làm lăng kính đối với tia vàng và tia đỏ lần lợt là:
491521 ,n;,n ==
dv
.
1) Xác định góc tới
i
.
2) Xác định góc lệch ứng với tia đỏ.
Giải:
1) Tia màu vàng cho góc lệch cực tiểu
vv 21

ii =
0
1
0
1
0
21
4649
7603030
2
,i
,sinnisin
A
rr
v
=
=====
vv
2) Đối với tia đỏ:









=+=+=
===

===+
===
0000
21
0
22222
0
1221
0
1
0
111
33366087464649
8746
3329
6730
4649
,,,AiiD
,irsinnrsinrsinnisin
,rArArr
,r
n
,sin
rsinrsinnisin
d
dd
dd
dd
dddd
dd

d
d
d
ĐS:
0
3336,D =
Bài 4: Một lăng kính có góc chiết quang
0
60=A
, làm bằng
thuỷ tinh trong suốt mà chiết suất phụ thuộc vào bớc sóng của
ánh sáng đơn sắc trong chân không nh đồ thị trên hình.
1) Xác định vận tốc truyền trong thuỷ tinh đó của các ánh sáng
đơn sắc màu tím
( )( )
m,
t
à= 40
, màu vàng
( )( )
m,
v
à= 60
và
màu đỏ
( )( )
m,
d
à= 750
.

2) Một chùm ánh sáng trắng hẹp tới mặt bên AB (gần A) dới góc
tới i sao cho góc lệch tia ló và tia tới ứng với ánh sáng màu
vàng là cực tiểu. Tính góc hợp bởi hai tia giới hạn ló ra khỏi mặt
bên AC.
Giải:
1) Dựa vào đồ thị chiết suất của thuỷ tinh đối với các ánh sáng
đơn sắc lần lợt là:
Với tia tím
( )
m,
t
à= 40
thì
71,n
t
=
.
Với tia vàng
( )
m,
v
à= 60
thì
6251,n
v
=
.
Với tia đỏ
( )
m,

t
à= 750
thì
61,n
t
=
.
+ Mặt khác, theo định nghĩa chiết suất
v
c
n =
, suy ra, công thức xác định vận tốc theo chiết suất:
n
c
v =
.
Với tia tím thì
( )
s/m.,
,
.
n
c
v
t
t
8
8
107651
71

103
==
.
Với tia vàng thì
( )
s/m.,
,
.
n
c
v
v
v
8
8
108461
6251
103
==
.
Với tia đỏ thì
( )
s/m.,
,
.
n
c
v
d
d

8
8
108751
61
103
==
.
2) Khi tia vàng có góc lệch cực tiểu:





=
===
vv
vv
rsin.nisin
A
rr
11
0
21
30
2
0
1
0
11
3454306251 ,isin.,rsin.nisin

vv
==
+ Sử dụng công thức lăng kính:
( )







+=
+=
=
=
AiiD
rrA
rsin.nisin
rsin.nisin
21
21
22
11
cho các tia sáng đơn sắc:
+ Tia tím:

=
+=
=
ttt
tt
tt
rsin.nisin
rrA
rsin.nisin
22
21
11









==
===
==

0
2
0
22
000

1
0
2
0
1
0
1
1
5062453171
453155286060
5528
71
3454
,i,sin.,rsin.nisin
,,rr
,r
,
,sin
n
isin
rsin
tttt
tt
t
t
t
+ Tia đỏ:

=
+=
=
ddd
dd
dd
rsin.nisin
rrA
rsin.nisin
22
21
11









==
===
==

0
2
0

22
000
1
0
2
0
1
0
1
1
9451482961
482952306060
5230
61
3454
,i,sin.,rsin.nisin
,,rr
,r
,
,sin
n
isin
rsin
dddd
dd
d
d
d
+ Góc hợp bởi hai tia giới hạn ló ra khỏi mặt bên AC là
000

22
561094515062 ,,,ii
dt
==
ĐS: 1)
( )
s/m.,v
t
8
107651
,
( )
s/m.,v
v
8
108461
,
( )
s/m.,v
d
8
108751
, 2)
0
22
5610,ii
dt
=
.
Bài 5: Một lăng kính thuỷ tinh có

664418
0
,n,A ==
t
,
65521,n =
d
. Chiếu một chùm tia sáng trắng hẹp
song song theo phơng vuông góc mặt bên của lăng kính. Dùng một màn ảnh song song mặt bên
AB
và
sau lăng kính một khoảng
( )
ml 1=
thu chùm sáng ló ra khỏi lăng kính. Xác định khoảng cách giữa hai
vệt sáng đỏ và tím trên màn.
Giải
+ Đối với trờng hợp A, i nhỏ

góc lệch tính theo công thức:
( )
AnD 1=
.
+ Đối với tia đỏ:
( ) ( )
00
2416581655211 ,,AnD
dd
===
.

+ Đối với tia tím:
( ) ( )
00
3152581664411 ,,AnD
tt
===
.
+ Khoảng cách từ vệt sáng đỏ đến tím:
( )
dt
tgtglOOTT ĐĐĐĐ ==
( ) ( )
mm,,tg,tg 3124165315251000 =
ĐS:
( )
mm,T 31Đ
Bài 6: Một máy quang phổ có lăng kính thuỷ
tinh góc chiết quang
0
60=A
. Chiếu đồng thời
các bức xạ màu đỏ, màu lục, màu tím có bớc
sóng lần lợt là
321
,

vào máy quang phổ.
Thấu kính chuẩn trực và thấu kính buồng ảnh đều có tiêu cự
( )
cmf 40=

. Biết chiết suất của chất làm
lăng kính đối với các bức xạ đơn sắc
321
,

lần lợt là:
617,1;608,1
21
== nn
,
635,1
3
=n
. Lăng kính đ-
ợc đặt sao cho bức xạ
2

cho góc lệch cực tiểu.
1) Tính góc tới của chùm sáng tới lăng kính và góc lệch qua lăng kính ứng với
2

2) Tính góc lệch qua lăng kính ứng với hai bức xạ còn lại.
3) Xác định khoảng cách giữa hai vạch trên mặt phẳng tiêu diện của thấu kính buồng ảnh tơng ứng với
hai bức xạ đơn sắc
31

và
.
Giải:
1) Khi tia màu lục

2

có góc lệch cực tiểu thì





=
===
l
ll
rsin.nisin
A
rr
121
0
21
30
2
0
1
0
121
9553306171 ,isin.,rsin.nisin
l
==
+ Góc lệch cực tiểu ứng với tia lục:
000
1

94760955322 ,,.Ai.D
min
===
.
2) Sử dụng công thức lăng kính:
( )







+=
+=
=
=
AiiD
rrA
rsin.nisin
rsin.nisin
21
21
22
11
(xem hình) cho các tia sáng đơn sắc:
+ Tia tím:
( )

+=
=
+=
=
AiiD
rsin.nisin
rrA
rsin.nisin
t
ttt
tt
tt
21
22
21
11
( )

=+=
==
===
==

0000
0
2
0
22
000
1
0
2
0
1
0
1
1
68496073559553
735536306351
363064296060
6429
6351
9553
,,,D
,i,sin.,rsin.nisin
,,rr
,r

,
,sin
n
isin
rsin
t
tttt
tt
t
t
t
+ Tia đỏ:
( )







+=
=
+=
=
AiiD
rsin.nisin
rrA
rsin.nisin
d
ddd

dd
dd
21
22
21
11
( )









=+=
==
===
==

0000
0
2
0
22
000
1
0
2

0
1
0
1
1
02476007539553
075381296081
812919306060
1930
6081
9553
,,,D
,i,sin.,rsin.nisin
,,rr
,r
,
,sin
n
isin
rsin
d
dddd
dd
d
d
d
3) Góc hợp bởi hai tia tím và tia đỏ đến thấu kính buồng ảnh là :
( )
rad,hay,,,DD
dt

046064207476849
000
===
.
+ Khoảng cách giữa hai vạch trên mặt phẳng tiêu diện của thấu kính buồng ảnh tơng ứng với hai bức xạ
đơn sắc
31
và
là
( )
cm,,.fl 841046040 ==
ĐS: 1) Góc tới
00
1
9479553 ,D,,i
min
==
, 2)
00
68490247 ,D,,D
td
==
, 3)
( )
cm,l 841
.
2. Bài toán tự luyện
Bài 7: Một lăng kính có tiết diện thẳng là tam giác ABC có góc chiết quang
0
60=A

, chiết suất của lăng
kính đối với tia tím và tia đỏ lần lợt là
541,n
t
=
và
51,n
d
=
.
1) Một chùm ánh sáng trắng hẹp tới mặt bên AB (gần A) dới góc tới
0
1
60=i
. Tính góc hợp bởi hai tia giới
hạn ló ra khỏi mặt bên AC.
2) Bây giờ thay đổi góc tới của chùm ánh sáng trắng chiếu vào lăng kính sao cho góc lệch ứng với tia màu
vàng (có chiết suất
521,n
v
=
) là cực tiểu. Tính góc hợp bởi hai tia giới hạn ló ra khỏi mặt bên AC.
ĐS: 1)
0
23,
, 2)
0
53,
.
Bài 8: Một lăng kính thuỷ tinh có góc chiết quang

0
6=A
chiết suất của nó đối tia tím và tia đỏ lần lợt là
66441,n
t
=
và
65521,n
d
=
. Chiếu một chùm ánh sáng trắng hẹp vào mặt bên AB của lăng kính theo
phơng vuông góc với mặt đó rất gần A. Hứng chùm tia ló bằng màn ảnh E song song với AB và cách AB
một khoảng
( )
m1
(xem hình).
1) Tính góc hợp bởi hai tia ló màu đỏ và tím.
2) Tính khoảng cách giữa 2 vệt sáng màu đỏ và màu tím trên màn.
ĐS: 1)
0
0550,
, 2)
( )
cm,09680
.
Bài 9: Một máy quang phổ có lăng kính thuỷ tinh góc chiết quang
0
60=A
. Chiếu đồng thời các bức xạ
21

,
vào máy quang phổ. Biết chiết suất của lăng kính đối với các bức xạ
21
,

lần lợt là:
4141
1
,n =
và
7321
2
,n =
. Lăng kính đợc đặt sao cho bức xạ
2

cho góc lệch cực tiểu.
1) Tính góc tới của chùm sáng tới lăng kính và góc lệch qua lăng kính ứng với
2

.
2) Muốn cho góc lệch ứng với
1

đạt cực tiểu thì phải quay lăng kính một góc bao nhiêu? Theo chiều
nào?
ĐS: 1) Góc tới
0
1
60=i

, góc lệch cực tiểu ứng với
2

là
0
60=
min
D
, 2) Ngợc chiều kim đồng hồ một góc
0
15
.
Bài 10: Hai lăng kính có góc chiết quang lần lợt là
0
2
0
1
3060 == A,A
đợc ghép với nhau nh hình vẽ, sao
cho góc C vuông, chiết suất của hai lăng kính phụ thuộc bớc sóng tính theo các công thức sau đây:
2
1
11

+=
b
an
,
2
2

22

+=
b
an
trong đó
11
1
,a =
,
( )
;nmb
25
1
10=

31
2
,a =

( )
24
2
105 nm.b =
.
1) Xác định bớc sóng
0

của bức xạ tới sao cho trên mặt AC không có khúc xạ (đi thẳng) với mọi góc tới i.
2) Vẽ (một cách định tính) đờng đi qua hệ thống

lăng kính của ba bức xạ có bớc sóng:
td
,,
0
ứng với cùng một góc tới.
3) Xác định góc lệch cực tiểu đối với bức xạ
0

.
ĐS: 1) Chiết suất của hai lăng kính đối với
0

b ằng nhau nên suy ra
( )
nm500
0
=
, 3) Lăng kính
bây giờ với góc chiết quang
0
30='A
, từ công thức
tính góc lệch cực tiểu
0
6715
22
,D
'A
sin.n
D'A

sin
min
min
=
+
.
Dạng 2: Tán sắc qua lỡng chất phẳng
+ Sử dụng định luật khúc xạ tại mặt phân cách
cho các tia:
ttdd
rsinn rsinnisin ==









=
=

t
t
d
d
n
isin
rsin

n
isin
rsin
1. Bài toán mẫu
Bài 1: Chiếu một tia ánh sáng trắng hẹp đi từ không khí vào một bể nớc rộng dới góc tới
0
60=i
. Chiều
sâu nớc trong bể
( )
mh 1=
. Tìm độ rộng của chùm màu sắc chiếu lên đáy bể. Biết chiết suất của nớc đối
với tia đỏ và tia tím lần lợt là:
331,n
d
=
,
341,n
t
=
.
Giải:
+ áp dụng định luật khúc xạ tại I:

0
0
0
0
0

2640
341
60
6340
331
60
60
,r
,
sin
rsin
,r
,
sin
rsin
rsinnrsinnsin
tt
dd
ttdd
==
===
==

+ Độ rộng của vệt sáng:
( )
td
tgrtgrhOTOT == ĐĐ
( )
( )
mm,,tg,tg 151126406340100

00
==
.
ĐS:
( )
mm,T 1511=Đ
Bài 2: Chiếu một chùm ánh sáng trắng hẹp
song song đi từ không khí vào một bể nớc dới
góc tới
0
60=i
chiều sâu của bể nớc là
( )
mh 1=
. Dới đáy bể đặt một gơng phẳng song song với
mặt nớc. Biết chiết suất của nớc đối với tia tím
và tia đỏ lần lợt là 1,34 và 1,33. Tính độ rộng
của chùm tia ló trên mặt nớc.
Giải:
+ Tia sáng trắng tới mặt nớc dới góc tới 60
0
thì bị khúc xạ và tán sắc (xem hình).
+ Đối với tia đỏ:

00
634060 ,rrsinnsin
ddd
=
+ Đối với tia tím:
00

264060 ,rrsinnsin
ttt
=
Các tia tới gặp gơng phẳng đều bị phản xạ tới mặt nớc dới góc tới tơng ứng với lần khúc xạ đầu tiên.
Do đó ló ra ngoài với góc ló đều là
0
60
. Chùm tia ló có màu sắc cầu vồng.
+ Độ rộng chùm tia ló in trên mặt nớc:
( )
mmtgr.htgr.hII
td
2222
21
=
.
+ Độ rộng chùm ló ra khỏi mặt nớc:
( )
( )
mmsinIIa 116090
00
21
==
ĐS:
( )
mma 11=
Dạng 3: Tán sắc qua thấu kính
+ Tiêu cự của thấu kính tính theo công thức:
( )
( )( )

1
11
1
1
21
21
21
+
=








+=
nRR
RR
f
RR
n
f
.
+ Chiết suất của chất làm thấu kính đối với ánh sáng đơn sắc khác nhau thì khác nhau. Do đó chùm tia
tới là chùm ánh sáng trắng song song với trục chính thì chùm tia ló ứng với các thành phần đơn sắc khác
nhau sẽ hội tụ ở các điểm khác nhau. Chùm tia ló màu tím sẽ hội tụ trên trục chính gần quang tâm
nhất, chùm tia đỏ hội tụ xa quang tâm nhất (xem hình).
+ Tiêu cự của thấu kính ứng với tia đỏ:

( )( )
1
21
21
+
=
d
d
nRR
RR
f
.
+ Tiêu cự của thấu kính ứng với tia tím:
( )( )
1
21
21
+
=
t
t
nRR
RR
f
1. Bài toán mẫu
Bài 3: Một thấu kính mỏng hai mặt lồi cùng bán kính
( )
cmRR 10
21
==

, chiết suất của chất làm thấu
kính đối với tia đỏ và tia tím lần lợt là
691611 ,n;,n
td
==
. Chiếu một chùm ánh sáng trắng song song
với trục chính.
1) Tính khoảng cách từ tiêu điểm ứng với tia đỏ, từ tiêu điểm ứng với tia tím.
2) Đặt một màn ảnh vuông góc trục chính và đi qua tiêu điểm của tia đỏ tính độ rộng của vệt sáng trên
màn. Biết thấu kính có rìa là đờng tròn có đờng kính
( )
cmd 25=
.
Giải:
+ Chiết suất của chất làm thấu kính đối với ánh sáng đơn sắc khác nhau thì khác nhau. Do đó chùm tia
tới là chùm ánh sáng trắng song song với trục chính thì chùm tia ló ứng với các thành phần đơn sắc khác
nhau sẽ hội tụ ở các điểm khác nhau. Chùm tia ló màu tím sẽ hội tụ trên trục chính gần quang tâm
nhất, chùm tia đỏ hội tụ xa quang tâm nhất (xem hình).
+ Tiêu cự phụ thuộc vào chiết suất:
( ) ( )
cm
n
f
RR
n
f 1
511
1
1
21

=








+=
.
+ Đối với tia đỏ:
( )
cm,
,
'OFf
dd
1978
1611
5
=

==
.
+ Đối với tia tím:
( )
cm,
,
'OFf

tt
2468
1691
5
=

==
.
( )
cm,'F'F
dt
9510=
.
2) Các tia tím gặp màn tại C và D và vệt
sáng tạo nên trên màn có tâm màu đỏ, mép
màu tím. Độ rộng của vệt sáng trên màn, đ- ợc
xác định từ:

( )
cm,CD
,
,
'OF
'F'F
AB
CD
dt
2813
2467
9510

===
ĐS: 1)
( )
cm,'F'F
dt
9510=
; 2)
( )
cm,CD 2813=
Bài 2: Một thấu kính mỏng hai mặt lồi cùng
bán kính
( )
cmRR 20
21
==
, chiết suất của
chất làm thấu kính đối với tia đỏ và tia tím lần lợt là
71,1;63,1 ==
td
nn
. Chiếu một chùm ánh sáng
trắng song song với trục chính.
1) Tính khoảng cách từ tiêu điểm ứng với tia đỏ, từ tiêu điểm ứng với tia tím.
2) Đặt một màn ảnh vuông góc trục chính và đi qua tiêu điểm của tia đỏ tính độ rộng của vệt sáng trên
màn. Biết thấu kính có rìa là đờng tròn có đờng kính
( )
cmd 25=
.
Dạng 4: Tán sắc qua tấm thủy tinh
+ Sử dụng định luật khúc xạ tại I:

=
=
==
t
t
d
d
ttdd
n
isin
rsin
n
isin
rsin
rsinnrsinnisin.1
+ Sử dụng định luật khúc xạ tại T và Đ:



=
=
ttt
ddd

rsinnisin.
rsinnisin.
1
1
iii
dt
==
+ Tia ló luôn luôn song song tia tới , các chùm tia màu sắc song song và tách rời nhau.
+ Độ dịch ảnh theo chiều truyền ánh sáng:






=
n
eS
1
1
.
1. Bài toán mẫu
Bài 1: Chiếu một tia sáng trắng từ không khí vào một bản thuỷ tinh có
( )
cme 5=
dới góc tới
0
80=i
.
Biết chiết suất của thủy tinh đối với tia đỏ và tia tím lần lợt là

51114721 ,n;,n
td
==
. Tính khoảng cách
giữa hai tia ló đỏ và tím.
Giải:
+ áp dụng định luật khúc xạ tại I:







==
===

==
0
0
0
0
0
6740
5111
80
9941
4721
80
801

,r
,
sin
rsin
,r
,
sin
rsin
rsinnrsinnsin.
tt
dd
ttdd
+ Tính:
( )
td
tgrtgreOTOT == ĐĐ
( )
( )
mm,,tg,tg 04267409941100
00
==
+ áp dụng định luật khúc xạ tại T và Đ cho tia tím và tia đỏ:



=
=
ttt
ddd
rsinnisin.

rsinnisin.
1
1
, ta dễ dàng suy ra:
0
80=== iii
dt
. Do đó, chùm ló song song với chùm tia tới và bị
tán sắc. Khoảng cách giữa hai tia đỏ và tím ló ra khỏi tấm thủy tinh:
( )
( )
mm,sinTisinTH 3501090
00
=== ĐĐĐ
.
ĐS:
( )
mm,H 350=Đ
Bài 2: Một bản thuỷ tinh hai mặt song song có độ dày
( )
cme 3=
có chiết suất đối với ánh sáng có bớc
sóng

1
là
3
1
=n
. Một chùm ánh sáng hẹp song song có bớc sóng

1

sau khi đi qua khe hẹp có độ rộng
a tới mặt trên của bản thuỷ tinh với góc tới
0
60=i
(mặt
phẳng tới vuông góc với khe).
1) Tính độ rộng của chùm sáng trong bản thuỷ tinh theo
a.
2) Nếu chùm ánh sáng chứa hai bức xạ
21
,
(chiết suất
của thuỷ tinh đối với bức xạ
2

là
7251
2
,n =
). Gọi

là góc
tạo bởi hai chùm tia sau khi khúc xạ vào thuỷ tinh. Tính


3) Tính độ rộng lớn nhất của chùm tia tới để hai chùm tia
ló tách rời nhau.
Giải

1) Chùm tia tới chỉ chứa bức xạ

1
(xem hình).
+ Tia tới đến mặt phân cách dới góc tới 60
0
bị
khúc xạ với góc r
1
sao cho:
0
111
0
3060 == rrsinnsin
.
+ Chùm khúc xạ trong bản thuỷ tinh là song song,
có độ rộng:
330
30
30
0
0
0
21
acos
sin
a
cosIId ===
2) Chùm tia tới chứa hai bức xạ
21

,
(xem
hình ).
+ Các tia đơn sắc
2

bị khúc xạ ở mặt thứ nhất dới
góc khúc xạ r
2
sao cho:
0
222
0
143060 ,rrsinnsin =
.
+ Vậy góc hợp bởi hai chùm tia sau khi khúc xạ là:
0
12
140,rr ==
. Bản mặt song song chỉ có tác dụng
dời ngang, vì vậy chùm tia ló song song với chùm tia tới.
3) Độ rộng a của chùm tia tới càng lớn thì miền giao nhau của hai chùm tia khúc xạ càng nhiều, do đó để
hai chùm tia ló bắt đầu tách hẳn nhau khi
max
a
sao cho
23
JJ

(hình vẽ).

+ Ta có
0
21
0
31
0
21
303030 sinJJsinJJsinIIa
max
===

( ) ( )
0
12
0
12
3030 sintgr.etgr.esinHJHJ ==

( )
( )
cm.sintg,tg 0050303014303
000
=
ĐS: 1)
3a
, 2)
0
140,=
; 3)
( )

cm,0050

Dạng 5: Tán sắc qua giọt nớc
+ Một tia sáng Mặt Trời truyền trong mặt phẳng tiết diện thẳng đi qua tâm của một giọt nớc hình cầu
trong suốt có chiết suất n với góc tới
i
. Sau khi khúc xạ tại I tia sáng phản xạ một lần tại J rồi lại khúc
xạ và truyền ra ngoài không khí tại P (xem hình). Góc lệch D của tia tới và tia ló sẽ là:

( )
[ ]
ririD 421802902
00
+=+=
.
+ Vì chiết suất phụ thuộc vào màu sắc nên các
góc lệch:
tímchàm
dỏ
D DD
. Đó là hiện tợng tán sắc
qua giọt nớc.
1. Bài toán mẫu
Bài 1: Hiện tợng cầu vồng là do hiện tợng tán
sắc của ánh sáng Mặt Trời qua các giọt nớc
hoặc các tinh thể băng trong không khí. Một
tia sáng Mặt Trời truyền trong mặt phẳng tiết
diện thẳng đi qua tâm của một giọt nớc hình
cầu trong suốt có chiết suất n với góc tới
0

45=i
. Sau khi khúc xạ tại I tia sáng phản xạ một lần tại J rồi
lại khúc xạ và truyền ra ngoài không khí tại P (xem hình). Hãy xác định góc lệch D của tia tới và tia ló
ứng với tia đỏ và tia tím. Tính góc tạo bởi tia ló đỏ và tia ló tím. Biết chiết suất của nớc đối với ánh sáng
đỏ và ánh sáng tím lần lợt là
351321 ,n;,n
td
==
.
Giải:
+ Sử dụng các định luật khúc xạ tại I, P và phản xạ tại J.
+ Ta có:
r.i.D 42180
0
+=
, thay
0
45=i
thì
r.D 4270
0
=
.
+ Với tia tím:
000
0
0
6414359314270
5931
351

45
,,.D
,r
,
sin
n
isin
rsinrsinnisin
t
t
t
ttt
==
===
+ Với tia đỏ:
000
0
0
4414039324270
3932
321
45
,,.D
,r
,
sin
n
isin
rsinrsinnisin
d

d
d
ddd
==
===
+ Góc tạo bởi tia ló đỏ và tia ló tím
0
203,DD
dt
==
.
ĐS:
000
234414064143 ,,,D,,D
dt
===
Dạng 6: Hiện tợng phản xạ toàn phần của các ánh sáng đơn sắc
+ Tính góc giới hạn phản xạ toàn phần đối với từng ánh sáng đơn sắc:
+ Đối với tia đỏ:
d
d
n
isin
1
0
=
.
+ Đối với tia tím:
t
t

n
isin
1
0
=

+ Nếu góc tới lớn hơn góc giới hạn phản xạ toàn phần thì không có tia khúc xạ chỉ có tia phản xạ.
1. Bài toán mẫu
Bài 1: Một lăng kính thuỷ tinh có tiết diện thẳng là tam giác ABC góc
0
60=A
đặt trong không khí.
1) Một chùm tia sáng đơn sắc màu lam hẹp song song đến mặt
AB
theo phơng vuông góc cho tia ló đi là là trên mặt AC. Tính chiết suất
của chất làm lăng kính đối với tia màu lam.
2) Thay chùm tia màu lục bằng chùm tia sáng trắng gồm 5 màu cơ
bản đỏ, vàng, lục, lam, tím thì các tia ló ra khỏi mặt AC gồm những
màu nào? Giải thích.
Giải:
1) áp dụng định luật khúc xạ tại điểm I:
3
2
90160
00
==
lamlam
nsin.sinn
.
2) Ta có:

tímlamlụcvàngd
nnnnn <<<<
.
+ Góc giới hạn phản xạ toàn phần đối với các tia:












=
===
===
t
t
l
llam
lam
l
l
v
v
d
d

n
isin
i
n
isin
n
isin;
n
isin;
n
isin
gh
ghgh
ghghgh
1
60
2
31
111
0
tllamlvd ghghghghgh
iiiii >>>>
+ Mà góc tới:





=
<<<

>
===
llam
lụcvàngd
tím
lục
i
i
gh
ghghgh
gh
gh
i
iii
ii
iAi
0
45
+ Vậy các tia sáng ló ra gồm: đỏ, vàng, lục, lam.
ĐS: 1)
3
2
=
lam
n
; 2) Vậy các tia sáng ló ra gồm: đỏ, vàng, lục, lam.
Bài 2: Một lăng kính thuỷ tinh có tiết diện thẳng là một tam giác ABC cân tại A. Một tia sáng đơn sắc
đến AB theo phơng vuông góc với nó sau hai lần phản xạ toàn phần trên hai mặt AC, AB thì ló ra ngoài
theo phơng vuông góc với BC.
1) Tính góc chiết quang A. Tìm điều kiện đối với chiết suất của lăng kính.

2) Khi chiếu chùm tia tới là chùm ánh sáng trắng hẹp thì tia ló ra khỏi BC gồm những màu nào? Biết
rằng chiết suất của lăng kính đối với tia màu lục thoả mãn điều kiện câu 1).
Giải:
1) Tia tới SI AB tới AC, dới góc tới
Ai =
(xem hình).
+ áp dụng định luật phản xạcho J, K.






==
=






=
=

=

=
=
===





0
0
72
36
2
2
180
2
22
CB
A
CB
A
A
B
CB
AB
ASJK'JKnASJK
+ Để xảy ra phản xạ toàn phần tại J thì
gh
iA

.
+ Để xảy ra phản xạ toàn phần tại K thì
gh
iA 2
+ Để xảy ra phản xạ toàn phần tại J, K thì chỉ cần
71
1
36
0
,n
n
sinisinAsiniA
ghgh

2) Ta có:
tím
lamvd
nnnnnnn <<<<<<
chàmlụcc D
Các tia lục, lam, chàm, tím, thoả mãn chiết suất
1,7.
+ Vậy những màu ló ra khỏi BC là 4 màu: lục, lam, chàm, tím.
ĐS: 1)
7136
0
,n,A =
, 2) Các màu ló ra khỏi BC là 4 màu: lục, lam, chàm, tím.
Bài 3: Một lăng kính có tiết diện thẳng là tam giác ABC (cân tại A) góc ở đỉnh
0

120
, tia sáng trắng SI
song song với BC gặp AB tại I.
1) Mô tả tính chất của chùm tia khúc xạ qua lăng kính và chứng minh mọi tia khúc xạ đều bị phản xạ
toàn phần tại mặt đáy BC. Cho biết chiết suất của lăng kính đối với tia đỏ và tia tím lần l ợt là
2
và
3
.
2) Tính độ rộng của chùm tia ló ra khỏi mặt
AC. Cho biết chiều cao của lăng kính là
( )
cmhAH 5==
.
Giải:
1) Tia sáng trắng SI song song với BC tới gặp
AB tại I dới góc tới
0
1
60=i
, bị khúc xạ và tán
sắc (xem hình).
+ Đối với tia đỏ:
00
763760 ,rrsinnsin
ddd
=
.
+ Đối với tia tím:
0

30==
ttt
rrsinn
0
sin60
.
Chùm tia sáng khúc xạ trong
lăng kính là chùm phân kì có màu
cầu vồng đỏ trên tím dới.
Tính góc giới hạn phản xạ toàn phần:
+ Đối với tia đỏ:
0
00
45
1
==
d
d
d
i
n
isin
+ Đối với tia tím:
0
0t
t
0t
35,26i
n
1

s =ini

Từ I vẽ đờng vuông góc với BC, dễ thấy góc
0
30=
. Tia tím và tia đỏ tới mặt BC với các góc tới lần
lợt là:





>=+=
>=+=
ddd
ttt
i,ri
iri
0
0
0
0
7667
60
Vì vậy chúng sẽ phản xạ toàn phần trên mặt BC. Lấy I đối xứng I qua BC. Do định luật phản xạ: tia
đỏ và tia tím sau khi phản xạ có phần kéo cắt nhau đúng tại I và tới mặt AC dới góc tới tơng ứng đúng
là:
0
7637,r
d

,
0
30=
t
r
. Vì vậy nó sẽ khúc xạ ra ngoài với góc tới đều là
0
60
. Chứng tỏ chùm ló song
song với BC có màu cầu vồng, tím trên đỏ dới.
2) Sử dụng định lý hàm số sin cho tam giác II
1
I
2
ta có:
( )
( )
( )( )
td
td
rrsin
h
rrsin
II
'II

Isin
'II
I'I

Isin
II
+
=


=
00
21
21
1
21
21
120180
2

( ) ( )
cm,
II
acm,II 850
2
71
21
21
===

(Vì
hAB'II 2
1

==
).
ĐS: 2)
( )
cm,a 850=
2. Bài toán tự luyện
Bài 4: (ĐHSP. HCM - 2001) Một lăng kính thuỷ tinh có tiết diện thẳng là một tam giác ABC góc chiết
quang
0
45=A
đặt trong không khí.
1) Một chùm tia sáng đơn sắc màu lục hẹp song song đến AB theo phơng vuông góc với nó cho chùm tia ló
ra ngoài nằm sát với mặt bên AC. Tính chiết suất của lăng kính đối với ánh sáng màu lục và góc lệch của
chùm ló so với chùm tia tới.
2) Khi chiếu chùm tia tới là chùm ánh sáng hẹp gồm bốn ánh sáng đơn sắc: đỏ, vàng, lục và tím thì tia ló
ra khỏi AC gồm những màu nào? Giải thích.
ĐS: 1)
0
452 == D,n
l
, 2) Đỏ, Vàng, Lục.
Dng 2: Giao thoa ỏnh sỏng n sc
Xác định vị trí vân sáng, vân tối. Tính khoảng cách vân hoặc bớc sóng ánh sáng. Tìm số vân. Tính
các khoảng cách
Phng phỏp gii:
Gi :
+ d
1
l khong cỏch t t S
1

n M
+ d
2
l khong cỏch t S
2
n M
+ a l khong cỏch hai khe S
1
v S
2
+ D l khong cỏch t S
1
S
2
n mn
+

l bc súng ỏnh sỏng
+ x =
OM
Hiu quang trỡnh:

= d
2
d
1
=
ax
D
V trớ cỏc võn sỏng ca giao thoa: x

s
=
D
k
a

( k = 0,

1,

2 )
+ k = 0

x
SO
= 0: Ti O l võn sỏng trung tõm
+ k =

1

x
S1
=

D
a

: v trớ võn sỏng bc 1

V trớ cỏc võn ti ca giao thoa: x

t
=
1
( )
2
D
k
a

+
+ k = 0, - 1

x
t1
: V trớ võn ti th 1, tớnh t võn trung tõm
+ k = 1, -2

x
t2
: V trớ võn t th 2, tớnh t võn trung tõm

Khong võn i: L khong cỏch gia 2 võn sỏng(hoc 2 võn ti k nhau)
+ i = x
k + 1
x
k
= (k + 1)
D
a

k
D
a


i =
D
a


x
S
= ki v x
t
=
1
( )
2
k i+
Xỏc nh tớnh cht võn:
Ti M cú to x
M
l võn sỏng khi:
M
x
n
i
=

( )n N

Ti N cú to x
N
l võn ti khi:
N
x
i
=
n + 05
Giao thoa trong mụi trng chit sut n:
d
d
2
Gọi
λ
là bước sóng ánh sáng đơn sắc trong chân không và
λ
′
là bước sóng ánh sáng trong môi trường
chiết suất n. Ta có
n
λ
λ
′
=
( v là vận tốc ánh sáng trong môi trường chiết suất n)
Khoảng vân : i
/
=
D i
i

a n
λ
′
= <

⇒
lúc này khoảng vân i giảm n lần
• Khi nguồn S phát ra hai ánh sáng đơn sức có bước sóng
1
λ
và
2
λ
+ Trên màn có hai hệ vân giao thoa ứng với ánh sáng có bước sóng
1
λ
và bước sóng
2
λ
+ Công thức xác định vị trí vân sáng ứng với ánh sáng có bước sóng
1
λ
: x
S1
= k
1
1
D
a
λ

+ Công thức xác định vị trí vân sáng ứng với ánh sáng có bước sóng
2
λ
: x
S2
= k
2=
2
D
a
λ

+ Ở vị trí vân trung tâm hai vân sáng trùng nhau do x
S1
= x
S2
= 0

⇒
Vân sáng tại O có màu tổng hợp của hai màu đơn sắc ứng với hai ánh sáng có bước sóng
1
λ
và
2
λ
+ Tại các vị trí M, N. … thì hai vân trùng nhau khi x
S1
= x
S2
1 1 2 2

k k
λ λ
⇒ =
(*):
Màu vân sáng tại M, N… giống màu vân sáng tại O
Bài 1: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng Iâng: ánh sáng có bước sóng
λ
= 0,5
m
µ
, khoảng cách giữa
hai khe S
1
S
2
là a = 1mm, khoảng cách giữa 10 vân sáng liên tiếp là 4,5mm
a, Tìm khoảng cách từ S
1
S
2
đến màn
b, Tìm khoảng cách từ vân sáng bậc 3 đến vân tối bậc 8
c, Tại M cách vân trung tâm 4,75mm là vân sáng hay vân tối bậc mấy?
d, Biết bề rộng trường giao thoa là 1,5cm, hãy tìm số vân sáng và số vân tối quan sát được
ĐS: a, D = 1m b, khi 2 vân ở cùng bên so với O
∆
x = 2,25mm; khi hai vân ở hai bên
∆
x
/

= 5,25
c, vân tối bậc 10 d, 30 vân tối và 31 vân sáng
Bài 2: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng(khe Young), hai khe S
1
S
2
cách nhau đoạn a = 2mm và cách
màn quan sát 2m
a, Tại vị trí M trên màn, cách vân trung tâm 3,75mm là vân sáng bậc 5. Tính bước sóng của ánh sáng
đơn sắc, đó là ánh sáng màu gì?
b, Thay ánh sáng trên bằng ánh sáng đơn sắc có bước sóng
λ
′
thì thấy tại M là vân tối bậc 8. Tính bước
sóng
λ
′
c, Xét 2 điểm P và Q trên màn và ở cùng một phía với vân sáng trung tâm O với x
P
= 7,5mm,x
Q
= 14mm.
Tính xem trên đoạn PQ có bao nhiêu vân sáng ứng với bước sóng
λ
′
ĐS: a,
λ
= 0,75
m
µ

b,
λ
′
= 0,5
m
µ
c, 14 vân sáng
Bài 3: Trong thí nghiệm Young, khoảng cách giữa hai khe là a = 1,5mm và khoảng cách từ hai khe đến
màn quan sát là D = 120cm. Chiếu vào hai khe một ánh sáng đơn sắc có bước sóng
λ
. Kết quả thu được
13 vân sáng trên màn và đo được khoảng cách giữa hai vân sáng ngoài cùng là 4,8mm
a, Xác định bước sóng
λ
b, Tại điểm M
1
và M
2
lần lượt cách vân sáng chính giữa 1,4mm và 2,0mm có vân sáng hay vân tối ?
c, Nếu đưa toàn bộ hệ thống vào trong nước có chiết suất n = 4/3 thì khoảng cách giữa hai vân sáng ngoài
cùng là bao nhiêu?
ĐS: a,
λ
= 0,5
m
µ
b, M
1
vân tối thứ 4, M
2

vân sáng thứ 5 c, 3,6mm
Bài 4: Người ta tiến hành thí nghiệm giao thoa ánh sáng bằng khe Young, khe sáng đồng thời phát ra 2
bức xạ, ánh sáng lục có bước sóng
1
λ
= 560nm và ánh sáng đỏ có bước sóng
2
λ
nằm trong khoảng từ
650nm đến 750nm. Trên màn quan sát thấy giữa vân sáng chính giữa và vân sáng cùng màu kề nó có 6
vân sáng đỏ. Xác định
a, Giá trị đúng
2
λ
của ánh sáng đỏ
b, Khoảng vân của hai bức xạ trên. Biết khoảng cách giữa 2 vân sáng cùng màu với vân sáng chính giữa
là 3,15mm
c, Khoảng cách giữa vân tối thứ 5 của ánh sáng lục và vân sáng bậc 5 của ánh sáng đỏ nằm cùng phía so
với vân sáng chính giữa
ĐS: a, 720nm b, i
1
= 0,35mm i
2
= 0,45mm c,
∆
x
/

= 0,675mm
Bài 5: Thực hiện thí nghiệm giao thoa ánh sáng với hai khe Young S

1
, S
2
cách nhau 3mm và cách màn
hứng vân E 3m
a, Chiếu hai khe S
1
, S
2
bởi ánh sáng đơn sắc có bước sóng
1
λ
, người ta đo được khoảng cách từ vân sáng
trung tâm đến vân sáng thứ 5 là 2mm. Tính
1
λ
b, Bõy gi chiu hai khe S
1
, S
2
bi ỏnh sỏng gm hai n sc cú bc súng
1

v
2

= 0,5
m
à
. Hi trờn

mn E cú my v trớ ti ú võn sỏng ca hai h võn trựng nhau. B rng ca vựng giao thoa trờn m E l
8,5mm S: a,
1

= 0,4
m
à
b, 5 v trớ
Bi 6: Trong thớ nghim giao thoa ỏnh sỏng Young khong cỏch gia hai khe S
1
S
2
l 2mm, khong cỏch
t S
1
S
2
n mn l 1m
a, Dựng ỏnh sỏng n sc cú bc súng
1

chiu vo khe S, ngi ta o c rng 16 khong võn k
nhau trờn mn bng 3,2mm. Tỡm bc súng v tn s ca ỏnh sỏng ú
b, Tt ỏnh sỏng cú bc súng
1

, chiu vo khe S ỏnh sỏng ( thuc vựng ỏnh sỏng nhỡn thy) cú bc
súng
2

>
1

thỡ ti v trớ võn sỏng bc 3 ca ỏnh sỏng bc súng
1

, ta quan sỏt c mt võn sỏng cú
bc
súng
2

. Xỏc nh
2

v cho bit bc x ny thuc vựng ỏnh sỏng no?
S: a,
1

= 0,4
m
à
; f = 7,5.10
14
Hz b,
2

= 1,2
m
à
;

2


= 0,6
m
à
Bi 7: trong thớ nghim v giao thoa ỏnh sỏng ca Young, khong cỏch gia hai khe sỏng l 1mm, khong
cỏch t hai khe n mn quan sỏt l 1,6m, ỏnh sỏng n sc dựng lm thớ nghim cú bc súng

= 0,4
m
à
a, Tớnh khong cỏch gia hai võn sỏng liờn tip
b, Trờn mn cú hai im M, N nm cựng phớa so vi võn trung tõm v cỏch võn sỏng trung tõm ln lt
0,6cm, 1,55cm. Tớnh s võn sỏng trờn on MN S: a, i = 0,64mm b, 15 võn sỏng
Dạng 3: Giao thoa với ánh sáng phức tạp gồm nhiều thành phần đơn sắc hoặc ánh sáng trắng
Kin thc cn nh:
1. nh sỏng n sc gm nhiu thnh phn n sc
p dng cụng thc v v trớ võn sỏng v khong võn i vi mi thnh phn n sc
Hin tng chng chp cỏc võn sỏng xy ra nhng v trớ xỏc nh bi:
x = k
1
i
1
= k
2
i
2
== k
n

i
n
2. nh sỏng trng:

Mụ t hin tng: + giỏ tr ca

:
0,38 0,76m m
à à

+ s chờnh lch ca khong võn i:
i
tớm

i

i



võn sỏng nhum mu

nh sỏng n sc cú võn sỏng ti v trớ x:
;
ax
kD

=

0,38 0,76

ax
m m
kD
à à


nh sỏng n sc cú võn ti ti v trớ x:
2
;
(2 1)
ax
k D

=
+

2
0,38 0,76
(2 1)
ax
m m
k D
à à

+
Bi 1: Thc hin thớ nghim giao thoa ỏnh sỏng vi 2 khe Young S
1
S
2
cỏch nhau 0,5mm v cỏch mn

hng võn E 2m. Khe S song song cỏch u hai khe S
1
, S
2
c chiu bi ỏnh sỏng trng. Tớnh b rng ca
quang ph bc1v quang ph bc 2 trờn mn E.Bc súng ca ỏnh sỏng tớm
1
0,4 m
à
=
, ỏnh sỏng
2
0,75 m
à
=
S:

x
1
= 1,4mm ;

x
2
= 2,8mm
Bi 2: Trong thớ nghim giao thoa ỏnh sỏng bng khe Young vi ỏnh sỏng trng, ngi dựng hai khe cỏch
nhau 0,5mm, mn hng võn giao thoa t cỏch hai khe mt khong l 2m
a, Xỏc nh chiu rng quang ph võn giao thoa t võn sỏng bc 2 ca ỏnh sỏng cú bc súng
1

=

0,76
m
à
n võn sỏng bc 4 ca ỏnh sỏng lc cú
2

= 0,5
m
à
v hai phớa so vi võn sỏng chớnh gia
b, Ti v trớ cú võn sỏng bc 5 ca ỏnh sỏng lc cũn cú võn sỏng hay võn ti ca nhng ỏnh sỏng n
scno?
c, Tớnh b rng ca quang ph bc 2 thu c trờn mn
S: a,
x
= 14,08mm b, 6 ỏnh sỏng n sc khỏc c,
2
x
= x
2
x
t2
= 2,88mm
Bi 3: Lm thớ nghim giao thoa ỏnh sỏng vi 2 khe Young S
1
, S
2
cỏch nhau 0,2mm v cỏch mn hng
võn E 1m . Khe S song song cỏch u hai khe S
1,

S
2
c chiu sỏng bi ỏnh sỏng trng cú bc súng
0,4 0,75m m
à à

. Ti M trờn mn E cỏch võn trung tõm 27mm cú nhng võn sỏng ca ỏnh sỏng n
sc no trựng nhau.
S: cú 6 :

1
= 0,675
m
à
,

2
= 0,6
m
à
,

3
= 0,54
m
à
,

4
= 0,491

m
à
,

5
= 0,45
m
à
,

6
= 0,415
m
à
Bi 4: Lm thớ nghim giao thoa ỏnh sỏng vi 2 khe Young S
1
, S
2
cỏch nhau 3mm v cỏch mn hng E
2,1m
a, nh sỏng n sc dựng cú bc súng
1

= 0,6
m
à
. Tớnh s võn sỏng , võn ti thy c trờn mn E.
Cho b rng ca vựng giao thoa trờn mn E l 7,67mm
b, Thay ánh sáng đơn sắc bởi ánh sáng trắng có bước sóng
0,4 0,75m m

µ λ µ
≤ ≤
. Tại M cách vân trung
tâm 3mm có những vân tối của những ánh sáng đơn sắc nào trùng nhau ĐS: a, số vân sáng 19, vân tối
18
b, có 5 bức xạ
λ
6
= 0,659
m
µ
,
λ
2
= 0,6
m
µ
,
λ
7
= 0,571
m
µ
,
λ
8
= 0,504
m
µ
,

λ
9
= 0,451
m
µ
,
λ
10
=
0,408
m
µ
Bài 5: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng khe Young, ánh sáng dùng làm thí nghiệm là ánh sáng trắng
có bước sóng biến thiên liên tục từ 0,4
m
µ
đến 0,76
m
µ
. Khoảng cách từ hai khe sáng đến màn quan sát
là 1,4m, khoảng cách giữa hai khe sáng là 0,8mm
a, Tính bề rộng của quang phổ bậc 2
b, Quang phổ bậc 3 có chồng lên quang phổ bậc 2 hay không?
c, Tại vị trí cách vân trung tâm 4mm, có những vân sáng của ánh sáng đơn sắc ứng với những bước sóng
nào?
ĐS: a,
2
x∆
= 1,26mm b, QP bậc 3 có 1 phần chồng lên bậc 2 c, 2 bức xạ có
λ

4
= 0,57
m
µ
,
λ
5
= 0,46
m
µ
Dạng 4: Bài toán: Dịch chuyển của hệ vân giao thoa
Kiến thức cần nhớ:
1. Dịch chuyển của hệ vân có bản mỏng
-Quang trình ứng với đường đi từ hai nguồn :
•
Đường đi của ánh sáng có bản: l
1
= d
1
+ (n-1)e
•
Đường đi không có bản mỏng: l
2
= d
2
•
Hiệu quang trình:
2 1 2 1
( ) ( 1) ( 1)
ax

l l d d n e n e
D
δ
= − = − − − = − −
•
Vị trí vân sáng:
k
δ λ
=
(k
Z∈
)
( 1)
D eD
x k n
a a
λ
⇒ = + −
•
Độ dời của hệ vân:
( 1)
o
n eD
x
a
−
=

2. Khi di chuyển nguồn S theo phương song song với S
1

S
2
thì hệ vân di chuyển ngược chiều
Độ dời của hệ vân là:
0
1
D
x y
D
=
D: khoảng cách từ hai khe tới màn D
1
: là khoảng cách từ nguồn
sáng tới 2 khe; y: độ dich chuyển của nguồn sáng
Chú ý: Trong hai trường hợp trên khoảng vân i không đổi
Dạng 6: Bài toán về tia Rơnghen ( Tia X )
Kiến thức cần nhớ:
1. Công suất của dòng điện qua ống Rơnghen chính là năng lượng của chùm êlectrôn mang tới đối với
catốt trong 1 giây: P = U.I
2. Cường độ dòng điện trong ống Rơnghen: i= N.e
( với N là số êlectrôn đập vào đối catốt trong 1 giây )
3. Định lí động năng: W
đ
- W
đ0
= e.U
AK
Với W
đ
là động năng của êlectrôn ngay trước khi đập vào đối catốt

W
đ0
là động năng của êlectrôn ngay sau khi bứt ra khỏi catốt ( thường W
đ0
= 0 )
4. Định luật bảo toàn năng lượng: W
đ
=
ε
+ Q = hf + Q
ε
: năng lượng của tia X và Q là nhiệt lượng làm nóng đối catốt
5. Bước sóng nhỏ nhất của bức xạ do tia X phát ra ứng với trường hợp toàn bộ năng lượng êlectron biến
đổi thành năng lượng tia X:
W
đ
=
ε
+ Q = hf + Q
⇒
hc
hf
λ
= ≤
W
đ

min
d d
W W

hc hc
λ λ
⇔ ≥ ⇒ =
Bài 1: Hiệu điện thế giữa anốt và catốt của một ống Rơnghen là 150 kV. Tính bước sóng ngắn nhất của
tia Rơnghen mà ống có thể phát ra.
ĐS: 8,27.10
-12
m
Bài 2: Phải đặt giữa anốt và catốt của một ồng Rơnghen một hiệu điện thế là bao nhiêu để bước sóng
ngắn nhất của tia Rơnghen mà ống có thể phát ra là 10
0
A
Bài 3: Bước sóng ngắn nhất của tia X là 1
0
A
a) Tìm hiệu điện thế giữa anốt và catốt của ống Rơnghen. Bỏ qua động năng của êlectron khi ra khỏi catốt
b) Cng dũng quang in qua ng Rnghen l 8 mA. Tỡm cụng sut ca ng Rnghen. Cho h= 6,625.10
-
34
J.s; c= 3.10
8
m/s; 1
0
A
= 10
-10
m
S: a) U
AK
= 12421,8 (V); b) P= 99,37 (W)

Bi 4: Chiu 1 chựm tia X n sc vo mt lỏ kim loi thỡ thy lỏ kim loi tớch in. Dựng mt tnh in
k mt u ni vi lỏ kim loi, u cũn li ni vi t thỡ thy tnh in k ch hiu in th U = 1500 V.
Cụng thoỏt ca ờlectron khi kim loi l A = 3,54 eV.
a) Hóy cho bit lỏ kim loi tớch in dng hay õm?
b) Tớnh bc súng

ca tia X. S: a) tớch in dng; b)

= 82,5 nm
Bi 5: Hóy tớnh :
a) Hin in th ti thiu mt ng tia X sn xut c tia X cú bc súng 0,05 nm
b) Bc súng ngn nht ca tia X sn xut c khi hiu in th l 2.10
6
V.S: a) 2,48.10
4
V; b) 0,62
pm
Bi 6: Tc ca cỏc elờctron khi p vo ant ca mt ng Rn-ghen l 45000 km/s. tng tc
ny thờm 5000 km/s, phi tng hiu in th t vo ng thờm bao nhiờu? S: 1300 V
Bi 7: Trong mt ng Rn- ghen tc ca ờlectron khi ti anụt l 50000 km/s. gim tc ny 8000
km/s, phi gim hiu in th gia hai u ng bao nhiờu? S: 2100 V
Bi 8: Nu hiu in th gia hai cc ca mt ng Rn-ghen b gim 2000 V thỡ tc ca cỏc elờctron
ti anụt gim 5200 km/s. Hóy tớnh hiu in th ca ng v tc ca cỏc elờctron .S:
6
70,2.10 /v m s
; U
14kV
D .BI TP TRC NGHIM :
Chủ đề 1: Tán sắc ánh sáng
6.1. Phát biu nào di ây sai, khi nói về ánh sáng trắng và đơn sắc:

A) ánh sáng trắng là tập hợp của vô số ánh sáng đơn sắc khác nhau có màu biến thiên liên tục từ đỏ
đến tím.
B) Chiếu suất của chất làm lăng kính đối với các ánh sáng đơn sắc khác nhau là nh nhau.
C) ánh sáng đơn sắc là ánh sáng không bị tán sắc qua lăng kính.
D) Khi các ánh sáng đơn sắc đi qua một môi trờng trong suốt thì chiết suất của môi trờng đối với
ánh sáng đỏ là nhỏ nhất, đối với ánh sáng tím là lớn nhất.
6.2. Chọn câu Đúng. Một chùm ánh sáng đơn sắc, sau khi đi qua lăng kính thuỷ tinh thì:
A. không bị lệch và không đổi màu. B. chỉ đổi màu mà không bị lệch.
C. chỉ bị lệch mà không đổi màu. D. vừa bị lệch, vừa đổi màu.
6.3. Chọn câu Đúng. Hiện tợng tán sắc xảy ra:
A. chỉ với lăng kính thuỷ tinh.
B. chỉ với các lăng kính chất rắn hoặc lỏng.
C. ở mặt phân cách hai môi trờng khác nhau.
D. ở mặt phân cách một môi trờng rắn hoặc lỏng với chân không (hoặc không khí).
6.4. Hiện tợng tán sắc xảy ra do ánh sáng trắng là một hỗn hợp của nhiều ánh sáng đơn sắc khác nhau
và còn do nguyên nhân nào dới đây.
A. lăng kính bằng thuỷ tinh.
B. lăng kính có góc chiết quang quá lớn.
C. lăng kính không đặt ở góc lệch cực tiểu.
D. chiết suất của mọi chất - trong đó có thuỷ tinh - phụ thuộc bớc sóng (do đó vào màu sắc) của ánh
sáng.
6.5. Chọn phát biểu Đúng. Sự phụ thuộc của chiết suất vào bớc sóng
A. xảy ra với mọi chất rắn, lỏng, hoặc khí.
B. chỉ xảy ra với chất rắn và chất lỏng.
C. chỉ xảy ra với chất rắn.
D. là hiện tợng đặc trng của thuỷ tinh.
* Cho các ánh sáng sau:
I. ánh sáng trắng; II. ánh sáng đỏ; III. ánh sáng vàng; IV. ánh sáng tím.
Hãy trả lời các câu hỏi 6.2; 6.3, 6.4 dới đây:
6.6. Những ánh sáng nào có bớc sóng xác định? Chọn câu trả lời đúng theo thứ tự tăng của bớc sóng.

A) I, II, III; B) IV, III, II; C) I, II, IV; D) I, III, IV.
6.7. Cặp ánh sáng nào có bớc sóng tơng ứng là 0,589àm và 0,400àm: Chọn kết quả đúng theo thứ tự.
A) III, VI; B) II, III; C) I, II; D) IV, I.
6.8. Phát biểu nào sau đây là đúng?
A. Trong thí nghiệm của Niutơn về ánh sáng đơn sắc nhằm chứng minh sự tồn tại của ánh sáng đơn
sắc.
B. Trong thí nghiệm của Niutơn về ánh sáng đơn sắc nhằm chứng minh lăng kính không làm biến
đổi màu của ánh sáng qua nó.
C. Trong thí nghiệm của Niutơn về ánh sáng đơn sắc nhằm chứng minh ánh sáng mặt trời không
phải là ánh sáng đơn sắc.
D. Trong thí nghiệm của Niutơn về ánh sáng đơn sắc nhằm chứng minh dù ánh sáng có màu gì thì
khi đi qua lăng kính đều bị lệch về phía đáy của lăng kính.
6.9. Phát biểu nào sau đây là không đúng?
A. ánh sáng trắng là tập hợp của vô số các ánh sáng đơn sắc có màu biến đổi liên tục từ đỏ đến tím.
B. Chiết suất của chất làm lăng kính đối với các ánh sáng đơn sắc là khác nhau.
C. ánh sáng đơn sắc không bị tán sắc khi đi qua lăng kính.
D. Khi chiếu một chùm ánh sáng mặt trời đi qua một cặp hai môi trờng trong suốt thì tia tím bị lệch
về phía mặt phân cách hai môi trờng nhiều hơn tia đỏ
6.10. Phát biểu nào sau đây là đúng?
A. Một chùm ánh sáng mặt trời có dạng một dải sáng mỏng, hẹp rọi xuống mặt nớc trong một bể n-
ớc tạo nên ở đáy bể một vết sáng có màu trắng dù chiếu xiên hay chiếu vuông góc.
B. Một chùm ánh sáng mặt trời có dạng một dải sáng mỏng, hẹp rọi xuống mặt nớc trong một bể n-
ớc tạo nên ở đáy bể một vết sáng có nhiều màu dù chiếu xiên hay chiếu vuông góc.
C. Một chùm ánh sáng mặt trời có dạng một dải sáng mỏng, hẹp rọi xuống mặt nớc trong một bể n-
ớc tạo nên ở đáy bể một vết sáng có nhiều màu khi chiếu xiên và có màu trắng khi chiếu vuông góc
D. Một chùm ánh sáng mặt trời có dạng một dải sáng mỏng, hẹp rọi xuống mặt nớc trong một bể n-
ớc tạo nên ở đáy bể một vết sáng có nhiều màu khi chiếu vuông góc và có màu trắng khi chiếu xiên
6.11. Phát biểu nào sau đây là không đúng?
Cho các chùm ánh sáng sau: Trắng, đỏ, vàng, tím.
A. ánh sáng trắng bị tán sắc khi đi qua lăng kính.

B. Chiếu ánh sáng trắng vào máy quang phổ sẽ thu đợc quang phổ liên tục.
C. Mỗi chùm ánh sáng trên đều có một bớc sóng xác định.
D. ánh sáng tím bị lệch về phía đáy lăng kính nhiều nhất nên chiết suất của lăng kính đối với nó lớn
nhất.
6.12. Nguyên nhân gây ra hiện tợng tán sắc ánh sáng mặt trời trong thí nghiệm của Niutơn là
A. thủy tinh đã nhuộm màu cho chùm ánh sáng mặt trời.
B. chiết suất của lăng kính đối với các ánh sáng đơn sắc là khác nhau.
C. lăng kính có tác dụng làm biến đổi màu chùm ánh sáng mặt trời.
D. chùm ánh sáng mặt trời đã bị nhiễu loạn khi đi qua lăng kính.
6.13. Trong một thí nghiệm ngời ta chiếu một chùm ánh sáng đơn sắc song song hẹp vào cạnh của một
lăng kính có góc chiết quang A = 8
0
theo phơng vuông góc với mặt phẳng phân giác của góc chiết quang.
Đặt một màn ảnh E song song và cách mặt phẳng phân giác của góc chiết quang 1m. Trên màn E ta thu đ-
ợc hai vết sáng. Sử dụng ánh sáng vàng, chiết suất của lăng kính là 1,65 thì góc lệch của tia sáng là
A. 4,0
0
; B. 5,2
0
; C. 6,3
0
; D. 7,8
0
.
6.14. Trong một thí nghiệm ngời ta chiếu một chùm ánh sáng đơn sắc song song hẹp vào cạnh của một
lăng kính có góc chiết quang A = 8
0
theo phơng vuông góc với mặt phẳng phân giác của góc chiết quang.
Đặt một màn ảnh E song song và cách mặt phẳng phân giác của góc chiết quang 1m. Trên màn E ta thu đ-
ợc hai vết sáng. Sử dụng ánh sáng vàng, chiết suất của lăng kính là 1,65 thì khoảng cách giữa hai vết sáng

trên màn là
A. 9,07 cm; B. 8,46 cm; C. 8,02 cm; D. 7,68 cm.
6.15. Trong một thí nghiệm ngời ta chiếu một chùm ánh sáng trắng song song hẹp vào cạnh của một
lăng kính có góc chiết quang A = 8
0
theo phơng vuông góc với mặt phẳng phân giác của góc chiết quang.
Đặt một màn ảnh E song song và cách mặt phẳng phân giác của góc chiết quang 1m. biết chiết suất của
lăng kính đối với ánh sáng đỏ là 1,61 và đối với ánh sáng tím là 1,68 thì bề rộng dải quang phổ trên màn E
là
A. 1,22 cm; B. 1,04 cm; C. 0,97 cm; D. 0,83 cm.
Chủ đề 2: Giao thoa ánh sáng
6.16. Chọn phơng án Đúng. Trong thí nghiệm khe Y-âng nếu che một trong hai khe thì:
A. Tại vân sáng giảm đi một nửa, tại vân tối bằng 0.
B. Tại vân sáng giảm đi một nửa, tại vân tối bằng vân tối.
C. tại mọi điểm trên màn đều bằng 1/4 độ sáng của vân sáng (trớc khi che).
D. tại cả vân sáng và vân tối đều bằng 1/4 độ sáng của vân sáng (trớc khi che).
6.17. Để hai sóng cùng tần số truyền theo một chiều giao thoa đợc với nhau, thì chúng phải có điều kiện
nào sau đây?
A. Cùng biên độ và cùng pha.
B. Cùng biên độ và ngợc pha.
C. Cùng biên độ và hiệu số pha không đổi theo thời gian.
D. Hiệu số pha không đổi theo thời gian.
6.18. Chọn câu Đúng. Hai sóng cùng tần số và cùng phơng truyền, đợc gọi là sóng kết hợp nếu có:
A. cùng biên độ và cùng pha.