SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỒNG NAI
TRUNG TÂM GDTX LONG KHÁNH
Mã số: ................................
(Do HĐKH Sở GD&ĐT ghi)
SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH CÁC BÀI TOÁN VỀ
SÓNG ÁNH SÁNG ÔN THI THPT QUỐC GIA
Người thực hiện: NGUYỄN VĂN TRUNG
Lĩnh vực nghiên cứu:
- Quản lý giáo dục:
- Phương pháp dạy học bộ môn: Môn Vật Lý
- Lĩnh vực khác: ...............................................
Có đính kèm: Các sản phẩm không thề hiện trong bản in SKKN
Mô hình
Phần mềm
Phim ảnh
Hiện vật khác
Năm học 2015-2016
BM02-LLKHSKKN
SƠ LƯỢC LÝ LỊCH KHOA HỌC
I. THÔNG TIN CHUNG VỀ CÁ NHÂN
1. Họ và tên: NGUYỄN VĂN TRUNG
2. Ngày tháng năm sinh: 01 / 10 / 1985.
3. Nam, Nữ : Nam.
4. Nơi thường trú: Hẻm 133/8, Nguyễn Tri Phương, Phường Xuân An, Thị xã
Long Khánh, Tỉnh Đồng Nai.
5. Điện thoại : 0613646996 (CQ),
ĐTDĐ: 0917492457
6. Fax:
E- mail:
7. Chức vụ: Giáo viên, bí thư đoàn cơ sở, tổ trưởng tổ văn hóa trung tâm GDTX
Long Khánh.
8. Đơn vị công tác: Trung tâm GDTX Long Khánh.
II. TRÌNH ĐỘ ĐÀO TẠO:
- Trình độ chuyên môn, nghiệp vụ cao nhất: Đại học Sư phạm Vật Lý.
- Năm nhận bằng : 2009
- Chuyên ngành đào tạo: Vật Lý
III. KINH NGHIỆM KHOA HỌC:
- Lĩnh vực chuyên môn có kinh nghiệm: Giảng dạy môn Vật Lý.
- Số năm kinh nghiệm: 7 năm giảng dạy.
- Các sáng kiến kinh nghiệm đã có trong 05 năm gần đây:
Phương pháp giải nhanh các dạng bài tập Dao động cơ dùng ôn thi tốt nghiệp
năm học 2013-2014
Giáo viên thực hiện: Nguyễn Văn Trung
Trang 2
MỤC LỤC
I. Lý do chọn đề tài .............................................................................................. 5
II. Cơ sở lý luận và thực tiễn của đề tài ................................................................ 5
III. Tổ chức thực hiện giải pháp ........................................................................... 5
Phần 1: Tóm tắt lý thuyết cơ bản .......................................................................... 6
Phần 2: Phương pháp giải nhanh các bài toán về Sóng ánh sáng thường gặp ........ 10
Bài toán 1: Bài toán liên quan đến lăng kính có góc chiết quang, góc tới nhỏ ..... 10
Bài toán 2: Tính khoảng vân-bước sóng ánh sáng- tần số của ánh sáng đơn sắc..12
Bài toán 3: Xác định vị trí vân sáng, vân tối......................................................... 21
Bài toán 4: Xác định tại một điểm M cho sẵn trên màn là vân sáng hay tối ......... 23
Bài toán 5: Tính khoảng cách giữa hai vân bất kì ................................................ 24
Bài toán 6: Dịch chuyển hệ vân do dịch chuyển màn quan sát ............................. 25
Bài toán 7: Tính số vân của giao thoa ánh sáng đơn sắc...................................... 27
Bài toán 8: Tính số vân của giao thoa ánh sáng đa sắc ........................................ 32
Bài toán 9: Tính bước sóng khi vân trùng ............................................................ 40
Phần 3: Đáp án các bài tập tương tự ..................................................................... 50
IV. Hiệu quả của đề tài ......................................................................................... 52
V. Đề xuất, khuyến nghị khả năng áp dụng........................................................... 53
VI. Tài liệu tham khảo.......................................................................................... 53
Giáo viên thực hiện: Nguyễn Văn Trung
Trang 3
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Viết tắt
THPT
GDTX
SGK
TN-THPT
TN-GDTX
HK2-SĐN-THPT
HK2-SĐN-GDTX
ĐHKA+A1
CĐA+A1
PTQG
SKKN
Viết đầy đủ
Trung học phổ thông
Giáo dục thường xuyên
Sách giáo khoa
Trích đề thi tốt nghiệm hệ trung học phổ thông
Trích đề thi tốt nghiệm hệ giáo dục thường xuyên
Trích đề học kì 2, Sở giáo dục và đào tạo Đồng Nai hệ trung
học phổ thông
Trích đề học kì 2, Sở giáo dục và đào tạo Đồng Nai hệ giáo
dục thường xuyên
Trích đề thi tuyển sinh Đại học khối A và A1
Trích đề thi tuyển sinh Cao đẵng khối A và A1
Trích đề thi trung học phổ thông quốc gia
Sáng kiến kinh nghiệm
Giáo viên thực hiện: Nguyễn Văn Trung
Trang 4
BM03-TMSKKN
SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH CÁC BÀI
TOÁN VỀ SÓNG ÁNH SÁNG ÔN THI THPT QUỐC GIA
I. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Chương Sóng ánh sáng là một trong những chương khó của bộ môn Vật Lý
12. Vì vậy đối với học sinh hệ trung học phổ thông đã khó thì đối với học viên hệ
GDTX việc học chương sóng ánh sáng lại càng khó khăn hơn nhiều do học viên hệ
GDTX nhìn chung không có thói quen tự học, năng lực tiếp thu kiến thức hạn chế,
kỹ năng thực hành làm bài tập yếu kém, phần lớn ít có thời gian học ở nhà vì ban
ngày phải đi làm, tối mới được đi học.
Từ năm 2007, Bộ Giáo dục và Đào tạo đã thay đổi hình thức thi tốt nghiệp bộ môn
môn Vật Lý từ phương pháp tự luận sang phương pháp thi trắc nghiệm khách
quan. Mặt khác từ năm 2015 Bộ giáo dục và đào tạo đã gộp hai kỳ thi tốt nghiệp
THPT và kỳ thi tuyển sinh Đại học-cao đẵng thành một kỳ thi quốc gia với hai
mục đích xét tốt nghiệp THPT và là một căn cứ quan trọng để các trường Đại học
và cao đẵng tuyển sinh, nội dung đề thi không còn phân biệt giữa hệ THPT và hệ
GDTX nữa nên việc ôn tập đòi hỏi học sinh phải có sự phân dạng và phương pháp
giải nhanh để đưa ra phương án trả lời nhanh và chính xác.
Vì những lí do trên tôi đã quyết định chọn đề tài “Phương pháp giải nhanh các
bài toán về sóng ánh sáng ôn thi THPT quốc gia”
II. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN
Bắt đầu từ năm học 2011-2012 tôi được phân công giảng dạy Vật Lý lớp 12
ban ngày, khi giảng dạy bài tập chương này thì sau khi làm hết các bài tập trong
sách giáo khoa, tôi có cho thêm một loạt bài tập trắc nghiệm nhưng tôi không phân
dạng và chỉ cho học viên những phương pháp để giải nhanh, đặc biệt là giải nhanh
bằng máy tính bỏ túi FX-570ES, thấy học viên giải bài tập phần này rất khó khăn.
Từ thực tế đó bước sang năm học 2013-2014 tôi đã có giải pháp thay đổi hoàn
toàn, khi giảng dạy bài tập cơ bản chương này tôi đã phân dạng và chỉ cho học viên
phương pháp giải nhanh các dạng bài tập sóng ánh sáng trong các giờ học phụ đạo
hàng tuần. Từ thực tế cho thấy các em học viên giải bài tập trở nên đơn giản và đạt
kết quả cao hơn nhiều.
III. TỔ CHỨC THỰC HIỆN GIẢI PHÁP
* Nội dung của giải pháp là ôn lại kiến thức lý thuyết cơ bản, phân dạng và phương
pháp giải các dạng bài tập sóng ánh sáng thường gặp trong kỳ thi tốt nghiệp, cao
đẵng và Đại học những năm gần đây, với các bài tập ví dụ áp dụng có hướng dẫn
giải nhanh và các bài tập tương tự có đáp án, nhằm nâng cao chất lượng học tập bộ
môn Vật Lý 12 nói chung và chương sóng ánh sáng của Vật Lý 12 nói riêng.
* Phạm vi của giải pháp: Chương Sóng ánh sáng của Vật Lý 12.
* Đối tượng được tác động của giải pháp:
- Học viên khối 12 và giáo viên giảng dạy bộ môn Vật Lý 12.
- Chương trình Vật Lý 12.
- Phương pháp giải các dạng bài tập Sóng ánh sáng Vật Lý 12.
* Thời gian thực hiện giải pháp: Bắt đầu từ năm học 2013-2014.
Giáo viên thực hiện: Nguyễn Văn Trung
Trang 5
PHẦN 1: TÓM TẮT LÝ THUYẾT CƠ BẢN
1. Tán sắc ánh sáng
a. Sự tán sắc ánh sáng:
- Tán sắc ánh sáng là sự phân tách một chùm sáng phức tạp thành các chùm sáng
đơn sắc.
- 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 có góc lệch tăng dần.
b. Ánh sáng đơn sắc, ánh sáng trắng
- Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng không bị tán sắc khi đi qua lăng kính. Mỗi ánh
sáng đơn sắc có một màu gọi là màu đơn sắc. Mỗi màu đơn sắc trong mỗi môi
trường có một bước sóng xác định.
- Ánh sáng trắng là hỗn hợp của nhiều ánh sáng đơn sắc từ đỏ đến tím
c. Nguyên nhân của hiện tượng tán sắc
Do 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.
d. Ứng dụng của sự tán sắc ánh sáng
- Máy quang phổ phân tích một chùm sáng đa sắc, do các vật sáng phát ra, thành
các thành phần đơn sắc.
- Hiện tượng cầu vồng xảy ra do sự tán sắc ánh sáng, các tia sáng Mặt Trời đã bị
khúc xạ và phản xạ trong các giọt nước trước khi tới mắt ta.
2. Nhiễu xạ ánh sáng – Giao thoa ánh sáng
a. Nhiểu xạ ánh sáng
Nhiễu xạ ánh sáng là hiện tượng truyền sai lệch với sự truyền thẳng của ánh sáng
khi đi qua lỗ nhỏ hoặc gặp vật cản. Hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng chứng tỏ ánh
sáng có tính chất sóng.
b. Hiện tượng giao thoa ánh sáng
- Hai chùm sáng kết hợp là hai chùm phát ra ánh sáng có cùng tần số và cùng
pha hoặc có độ lệch pha không đổi theo thời gian.
- Khi hai chùm sáng kết hợp gặp nhau chúng sẽ giao thoa:
+Những chổ hai sóng gặp nhau mà cùng pha nhau, chúng tăng cường lẫn nhau
tạo thành các vân sáng.
+Những chổ hai sóng gặp nhau mà ngược pha với nhau, chúng triệt tiêu nhau
tạo thành các vân tối.
- Nếu ánh sáng trắng giao thoa thì hệ thống vân của các ánh sáng đơn sắc khác
nhau sẽ không trùng nhau:
+Ở chính giữa, vân sáng của các ánh sáng đơn sắc khác nhau nằm trùng nhau
cho một vân sáng trắng gọi là vân trắng chính giữa ( vân trung tâm) .
+ Ở hai bên vân trung tâm, các vân sáng khác của các sóng ánh sáng đơn sắc
khác nhau không trùng với nhau nữa, chúng nằm kề sát bên nhau và cho những
quang phổ có màu như ở màu cầu vồng.
- Hiện tượng giao thoa ánh sáng là bằng chứng thực nghiệm khẵng định ánh sáng
có tính chất sóng.
Giáo viên thực hiện: Nguyễn Văn Trung
Trang 6
c. Vị trí vân trong giao thoa ánh sáng khe Young
k
* Vị trí vân sáng: x s k
D
a
, với k 0; 1; 2; 3......
k=0:vân sáng trung tâm.
k= 1 : vân sáng bậc một (đối xứng qua vân trung tâm)
k= 2 : vân sáng bậc hai
…………….……………..
* Vị trí vân tối : xtk k 0,5
D
a
, với k 1; 2; 3......
k 1 : Vân tối thứ nhất
k 2 : Vân tối bậc hai
…………………………..
d. Khoảng vân và ứng dụng tính bước sóng
+ Khoảng vân là khoảng cách giữa 2 vân sáng (hoặc 2 vân tối) liên tiếp: i
D
a
Nhận xét: Giữa n vân sáng liên tiếp có (n – 1) khoảng vân.
+ Bước sóng:
ia
D
e. Bước sóng và màu sắc ánh sáng
+ Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng có một bước sóng xác định trong chân không.
+ Mọi ánh sáng đơn sắc mà ta nhìn thấy (ánh sáng khả kiến) đều có bước sóng
trong chân không (hoặc không khí) trong khoảng từ 0,38m (ánh sáng tím) đến
0,76m (ánh sáng đỏ).
+ Những màu chính trong quang phổ ánh sáng trắng (đỏ, cam, vàng, lục, lam,
chàm, tím) ứng với từng vùng có bước sóng lân cận nhau.
+ Bảng màu và bước sóng của ánh sáng trong chân không như sau:
Màu sắc Bước sóng trong chân không (m) Bước sóng trong chân không (nm)
Đỏ
0,640 – 0,760
640 – 760
Cam
0,590 – 0,650
590 – 650
Vàng
0,570 – 0,600
570 – 600
Lục
0,500 – 0,575
500 – 575
Lam
0,450 – 0,510
450 – 510
Chàm
0,430 – 0,460
430 – 460
Tím
0,380 – 0,440
380 – 440
+ Ngoài các màu đơn sắc còn có các màu không đơn sắc là hỗn hợp của nhiều
màu đơn sắc với những tỉ lệ khác nhau.
Giáo viên thực hiện: Nguyễn Văn Trung
Trang 7
3. Máy quang phổ lăng kính
a. Khái niệm:
+ Máy quang phổ là dụng cụ phân tích chùm sáng nhiều thành phần thành những
thành phần đơn sắc khác nhau.
+ Máy dùng để nhận biết các thành phần cấu tạo của một chùm sáng phức tạp do
một nguồn phát ra.
b. Cấu tạo
+ Máy quang phổ có ba bộ phận chính:
- Ống chuẫn trực là bộ phận tạo ra chùm sáng song song.
- Hệ tán sắc có tác dụng phân tích chùm tia song song thành nhiều chùm tia đơn
sắc song song.
- Buồng ảnh dùng để quan sát hay chụp ảnh quang phổ.
c. Nguyên tắc hoạt động
Nguyên tắc hoạt động của máy quang phổ lăng kính dựa trên hiện tượng tán sắc
ánh sáng.
4. Định nghĩa, nguồn phát, đặc điểm và ứng dụng của loại quang phổ
Quang Quang phổ liên
phổ
tục
Quang phổ vạch phát xạ
Gồm một dãi màu
có màu thay đổi
một cách liên tục từ
đỏ đến tím. .
Nguồn Do các chất rắn,
chất lỏng hay chất
phát
khí có áp suất lớn
khi bị nung nóng
phát ra
Gồm các vạch màu riêng Gồm các vạch hay đám
lẻ, ngăn cách nhau bởi vạch tối trên nền quang
những khoảng tối.
phổ liên tục.
Định
nghĩa
Đặc
điểm
Ứng
dụng
Do các chất khí hay hơi ở
áp suất thấp khi bị kích
thích bằng điện hay nhiệt
phát ra.
- Không phụ thuộc
thành phần cấu tạo
nguồn sáng .
- Chỉ phụ thuộc
nhiệt độ của nguồn
sáng.
- Các nguyên tố khác
nhau thì khác nhau về: số
lượng vạch, vị trí các vạch
và độ sáng độ sáng tỉ đối
giữa các vạch.
- Mỗi nguyên tố hoá học
có một quang phổ vạch
đặc trưng của nguyên tố
đó.
Dùng để xác định Biết được thành phần cấu
nhiệt độ của các vật tạo của nguồn sáng.
Giáo viên thực hiện: Nguyễn Văn Trung
Quang phổ vạch hấp
thụ
- Các chất rắn, chất
lỏng và chất khí đều
cho được quang phổ
hấp thụ.
- Nhiệt độ của chúng
phải thấp hơn nhiệt độ
nguồn phát quang phổ
liên tục
- Quang phổ hấp thụ
của chất khí chỉ chứa
các vạch hấp thụ.
- Còn quang phổ của
chất lỏng và rắn lại
chứa các “đám”, mỗi
đám gồm nhiều vạch
hấp thụ nối tiếp nhau
một cách liên tục .
Nhận biết được sự có
mặt của nguyên tố
trong các hỗn hợp hay
hợp chất.
Trang 8
5. Định nghĩa, nguồn phát, đặc điểm và ứng dụng của tia hồng ngoại, tia tử
ngoại và tia X
Tia
Tia hồng ngoại
Tia tử ngoại
Tia Rơnghen(tia X)
Bức xạ không nhìn Bức xạ không nhìn Bức xạ có bước sóng
Định
thấy, có bước sóng thấy, có bước sóng ngắn hơn bước sóng
nghĩa
dài hơn bước sóng ngắn hơn bước sóng tia tử ngoại.
ánh sáng đỏ.
ánh
sáng
tím. (1011 m 108 m)
( 0,76 m)
(0,001m 0,38m)
Nguồn
phát
Các vật bị đun nóng Các vật bị đun nóng
sẽ phát ra tia hồng đến nhiệt độ cao (trên
ngoại.
2000oC) sẽ phát ra tia
tử ngoại.
Đặc điểm
- Sóng điện từ.
- Tác dụng nhiệt
- Tác dụng lên kính
ảnh
- Gây ra hiện tượng
quang dẫn
Ứng dụng Sấy khô, sưởi ấm.
- Sóng điện từ.
- Làm ion hóa chất
khí.
- Tác dụng mạnh lên
kính ảnh.
- Làm phát quang một
số chất
- Bị hấp thụ mạnh bởi
nước và thủy tinh.
- Có tác dụng sinh lí.
- Gây ra hiện tượng
quang điện.
- Khám phá vết nứt trên
bề mặt kim loại.
- Dùng để diệt khuẩn.
Cho chùm tia catot
có vận tốc lớn đập
vào kim loại có
nguyên tử lượng lớn,
từ đó sẽ phát ra tia X.
- Sóng điện từ.
- Có khả năng đâm
xuyên.
- Tác dụng mạnh lên
kính ảnh.
- Làm ion hóa chất
khí.
- Làm phát quang
một số chất.
- Có tác dụng sinh lí
mạnh.
- Gây ra hiện tượng
quang điện.
Chiếu điện, chụp
điện, chữa ung thư
nông gần ngoài da.
Dò các lỗ khuyết tật
bên trong các sản
phẩm đúc.
6. Thang sóng điện từ.
Miền sóng điện từ
Tần số f (Hz)
Bước sóng (m)
4
12
4
Sóng vô tuyến điện
10 – 3.10
3.10 – 10-4
Tia hồng ngoại
3.1011 – 4.1014
10-4 - 7,6.10-7
Ánh sáng nhìn thấy
4.1014 – 8.1014
7,6.10-7 – 3,8.10-7
Tia tử ngoại
8.1014 – 3.1017
3,8.10-7 – 10-9
16
19
Tia X
3.10 – 3.10
10-8 – 10-11
> 3.1019
< 10-11
Tia gamma( )
Tên thang sóng điện từ không có ranh giới rõ rệt cho từng miền.
Giáo viên thực hiện: Nguyễn Văn Trung
Trang 9
PHẦN 2: PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH CÁC BÀI TOÁN VỀ SÓNG ÁNH
SÁNG
**********
Bài toán 1: Bài toán liên quan đến lăng kính có góc chiết quang, góc tới nhỏ
Dạng 1: Tính góc tạo bởi tia đỏ và tia tím khi ra khỏi lăng kính có góc chiết
quang nhỏ, góc tới nhỏ.
1. PHƯƠNG PHÁP GIẢI
Với A nhỏ hơn hoặc bằng 100 góc lệch của một tia sáng qua lăng kính:
D = (n – 1)A.
Do đó ta có:
- Góc lệch đối với tia đỏ : Dđ = (nđ-1) A
- Góc lệch đối với tia tím: Dt = (nt -1) A
- Góc lệch giữa chùm tia ló màu đỏ và tia ló màu tím là:
D Dt – Dđ = (nt –nđ)A (1)
Chú ý: Với góc chiết quang A > 100 và góc tới i > 100 thì ta phải sử dụng các công
thức tổng quát của lăng kính.
2. BÀI TẬP VÍ DỤ ÁP DỤNG
Câu 1: (CĐKA- 2010) Một lăng kính thủy tinh có góc chiết quang A = 40, đặt
trong không khí. Chiết suất của lăng kính đối với ánh sáng đỏ và tím lần lượt là
1,643 và 1,685. Chiếu một chùm tia sáng song song, hẹp gồm hai bức xạ đỏ và tím
vào mặt bên của lăng kính theo phương vuông góc với mặt này. Góc tạo bởi tia đỏ
và tia tím sau khi ló ra khỏi mặt bên kia của lăng kính xấp xỉ bằng:
A. 1,4160.
B. 0,3360.
C. 0,1680.
D. 13,3120.
TÓM TẮT
A = 40
nt =1,685
nđ =1,643
D = ?
HƯỚNG DẪN GIẢI
Ta có góc tạo bởi tia ló đỏ và tia ló tím là: D = Dt – Dđ = (nt – nđ)A
D = (1,685 -1,643).40= 0,1680
3. BÀI TẬP TƯƠNG TỰ
Câu 1: Một lăng kính thủy tinh có góc chiết quang A = 50, đặt trong không khí.
Chiết suất của lăng kính đối với ánh sáng đỏ và tím lần lượt là 1,643 và 1,685.
Chiếu một chùm tia sáng song song, hẹp gồm hai bức xạ đỏ và tím vào mặt bên
của lăng kính theo phương vuông góc với mặt này. Góc tạo bởi tia đỏ và tia tím
sau khi ló ra khỏi mặt bên kia của lăng kính xấp xỉ bằng:
A. 0,210.
B. 0,410.
C. 0,620.
D. 0,820.
Câu 2: Một lăng kính thủy tinh có góc chiết quang A = 60, đặt trong không khí.
Chiết suất của lăng kính đối với ánh sáng đỏ và tím lần lượt là 1,643 và 1,685.
Chiếu một chùm tia sáng song song, hẹp gồm hai bức xạ đỏ và tím vào mặt bên
Giáo viên thực hiện: Nguyễn Văn Trung
Trang 10
của lăng kính theo phương vuông góc với mặt này. Góc tạo bởi tia đỏ và tia tím
sau khi ló ra khỏi mặt bên kia của lăng kính xấp xỉ bằng:
A. 0,2620.
B. 0,2520.
C. 0,2820.
D. 0,2920.
Câu 3: Một lăng kính thủy tinh có góc chiết quang A = 70, đặt trong không khí.
Chiết suất của lăng kính đối với ánh sáng đỏ và tím lần lượt là 1,643 và 1,685.
Chiếu một chùm tia sáng song song, hẹp gồm hai bức xạ đỏ và tím vào mặt bên
của lăng kính theo phương vuông góc với mặt này. Góc tạo bởi tia đỏ và tia tím
sau khi ló ra khỏi mặt bên kia của lăng kính xấp xỉ bằng:
A. 2,13.10-3 rad B. 3,13.10-3 rad C. 4,13.10-3 rad D. 5,13.10-3 rad
Câu 4: Một lăng kính thủy tinh có góc chiết quang A = 80, đặt trong không khí.
Chiết suất của lăng kính đối với ánh sáng đỏ và tím lần lượt là 1,643 và 1,685.
Chiếu một chùm tia sáng song song, hẹp gồm hai bức xạ đỏ và tím vào mặt bên
của lăng kính theo phương vuông góc với mặt này. Góc tạo bởi tia đỏ và tia tím
sau khi ló ra khỏi mặt bên kia của lăng kính xấp xỉ bằng:
A. 4,13.10-3 rad B. 4,83.10-3 rad C. 5,86.10-3 rad D. 5,16.10-3 rad
Dạng 2: Tính bề rộng của quang phổ liên tục quan sát được trên màn khi chiếu
ánh sáng trắng qua lăng kính có góc chiết quang và góc tới nhỏ.
1. PHƯƠNG PHÁP GIẢI
Với góc chiết quang A nhỏ ( 100) ta có góc lệch giữa chùm tia ló màu đỏ và tia ló
màu tím là: D Dt – Dđ = (nt –nđ)A
Do đó độ rộng từ màu đỏ đến màu tím là: L = d.D = d.(nt - nđ)A
Chú ý: Khi tính độ rộng từ màu đỏ đến màu tím thì góc lệch D phải đổi đơn vị
độ sang rad.
2. BÀI TẬP VÍ DỤ ÁP DỤNG
Câu 1: (ĐHKA- 2011) Một lăng kính có góc chiết quang A = 60 (coi là góc nhỏ)
được đặt trong không khí. Chiếu một chùm ánh sáng trắng song song, hẹp vào mặt
bên của lăng kính theo phương vuông góc với mặt phẳng phân giác của góc chiết
quang, rất gần cạnh của lăng kính. Đặt một màn ảnh E sau lăng kính, vuông góc
với phương của chùm tia tới và cách mặt phẳng phân giác của góc chiết quang 1,2
m. Chiết suất của lăng kính đối với ánh sáng đỏ là nđ = 1,642 và đối với ánh sáng
tím là nt = 1,685. Độ rộng từ màu đỏ đến màu tím của quang phổ liên tục quan sát
được trên màn là
A. 5,4 mm.
B. 36,9 mm.
C. 4,5 mm.
D. 10,1 mm.
TÓM TẮT
A= 60
d = 1,2 m
nđ = 1,642
nt = 1,685
L=?
HƯỚNG DẪN GIẢI
Độ rộng từ màu đỏ đến màu tím của quang phổ liên tục quan sát được trên màn là
L = d.A(nt - nđ) = 1,2.6.
180
.(1,685 - 1,642) 5,4.10-3 m = 5,4 (mm).
Giáo viên thực hiện: Nguyễn Văn Trung
Trang 11
3. BÀI TẬP TƯƠNG TỰ
Câu 1: Một lăng kính có góc chiết quang A = 60, sao cho phương tia tới vuông góc
với mặt phân giác của góc chiết quang. Chiết suất của lăng kính đối với màu đỏ là
nđ=1,62 và đối với màu tím là nt = 1,68. Chùm sáng Mặt Trời hẹp chiếu đến lăng
kính theo phương vuông góc mặt phân giác của góc chiết quang A. Chùm ló ra
khỏi lăng kính được hứng trên màn đặt song song với mặt phân giác của góc chiết
quang và cách mặt này 50 cm về phía sau của lăng kính. Chiều dài của quang phổ
Mặt trời trên màn là:
A. 0,124 cm.
B. 0,314 cm.
C. 0,624 cm.
D. 0,214 cm.
0
Câu 2: Một lăng kính có góc chiết quang nhỏ A =6 . Chiếu một chùm tia tới song
song hẹp ,màu lục vào cạnh của lăng kính theo phương vuông góc với mặt phẳng
phân giác của góc chiết quang A sao cho một phần của chùm tia sáng không qua
lăng kính,một phần đi qua lăng kính và bị khúc xạ. Khi đó trên màn E song song
với mặt phẳng phân giác của góc A và cách nó 1m có hai vết sáng màu lục. Nếu
chùm tia sáng nói trên là chùm ánh sáng trắng với nđ =1,62 và nt=1,68 thì chiều
rộng của quang phổ liên tục trên màn là:
A.0,63cm
B.0,63mm
C.0,36cm
D.0,36mm
Câu 3: Chiếu một chùm sáng trắng hẹp đến một mặt bên của lăng kính có góc
chiết quang A = 60, sao cho phương tia tới vuông góc với mặt phân giác của góc
chiết quang. Chiết suất của lăng kính đối với màu đỏ là nđ=1,62 và đối với màu tím
là nt = 1,68. Chùm ló ra khỏi lăng kính được hứng trên màn E song song với mặt
phân giác của góc chiết quang và cách mặt này 1,2 m. Bề rộng của quang phổ nhận
được trên màn là:
A. 0,624 cm.
B. 0,754 cm.
C. 0,728 cm.
D. 0,622 cm.
0
Câu 4: Một lăng kính có góc chiết quang A = 8 (coi là góc nhỏ) được đặt trong
không khí. Chiếu một chùm ánh sáng trắng song song, hẹp vào mặt bên của lăng
kính theo phương vuông góc với mặt phẳng phân giác của góc chiết quang, rất gần
cạnh của lăng kính. Đặt một màn ảnh E sau lăng kính, vuông góc với phương của
chùm tia tới và cách mặt phẳng phân giác của góc chiết quang 1,4 m. Chiết suất
của lăng kính đối với ánh sáng đỏ là nđ = 1,642 và đối với ánh sáng tím là nt =
1,685. Độ rộng từ màu đỏ đến màu tím của quang phổ liên tục quan sát được trên
màn là
A. 4,6 mm.
B. 6,4 mm.
C. 4,8 mm.
D. 8,4 mm.
Bài toán 2: Tính khoảng vân-bước sóng ánh sáng- tần số của ánh sáng đơn sắc
Dạng 1: Tính khoảng vân
1. PHƯƠNG PHÁP GIẢI
Áp dụng công thức tính khoảng vân: i
D
a
Trong đó: a là khoảng cách giữa hai khe sáng (m).
D là khoảng cách từ hai khe đến màn (m).
là bước sóng của ánh sáng dùng trong thí nghiệm (m)
Giáo viên thực hiện: Nguyễn Văn Trung
Trang 12
Đặc biệt:
+ Khoảng cách giữa n vân sáng (tối) liên tiếp: l (n 1)i i
+ Khoảng cách giữa vân sáng và vân tối liên tiếp: l
l
n 1
i
i 2l
2
Nhận xét:
+ Khoảng vân tỉ lệ thuận với bước
i1 1
i2 2
+ Khi đưa toàn bộ thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng thực hiện trong không
khí vào môi trường có chiết suất n thì khoảng vân giảm đi n lần: i '
i
n
2. BÀI TẬP VÍ DỤ ÁP DỤNG
Câu 1: (ĐHKA+A1-2014) Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, khoảng
cách giữa hai khe là 1 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan
sát là 2 m. Nguồn sáng đơn sắc có bước sóng 0,45 m . Khoảng vân giao thoa trên
màn bằng
A. 0,2 mm
B. 0,9 mm
C. 0,5 mm
D. 0,6 mm
TÓM TẮT
a = 1mm = 10-3 m
D=2m
0, 45 m 0, 45.106 m
i=?
HƯỚNG DẪN GIẢI
Khoảng vân: i
D
a
0, 45.106.2
9.104 m 0, 9mm
3
10
Câu 2: (HK2-SĐN-THPT–Năm học 2013-2014) Trong thí nghiệm Y-âng về giao
thoa ánh sáng, hai khe được chiếu bằng ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,6m.
Khoảng cách giữa hai khe sáng là 1mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe
đến màn quan sát là 2 m. Khoảng cách giữa vân sáng và vân tối liên tiếp là
A. 0,5 mm.
B. 0,6 mm.
C. 1,5 mm.
D. 1,2 mm.
TÓM TẮT
a = 1mm = 10-3 m
D=2m
0, 6 m 0, 6.106 m
l ?
HƯỚNG DẪN GIẢI
Khoảng vân: i
D
a
0, 6.10 6.2
1, 2.103 m 1, 2mm
10 3
Giáo viên thực hiện: Nguyễn Văn Trung
Trang 13
i
2
Khoảng cách giữa vân sáng và vân tối liên tiếp là l
1, 2
0, 6mm
2
Câu 3: (CĐKA- 2008) Trong một thí nghiệm Iâng (Y-âng) về giao thoa ánh sáng
với ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ1 = 540 nm thì thu được hệ vân giao thoa trên
màn quan sát có khoảng vân i1 = 0,36 mm. Khi thay ánh sáng trên bằng ánh sáng
đơn sắc có bước sóng λ2 = 600 nm thì thu được hệ vân giao thoa trên màn quan sát
có khoảng vân
A. i2 = 0,60 mm. B. i2 = 0,40 mm. C. i2 = 0,50 mm. D. i2 = 0,45 mm.
Tóm tắt
Phương pháp truyền Phương pháp dùng máy tính FXthống
570ES
Ta có:
i1 = 0,36 mm
λ1 = 540 nm
λ2 = 600 nm
i2 =?
-Dùng công thức:
i1 1
i
i2 1 2
i2 2
1
i2
i12
1
0,36.600
0, 4mm
540
Đáp án B.
i1 1
i2 2
Với máy FX-570ES
- Bấm: MODE 1
- Nhập máy:
0, 36 540
X
600
Với chú ý:
Dấu “=” thì bấm ALPHA CALC
“X” thì bấm ALPHA X
Tiếp tục bấm:SHIFT SOLVE =
Màn hình hiển thị:
0,36 540
X
600
X= 0,4
L-R = 0
X là i2 cần tìm
Đáp án B.
3. BÀI TẬP TƯƠNG TỰ
Câu 1: (HK2-SĐN-THPT –Năm học 2013-2014) Trong thí nghiệm Y-âng về giao
thoa ánh sáng, hai khe được chiếu bằng ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,6m.
Khoảng cách giữa hai khe sáng là 1,5 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe
đến màn quan sát là 1m. Khoảng cách giữa hai vân sáng liên tiếp trên màn là
A. 0,4 mm.
B. 1,2 mm.
C. 4 mm.
D. 0,8 mm.
Câu 2: (CĐKA-2012-PTVT2) Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng,
hai khe được chiếu bằng ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,6m. Khoảng cách giữa
hai khe sáng là 1mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là
1,5m. Trên màn quan sát, hai vân tối liên tiếp cách nhau một đoạn là
Giáo viên thực hiện: Nguyễn Văn Trung
Trang 14
A. 0,45 mm.
B. 0,6 mm.
C. 0,9 mm.
D. 1,8 mm.
Câu 3: (ĐHKA+A1-2013) 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
Câu 4: (HK2-SĐN-THPT–Năm học 2015-2016) Trong một thí nghiệm Y-âng về
giao thoa ánh sáng, bước sóng ánh sáng đơn sắc là 0,55m, khoảng cách giữa hai
khe hẹp là 1 mm. Khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 2
m. Hệ vân trên màn có khoảng vân là
A. 1 mm.
B. 1,1 mm.
C. 1,2 mm.
D. 1,3mm.
Dạng 2: Tính bước sóng của giao thoa ánh sáng đơn sắc.
1. PHƯƠNG PHÁP GIẢI
Từ công thức tính khoảng vân: i
D
a
ia
D
2. BÀI TẬP VÍ DỤ ÁP DỤNG
Câu 1: (HK2-SĐN-GDTX –Năm học 2013-2014) Trong thí nghiệm giao thoa ánh
sáng của I-âng, khoảng cách giữa hai khe là 2 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa
hai khe đến màn quan sát là 2 m. Trên màn khoảng cách giữa hai vân sáng liên tiếp
là 0,7 mm. Bước sóng ánh sáng dùng trong thí nghiệm là:
A. 0,5 μm.
B. 0,7 μm.
C. 1,4 μm.
D. 0,6 μm.
Tóm tắt
Phương
pháp Phương pháp dùng máy tính FXtruyền thống
570ES
-3
a=2mm=2.10 m
D=2m
i=0,7mm=7.10-4 m
-Dùng công thức gốc: i
Ta có:
i
D
a
4
ia
D
a
Với máy FX-570ES
- Bấm: MODE 1
3
7.10 .2.10
2
7
7.10 m 0, 7 m
?
D
Đáp án B.
- Nhập máy: 7.104
X .2
2.10 3
Tiếp tục bấm:SHIFT SOLVE =
Màn hình hiển thị:
X.2
2.103
X=7.10-7
L-R = 0
7.104
X là
cần tìm.
Đáp án B.
Giáo viên thực hiện: Nguyễn Văn Trung
Trang 15
Câu 2: (ĐHKA- 2007) Trong thí nghiệm Iâng (Y-âng) về giao thoa của ánh sáng
đơn sắc, hai khe hẹp cách nhau 1 mm, mặt phẳng chứa hai khe cách màn quan sát
1,5 m. Khoảng cách giữa 5 vân sáng liên tiếp là 3,6 mm. Bước sóng của ánh sáng
dùng trong thí nghiệm này bằng
A. 0,48 μm.
B. 0,40 μm.
C. 0,60 μm.
D. 0,76 μm.
Tóm tắt
Phương
thống
pháp
truyền Phương pháp dùng máy tính
FX-570ES
-Dùng công thức gốc: l n 1 i
-3
a=1 mm=10 m
D = 1,5 m
Ta có: l n 1 i
l 3,6mm 3,6.103 m
i
n=5
?
3
Với máy FX-570ES
l
3,6.10
0,9.103 m - Bấm: MODE 1
n 1 51
- Nhập máy: 3, 6.103 4.X
D
ia
Mà ta có: i
a
D
- Tiếp tục bấm:SHIFT SOLVE =
0,9.103.103
1,5
Màn hình hiển thị:
3,6.103 4X
X=9.10-4
L-R = 0
6.107 m 0, 6 m
Đáp án C.
X là khoảng vân i
-Dùng công thức gốc: i
D
a
Với máy FX-570ES
- Bấm: MODE 1
- Nhập máy: 9.104
X .1,5
103
- Tiếp tục bấm:SHIFT SOLVE =
- Màn hình hiển thị:
9.104
X.1,5
X=
103
6.10-7
L-R = 0
7
X là 6.10 m 0, 6 m
Đáp án C.
Giáo viên thực hiện: Nguyễn Văn Trung
Trang 16
3. BÀI TẬP TƯƠNG TỰ
Câu 1: (HK2-SĐN-GDTX –Năm học 2015-2016) Trong thí nghiệm giao thoa ánh
sáng của I-âng, khoảng cách giữa hai khe là 1,4 mm, khoảng cách từ mặt phẳng
chứa hai khe đến màn quan sát là 2,1 m. Trên màn khoảng cách giữa hai vân sáng
liên tiếp là 0,9 mm. Bước sóng ánh sáng đơn sắc là:
A. 1,2 μm.
B. 0,3 μm.
C. 0,60 μm.
D. 1,8 μm.
Câu 2: (CĐKA- 2008) Trong thí nghiệm Iâng (Y-âng) về giao thoa ánh sáng
với ánh sáng đơn sắc. Biết khoảng cách giữa hai khe hẹp là 1,2 mm và khoảng
cách từ mặt phẳng chứa hai khe hẹp đến màn quan sát là 0,9 m. Quan sát được hệ
vân giao thoa trên màn với khoảng cách giữa 9 vân sáng liên tiếp là 3,6 mm. Bước
sóng của ánh sáng dùng trong thí nghiệm là
A. 0,50.10-6 m.
B. 0,55.10-6 m.
C. 0,45.10-6 m.
D. 0,60.10-6 m.
Câu 3: (CĐKA- 2009) Trong thí nghiệm 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 là 2m. Trong hệ vân trên màn, vân sáng bậc 3 cách vân trung tâm 2,4 mm.
Bước sóng của ánh sáng đơn sắc dùng trong thí nghiệm là
A. 0,5 m.
B. 0,6 m.
C. 0,4 m.
D. 0,7 m.
Câu 4: (CĐKA-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 m .
B. 0,45 m .
C. 0,6 m .
D. 0,75 m .
Dạng 3: Khoảng cách giữa 2 khe hoặc từ 2 khe tới màn
1. PHƯƠNG PHÁP GIẢI
Từ công thức tính khoảng vân: i
D
a
Khoảng cách giữa hai khe là: a
D
i
Khoảng cách từ mặt phẳng hai khe đến màn quan sát là: D
ia
2. BÀI TẬP VÍ DỤ ÁP DỤNG
Câu 1: Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng, biết a= 0,5 mm, nguồn S
phát ánh sáng đơn sắc có λ= 0,5μm. Khoảng cách giữa 2 vân sáng liên tiếp trên
màn 2 mm. Khoảng cách từ mặt phẳng 2 khe đến màn là :
A.1,5 m
B.2 m
C.1, 8 m
D.1,2m
Tóm tắt
Phương pháp truyền Phương pháp dùng máy tính
thống
FX-570ES
-4
a=0,5mm=5.10 m
i = 2 mm =2.10-3 m
7
0, 5 m 5.10 m
D=?
-Dùng công thức gốc: i
Ta có:
i
D
a
D
ia
2.103.5.104
D
2m
5.107
Giáo viên thực hiện: Nguyễn Văn Trung
D
a
Với máy FX-570ES
- Bấm: MODE 1
- Nhập máy: 2.103
5.107. X
5.10 4
Trang 17
Đáp án B.
Màn hình hiển thị:
2.103
5.107.X
5.104
X=2
L-R = 0
X là D =2 m
Câu 2: (TN-GDTX-2014) Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng với ánh
sáng đơn sắc có bước song 600nm, khoảng vân đo được trên màn là 1mm. nếu dịch
chuyển ra xa hai khe (theo phương vuông góc với màn) một đoạn 20 cm thì
khoảng vân đo được là 1,2 mm. Khoảng cách giữa hai khe trong thí nghiệm này là:
A. 1,0 mm.
B. 0,6 mm.
C. 1,2 mm.
D. 0,5 mm.
Tóm tắt
Phương
pháp Phương pháp dùng máy tính
truyền thống
FX-570ES
-3
i1 = 1 mm =10 m
i2=1,2mm =1,2.10-3 m
7
600nm 6.10 m
D=20 cm= 0,2m
a=?
-Dùng tỉ số :
Ta có:
D
i1 a
i D D
2
a
Với máy FX-570ES
- Bấm: MODE 1
- Nhập máy:
i1
D
i2 D D
i1
D
i2 D D
103
X
3
1, 2.10
X 0, 2
Màn hình hiển thị:
103
X
3
1,2.10 X 0,2
103
D
3
1, 2.10
D 0, 2
1
D
1, 2 D 0, 2
X=1
L-R = 0
X là D =1 m
1,2D=D + 0,2
Dùng công thức : i1
D= 1 m
Với máy FX-570ES
Từ i1
a
D
i1
D
a
a
D
0, 6.10 .1
103
- Nhập máy: 103
103
a 6.10 m 0, 6mm
Giáo viên thực hiện: Nguyễn Văn Trung
6.107.1
X
Màn hình hiển thị:
4
Đáp án B.
a
- Bấm: MODE 1
i1
6
D
X là a 0,6mm
6.107.1
X
X
=6.10-4
L-R = 0
Trang 18
3. BÀI TẬP TƯƠNG TỰ
Câu 1: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng bằng khe Young, dùng ánh sáng đơn
sắc có bước sóng λ = 0,5μm. Khoảng cách giữa hai khe a = 2mm. Thay λ bởi λ' =
0,6μm và giữ nguyên khoảng cách từ hai khe đến màn. Để khoảng vân không đổi
thì khoảng cách giữa hai khe lúc này là :
A. a' = 2,2mm.
B. a' = 2,4mm. C. a' = 1,6mm.
D. a' = 1,8mm.
Câu 2: Thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng, hai khe được chiếu bằng ánh
sáng có bước sóng = 0,5m, ta thu được các vân giao thoa trên màn E cách mặt
phẳng hai khe một khoảng D = 2m, khoảng cách vân là i = 0,5mm. Khoảng cách a
giữa hai khe bằng:
A. 1mm
B. 1,5mm
C. 2mm
D. 1,2mm
Câu 3: Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng, biết a= 0,5 mm, nguồn S
phát ánh sáng đơn sắc có λ= 0,5μm. Khoảng cách giữa 3 vân sáng liên tiếp trên
màn 2 mm. Khoảng cách từ mặt phẳng 2 khe đến màn là :
A.1 m
B.2 m
C.1, 8 m
D.1,2m
Câu 4: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng với ánh sáng đơn sắc cho
khoảng vân đo được trên màn là 2mm. nếu dịch chuyển lại gần hai khe (theo
phương vuông góc với màn) một đoạn 40 cm thì khoảng vân đo được là 1,6 mm.
Khoảng cách từ hai khe đến màn trong thí nghiệm là:
A.1 m
B.1,2 m
C.1,6 m
D. 2 m
Dạng 4: Tính tần số ánh sáng đơn sắc
1. PHƯƠNG PHÁP GIẢI
+ Tính bước sóng nếu chưa có
+ Sử dụng mối liên hệ giữa bước sóng và tần số ánh sáng đơn sắc:
c
f
2. BÀI TẬP VÍ DỤ ÁP DỤNG
Câu 1: (HK2-SĐN-THPT –Năm học 2013-2014) Trong thí nghiệm Y-âng về giao
thoa với ánh sáng đơn sắc, khoảng cách giữa hai khe là 1 mm, khoảng cách từ mặt
phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 2m và khoảng vân là 1 mm. Tần số ánh
sáng này là
A. 6.1014 Hz.
B. 6. 1015 Hz. C. 6.1013 Hz. D. 6. 108 Hz.
Tóm tắt
Phương pháp truyền Phương pháp dùng máy tính
thống
FX-570ES
-3
a=1 mm=10 m
D=2m
i =1 mm=10-3m
f ?
-Dùng công thức gốc: i
Ta có:
i
D
a
ia
D
103.10 3
5.107 m
2
Mà ta có:
D
a
Với máy FX-570ES
- Bấm: MODE 1
- Nhập máy: 103
2X
10 3
Tiếp tục bấm:SHIFT SOLVE =
Màn hình hiển thị:
Giáo viên thực hiện: Nguyễn Văn Trung
Trang 19
c
c
f
f
f
3.108
6.1014 Hz
6
0,5.10
Đáp án A
1 0 3
X là 5.107 m
2X
1 0 3
X=5.10-7
L-R = 0
-Dùng công thức gốc:
c
f
Với máy FX-570ES
- Bấm: MODE 1
- Nhập máy: 5.107
3.108
X
- Tiếp tục bấm:SHIFT SOLVE =
- Màn hình hiển thị:
0,5.105
3.108
X
X=6.1014
L-R = 0
X là f 6.10 14 H z
Đáp án A
3. BÀI TẬP TƯƠNG TỰ
Câu 1: (CĐKA- 2009) Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa với ánh sáng đơn sắc,
khoảng cách giữa hai khe là 1 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến
màn quan sát là 2m và khoảng vân là 0,8 mm. Cho c = 3.108 m/s. Tần số ánh sáng
đơn sắc dùng trong thí nghiệm là
A. 5,5.1014 Hz.
B. 4,5. 1014 Hz. C. 7,5.1014 Hz. D. 6,5. 1014 Hz.
Câu 2: (CĐKA+A1- 2013) Trong chân không, ánh sáng nhìn thấy có bước sóng từ
0.38 m đến 0,76 m. Tần số của ánh sáng nhìn thấy có giá trị
A. từ 3,95.1014 Hz đến 7,89.1014 Hz. B. từ 3,95.1014 Hz đến 8,50.1014 Hz
C. từ 4,20.1014 Hz đến 7,89.1014 Hz. D. từ 4,20.1014 Hz đến 6,50.1014 Hz
Câu 3: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa với ánh sáng đơn sắc, khoảng cách
giữa hai khe là 1 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là
2m và khoảng vân là 1,2 mm. Cho c = 3.108 m/s. Tần số ánh sáng đơn sắc dùng
trong thí nghiệm là
A. 4.1014 Hz.
B. 5. 1014 Hz. C. 7.1014 Hz. D. 6. 1014 Hz.
Câu 4: Trong chân không, tia hồng ngoại có bước sóng từ 0,76 m đến 10-3 m.
Tần số của ánh sáng nhìn thấy có giá trị
A. từ 3.1011Hz đến 4.1014Hz .
B. từ 3.1010 Hz đến 4.1014 Hz
C. từ 4.1011 Hz đến 5.1014 Hz.
D. từ 4.1010 Hz đến 5.1014 Hz
Giáo viên thực hiện: Nguyễn Văn Trung
Trang 20
Bài toán 3: Xác định vị trí vân sáng, vân tối
1. PHƯƠNG PHÁP GIẢI
* Vị trí vân sáng bậc k: x ks = k.
.D
a
= k.i
Trong đó:
k = 0: ứng với vân sáng trung tâm
k = 1: ứng với vân sáng bậc 1
………………………………..
k = n: ứng với vân sáng bậc n.
*Vị trí vân tối thứ k: x tk = (k 0,5)
.D
a
= (k 0, 5).i
Trong đó:
k = 1: ứng với vân tối thứ 1
k = 2: ứng với vân tối thứ 2
……………………………...
k = n: ứng với vân tối thứ n.
2. BÀI TẬP VÍ DỤ ÁP DỤNG
Câu 1: (HK2-SĐN-GDTX –Năm học 2013-2014) Trong thí nghiệm Y-âng về
giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe hẹp là 1,5 mm, khoảng cách từ mặt
phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 3 m. Ánh sáng chiếu vào hai khe có bước
sóng 0,5 µm. Khoảng cách từ vân sáng trung tâm đến vân sáng bậc 3 là:
A. 3 mm.
B. 5 mm.
C. 2 mm.
D. 4 mm.
TÓM TẮT
a = 1,5 mm = 1,5.10-3 m
D=3m
0, 5 m 5.107 m
xs3 ?
HƯỚNG DẪN GIẢI
Khoảng cách từ vân sáng trung tâm đến vân sáng bậc 3 là:
D
5.107.3
3
xs 3i 3.
3.
3.103 m 3mm
3
a
1,5.10
Câu 2: (TN-GDTX-2014) Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa với ánh sáng đơn
sắc khoảng cách giữa hai khe là 1 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến
màn quan sát là 1,5 m. Tại điểm M trên màn quan sát cách vân trung tâm 9 mm có
vân sáng bậc 10. Bước sóng của ánh sáng dùng trong thí nghiệm là:
A. 600 nm.
B. 640 nm.
C. 540 nm.
D. 480 nm.
Giáo viên thực hiện: Nguyễn Văn Trung
Trang 21
Tóm tắt
Phương pháp truyền Phương pháp dùng máy tính
thống
FX-570ES
-Dùng công thức:
-3
a = 1mm =10 m
D = 1,5 m
3
x10
s 9mm 9.10 m
Ta có:
x10
s 10i 10.
?
x10
s 10i 10.
D
a
x10
9.103.103
s .a
10.D
10.1,5
0, 6.106 m 600nm
Đáp án A.
D
a
Với máy FX-570ES
- Bấm: MODE 1
- Nhập máy: 9.109 10.
X .1,5
103
Tiếp tục bấm:SHIFT SOLVE =
Màn hình hiển thị:
X.1,5
103
X= 6.10-7
L-R = 0
9.109 10.
X là 6.107 m 600nm
3. BÀI TẬP TƯƠNG TỰ
Câu 1: (HK2-SĐN-THPT –Năm học 2013-2014) Trong thí nghiệm Y-âng về
giao thoa ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,6 μm. Khoảng cách giữa hai khe sáng
là 0,45 mm. Trên màn quan sát khoảng cách từ vân sáng bậc 5 cách vân trung tâm
là 8 mm. Khoảng cách từ mặt phẳng 2 khe đến màn quan sát là :
A.2 mm
B. 1,5 m
C.1 m
D.1,2 m
Câu 2: (TNPT-2014) Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng đơn sắc, khi
dùng ánh sáng có bước sóng 1 = 0,6 m thì trên màn quan sát, khoảng cách từ vân
sáng trung tâm đến vân sáng bậc 5 là 2,5 mm. Nếu dùng ánh sáng có bước sóng 2
thì khoảng cách từ vân sáng trung tâm đến vân sáng bậc 9 là 3,6 mm. Bước sóng 2
là:
A. 0,45 m
B. 0,52 m
C. 0,48 m
D. 0,75 m
Câu 3: (CĐKA+A1- 2013) Thực hiện thí nghiệm Y-âng về giao thoa với ánh sáng
đơn sắc có bước song 0,4 m, 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.
Câu 4: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng của Iâng trong không khí, hai khe
cách nhau 3mm được chiếu bằng ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,60m, màn
cách hai khe 2m. Sau đó đặt toàn bộ thí nghiệm vào trong nước có chiết suất 4/3,
thì vị trí vân sáng bậc 5 là
A. 1,2 mm
B. 1,5 mm
C. 0,9 mm
D. 0,3 mm
Giáo viên thực hiện: Nguyễn Văn Trung
Trang 22
Bài toán 4: Xác định tại một điểm M cho sẵn trên màn là vân sáng hay tối
1. PHƯƠNG PHÁP GIẢI
+ Tính khoảng vân đề đề bài chưa cho.
+ Lập tỉ số: n
xM
i
- Nếu n nguyên, hay n Z, thì tại M có vân sáng bậc k=n.
- Nếu n bán nguyên hay n=k+0,5 với k Z, thì tại M có vân tối thứ k +1
2. BÀI TẬP VÍ DỤ ÁP DỤNG
Câu 1: (TNPT-2014) Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng đơn sắc,
khoảng vân đo được trên màn quan sát là 1,2 mm. Trên màn, tại điểm M cách vân
trung tâm một khoảng 4,2 mm có
A. vân sáng bậc 6 B. vân tối thứ 4 C. vân sáng bậc 4 D. vân tối thứ 6
TÓM TẮT
i = 1,2 mm = 1,2.10-3 m
xM 4, 2mm
n=?
HƯỚNG DẪN GIẢI
Ta có tỉ số: n
x M 4, 2
3, 5 Tại điểm M là vân tối thứ 4
i
1, 2
2. (CĐKA- 2007) Trong thí nghiệm Iâng (Y-âng) về giao thoa ánh sáng, hai
hẹp cách nhau một khoảng a = 0,5 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai
đến màn quan sát là D = 1,5 m. Hai khe được chiếu bằng bức xạ có bước sóng
0,6 μm. Trên màn thu được hình ảnh giao thoa. Tại điểm M trên màn cách
sáng trung tâm (chính giữa) một khoảng 5,4 mm có vân sáng bậc
A. 3.
B. 6.
C. 2.
D. 4.
TÓM TẮT
a = 0,5 mm = 5.10-4 m
D = 1,5 m
λ = 0,6 μm = 6.10-7 m
khe
khe
λ=
vân
xM 5, 4mm
n =?
HƯỚNG DẪN GIẢI
Ta có:
Khoảng vân: i
D
6.107.1, 5
1,8.103 m
4
5.10
a
x
5, 4.103
Tỉ số: n M
3 Tại điểm M là vân sáng bậc 3.
i
1,8.103
3. BÀI TẬP TƯƠNG TỰ
Câu 1: (TN-THPT-2014) Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng đơn sắc,
khoảng vân đo được trên màn quan sát là 1,14mm. Trên màn, tại điểm M cách vân
trung tâm một khoảng 5,7 mm có
A. vân sáng bậc 6 B. vân tối thứ 5 C. vân sáng bậc 5 D. vân tối thứ 6
Giáo viên thực hiện: Nguyễn Văn Trung
Trang 23
Câu 2: (HK2-SĐN-THPT – Năm học 2015-2016) Trong thí nghiệm Y-âng về
giao thoa ánh sáng đơn sắc. Người ta đo được khoảng cách giữa 10 vân sáng liên
tiếp bằng 7,2 mm. Tại vị trí cách vân trung tâm 3,6 mm là vân
A. sáng bậc 4
B. tối thứ 4.
C. sáng bậc 5
D. tối thứ 5.
Câu 3: Trong thí nghiệm Iâng (Y-âng) về giao thoa ánh sáng, hai khe hẹp cách
nhau một khoảng a = 3 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan
sát là D = 1,5 m. Hai khe được chiếu bằng bức xạ có bước sóng λ = 0,5 μm. Trên
màn thu được hình ảnh giao thoa. Tại điểm M trên màn cách vân sáng trung tâm
1,25 mm có vân sáng (hay vân tối) thứ mấy kể từ vân trung tâm?
A.Vân sáng bậc 5.
B.Vân tối bậc 5.
C. Vân sáng bậc 4.
D. Vân tối bậc 4.
Câu 4: Trong thí nghiệm Iâng (Y-âng) về giao thoa ánh sáng, người ta đo được
khoảng cách từ vân sáng bậc 4 đến bậc 10 ở cùng một bên vân sáng trung tâm là
2,4 mm. Tại điểm M trên màn cách vân sáng trung tâm 2,2 mm có vân sáng (hay
vân tối) thứ mấy kể từ vân trung tâm?
A.Vân sáng bậc 5.
B.Vân tối thứ 5.
C. Vân sáng bậc 6.
D. Vân tối thứ 6.
Bài toán 5: Tính khoảng cách giữa hai vân bất kì
1. PHƯƠNG PHÁP GIẢI
Trường hợp 1: Hai vân cùng phía so với vân trung tâm
+ Khoảng cách giữa hai vân sáng: x = xsk xsk '
+ Khoảng cách giữa hai vân tối: x = xtk xtk '
+ Khoảng cách giữa vân sáng và vân tối: x = xsk xtk '
Trường hợp 2: Hai vân khác phía so với vân trung tâm
+ Khoảng cách giữa hai vân sáng: x = xsk xsk '
+ Khoảng cách giữa hai vân tối: x = xtk xtk '
+ Khoảng cách giữa vân sáng và vân tối: x = xsk xtk '
2. BÀI TẬP VÍ DỤ ÁP DỤNG
1. (TNPT-2011) Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, người ta dùng
ánh sáng đơn sắc có bước sóng 600 nm, khoảng cách giữa hai khe là 1,5mm,
khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 3 m. Trên màn,
khoảng cách giữa hai vân sáng bậc 5 ở hai phía của vân sáng trung tâm là
A. 9,6 mm.
B. 24,0 mm.
C. 6,0 mm.
D. 12,0 mm.
TÓM TẮT
a = 1,5 mm = 1,5.10-3 m
D=3m
λ = 600 nm = 6.10-7 m
x ?
Giáo viên thực hiện: Nguyễn Văn Trung
Trang 24
HƯỚNG DẪN GIẢI
Khoảng cách giữa hai vân sáng bậc 5 ở hai phía của vân sáng trung tâm là
D
6.10 7.3
5
5
5
x x s x s 2. x s 2.5i 10.
a
10.
1, 5.10 3
0, 012 m 12 mm
3. BÀI TẬP TƯƠNG TỰ
Câu 1: (CĐ-2014) Trong một thí nghiệm Y-âng về giao thoa với ánh sáng đơn
sắc, khoảng vân giao thoa trên màn là i. Khoảng cách từ vân sáng bậc 2 đến vân
sáng bậc 6 (cùng một phía so với vân trung tâm) là
A. 6i
B. 3i
C. 5i
D. 4i
Câu 2: (CĐKA+A1- 2013) Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa với ánh sáng
đơn sắc, khoảng vân trên màn quan sát là 1 mm. Khoảng cách giữa hai vân sáng
bậc ba bằng
A. 5 mm.
B. 6 mm.
C. 3 mm.
D. 4 mm.
Câu 3: (HK2-SĐN-THPT –Năm học 2013-2014) Trong thí nghiệm Y-âng về giao
thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe là 0,5 mm, khoảng cách từ mặt phẳng
chứa hai khe đến màn là 2 m. Sử dụng ánh sáng đơn sắc khoảng cách từ vân sáng
bậc 1 đến vân sáng bậc 5 ở cùng một bên vân sáng trung tâm là 8 mm. Giá trị bước
sóng bằng
A. 0,50 m
B. 0,58 m
C. 0,40 m
D. 0,67 m
Câu 4: (HK2-SĐN-GDTX –Năm học 2013-2014) Trong thí nghiệm Y-âng về
giao thoa ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,55 μm. Khoảng cách giữa hai khe sáng
là 1,2 mm. Trên màn quan sát khoảng cách từ vân sáng bậc 2 đến vân sáng bậc 5 ở
cùng một phía so với vân sáng trung tâm là 3,3 mm. Khoảng cách từ mặt phẳng 2
khe đến màn quan sát là :
A.5,5 mm
B. 1,2 m
C.1,1 m
D.2,4 m
Bài toán 6: Dịch chuyển hệ vân do dịch chuyển màn quan sát
1. PHƯƠNG PHÁP GIẢI
Ta có trước khi dịch chuyển màn là i
D
a
1
Nếu dịch chuyển màn ra xa thêm một đoạn D thì i '
Lập tỉ số (1) với (2) ta có:
D D
2
i ' D D
i
D
Nếu dịch chuyển màn lại gần thêm một đoạn D thì i '
Lập tỉ số (1) với (3) ta có:
a
D D
a
3
i ' D D
i
D
2. BÀI TẬP VÍ DỤ ÁP DỤNG
Câu 1: (HK2-SĐN-THPT–Năm học 2013-2014) Trong thí nghiệm Y-âng về giao
thoa ánh sáng, hai khe được chiếu bằng ánh sáng đơn sắc, khoảng cách giữa hai
khe là 1,2 mm. Khoảng vân trên màn quan sát đo được là 1 mm. Nếu tịnh tiến màn
quan sát ra xa mặt phẳng chứa hai khe thêm 50 cm thì khoảng vân trên màn lúc
này là 1,25 mm. Giá trị của là
A. 0,50 m .
B. 0,48 m .
C. 0,60 m .
D. 0,72 m .
Giáo viên thực hiện: Nguyễn Văn Trung
Trang 25