Bai giai de thi cuoi ki quang hoc 2016 lam

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN, ĐHQG-HCM

ĐỀ THI CUỐI KỲ
Học kỳ I – Năm học 2016-2017
Tên học phần:
Quang học
Thời gian làm bài: 90 phút
Ghi chú: Sinh viên không được phép sử dụng tài liệu khi làm bài.

MÃ LƯU TRỮ
(do phòng KT-ĐBCL ghi)

Mã HP: VLH041
Ngày thi: 06/01/2016

Câu 1 ( 3 điểm).
Trong một hệ thống cho vân tròn Newton, mặt cầu của thấu kính phẳng lồi được đặt
tiếp xúc với bản thủy tinh phẳng, khoảng không gian giữa thấu kính và bản thủy tinh là
không khí. Chiếu một chùm tia sáng đơn sắc bước sóng vuông góc với bản ta thấy độ chênh
lệch bình phương đường kính giữa hai vân tối liên tiếp là 0,125 cm 2 (). sẽ bằng bao nhiêu
nếu:
(a) Bước sóng ánh sáng thay đổi thành .
(b) Cho chất lỏng chiết suất 1.33 vào giữa thấu kính và bản thủy tinh.
(c) Bản thủy tinh được thay bằng thấu kính phẳng-lồi giống hệt với thấu kính phẳng lồi ban
đầu, giữa hai thấu kính là không khí.
Giả sử thấu kính và bản thủy tinh làm bằng vật liệu có chiết suất lớn hơn 1,33.
Giải
(a) Hiệu quang lộ trong trường hợp tổng quát khi giữa thấu kính và bản thủy tinh là môi
trường chiếu suất n=1,33.

Điều kiện cực tiểu giao thoa:

Tương đương:

Tương đương:
(1)
Ta lại có:
(2)
Từ (1) và (2) ta có:

Tương đương:

(Đề thi gồm 5 trang)

Họ tên người ra đề/MSCB: Nguyễn Thanh Lâm....................Chữ ký: ...............
Họ tên người duyệt đề:T.S.Huỳnh Trúc Phương....................Chữ ký:................

[Trang 1/5]


TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN, ĐHQG-HCM

ĐỀ THI CUỐI KỲ
Học kỳ I – Năm học 2016-2017

MÃ LƯU TRỮ
(do phòng KT-ĐBCL ghi)

Khi môi trường giữa thấu kính và bản thủy tinh là không khí, n=1:



Khi bước sóng ánh sáng thay đổi:

Vậy:


(b) Khi có chất lỏng chiết suất n:


(c) Bản thủy tinh được thay bằng thấu kính phẳng lồi:
Hiệu quang lộ trong trường hợp này:

Điều kiện cực tiểu giao thoa:

Tương đương:

Tương đương:
(3)
Ta lại có:
(2)
Từ (1) và (2) ta có:

Tương đương:

(Đề thi gồm 5 trang)

Họ tên người ra đề/MSCB: Nguyễn Thanh Lâm....................Chữ ký: ...............
Họ tên người duyệt đề:T.S.Huỳnh Trúc Phương....................Chữ ký:................

[Trang 2/5]

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN, ĐHQG-HCM

ĐỀ THI CUỐI KỲ
Học kỳ I – Năm học 2016-2017

MÃ LƯU TRỮ
(do phòng KT-ĐBCL ghi)


Vậy:

Câu 2 (2 điểm).
Một bản thạch anh dày 2 mm được cắt song song với quang trục và đặt vào giữa hai
Nicol bắt chéo nhau sao cho quang trục của bản hợp với mặt phẳng chính của các
Nicol một góc 450. Biết độ chênh lệch chiết suất giữa tia thường và tia bất thường đối với
những bước sóng trong khoảng 0,5 đến 0,6 là 0.0090.
a.Tìm những bước sóng nằm trong khoảng từ 0,5 đến 0,6 qua hệ nhiều nhất.
b.Nếu hai nicol đặt song song nhau và bản thạch anh vẫn đặt ở giữa hai nicol thì những
bước sóng nào trong khoảng từ 0,5 đến 0,6 qua hệ nhiều nhất.
Giải
a.Muốn các bước sóng đó qua được hệ thì thạch anh phải là bản ½ bước sóng đối với những
bước sóng đó, tức là chiều dày của nó thỏa mãn điều kiện:


Theo đề bài ta có:




Ứng với các bước sóng 0,59 , 0,57, 0,55 , 0,54 , 0,52 , 0,50 .
b.Muốn các bước sóng đó qua được hệ thì thạch anh phải là bản một bước sóng đối với
những bước sóng đó, tức là chiều dày của nó thỏa mãn điều kiện:


Theo đề bài ta có:



(Đề thi gồm 5 trang)

Họ tên người ra đề/MSCB: Nguyễn Thanh Lâm....................Chữ ký: ...............
Họ tên người duyệt đề:T.S.Huỳnh Trúc Phương....................Chữ ký:................

[Trang 3/5]


TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN, ĐHQG-HCM

ĐỀ THI CUỐI KỲ
Học kỳ I – Năm học 2016-2017

MÃ LƯU TRỮ
(do phòng KT-ĐBCL ghi)

Ứng với các bước sóng 0,6 , 0,58, 0,56 , 0,54 , 0,53 , 0,51 , 0,5
Câu 3 (2 điểm).
Một sợi dây vônfram có đường kính d1=0,1 mm được nối tiếp với sợi dây vônfram
khác có cùng độ dài. Chúng được đốt nóng trong chân không bằng một dòng điện. Sợi thứ
nhất có nhiệt độ T1=2000 K, sợi thứ hai có T2=3000 K. Tìm đường kính d2 của sợi thứ hai.

Giải
Ta thấy công suất do dòng điện cung cấp sẽ chuyển thành nhiệt phát xạ:

Trong đó r là điện trở, R là năng suất phát xạ toàn phần.
Tương đương:

Vậy:

Lập tỷ số nhiệt độ hai dây:




Đáp số:
Câu 4 ( 3 điểm).
Liệt kê 3 thành phần chính trong cấu trúc của laser. Trình bày nguyên tắc hoạt động
của hệ 3 mức.
Ba thành phần chính trong cấu trúc laser: Môi trường hoạt chất, buồng cộng hưởng,
hệ thống bơm.
Nguyên tắc hoạt động của hệ 3 mức:
Xét hệ ba mức năng lượng . Trong
đó là mức cơ bản, và là mức kích thích.
Nhờ bơm quang học với tần số thích hợp,
nguyên tử sẽ chuyển dời từ mức 1 lên mức
3. Để đảm bảo tần số ánh sáng bơm không
(Đề thi gồm 5 trang)

Họ tên người ra đề/MSCB: Nguyễn Thanh Lâm....................Chữ ký: ...............
Họ tên người duyệt đề:T.S.Huỳnh Trúc Phương....................Chữ ký:................

[Trang 4/5]


TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN, ĐHQG-HCM

ĐỀ THI CUỐI KỲ
Học kỳ I – Năm học 2016-2017

MÃ LƯU TRỮ
(do phòng KT-ĐBCL ghi)

quá đơn sắc, ta thường chọn mức 3 có độ rộng tương đối lớn (mức 3 có nhiều mức dao động
con).
Khi nguyên tử lên mức 3, chúng sẽ không ở lâu mà dịch chuyển nhanh sang mức
2 nằm gần đó, tại đây chúng không tự dịch chuyển về mức 1, vì mức 2 là mức siêu bền.
Xác suất dịch chuyển từ mức 2 về mức
1 là . Thời gian sống ở mức 2 là .
Hình 1. Mô hình hệ nguyên tử làm việc với 3
mức năng lượng.
Do vậy, bơm quang học đã làm
cho các nguyên tử tích lũy ở mức 2, từ
đó tạo mật độ đảo lộn ở hai mức 1 và 2 (N2>N1).
Trong chế độ làm việc này, đòi hỏi xác suất chuyển dời , bức xạ tự dịch chuyển
(tự phát) yếu.

(Đề thi gồm 5 trang)

Họ tên người ra đề/MSCB: Nguyễn Thanh Lâm....................Chữ ký: ...............
Họ tên người duyệt đề:T.S.Huỳnh Trúc Phương....................Chữ ký:................

[Trang 5/5]