Phân loại và hướng dẫn phương pháp giải bài tập trắc nghiệm phần sóng ánh sáng lớp 12 cơ bản

MỤC LỤC
PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ
I. Lý do chọn đề tài .............................................................................................. 2
II. Mục đích nghiên cứu của đề tài........................................................................2
III. Đối tượng nghiên cứu......................................................................................2
IV. Các phương pháp nghiên cứu..........................................................................2
V. Giới hạn về không gian của đối tượng nghiên cứu...........................................2
VI. Phạm vi và kế hoạch nghiên cứu.....................................................................2

PHẦN II. NỘI DUNG
I. Cơ sở của việc lựa chọn sáng kiến.....................................................................3
II. Nội dung đề
tài..................................................................................................3
II-1. Cơ sở lí thuyết....................................................................................3
II-2. Phân loại và phương pháp giải............................................................5
Dạng 1: Tán sắc ánh sáng .....………………………………….............….5
Dạng 2: Giao thoa ánh sáng đơn sắc…….................................................11
Dạng 3: Giao thoa với ánh sáng đa sắc, ánh sáng trắng…………....……23
III. Kết quả thực hiện: ……………………….....……………………..…….…35
PHẦN III: KẾT LUẬN
Kết luận…...……………………………………………………………………36
Nhận xét của tổ chuyên môn, Hội đồng nhà trường……………………………37
Phiếu đăng kí viết Sáng kiến kinh nghiệm……………………………………..38
Tài liệu tham khảo….……….……………………………...…………………. 39

1


PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ
I. Lý do chọn đề tài
Trong các đề thi ĐH – CĐ môn Vật lí, nội dung kiến thức thuộc chương

Sóng ánh sáng chiếm tỉ lệ không nhỏ, khoảng từ 6 đến 8 câu. Trong quá trình
hướng dẫn ôn tập cho học sinh ngoài ôn tập về lí thuyết thì việc hướng dẫn học
sinh giải bài tập là không thể thiếu.Hơn nữa việc phân loại các dạng bài toán và
tìm phương pháp giải cho mỗi dạng là rất cần thiết. Thông qua đó không chỉ
trang bị và củng cố kiến thức cho các em học sinh , mà còn rèn luyện kỹ năng để
giúp các em có thể giải nhanh, chính xác các bài toán thuộc chủ đề này trong các
bài thi trắc nghiệm từ đó có thể đạt điểm cao trong kì thi Đại học – Cao đẳng
Xuất phát từ những lý do nói trên nên tôi chọn đề tài “ Phân loại và
hướng dẫn phương pháp giải bài tập trắc nghiệm phần sóng ánh sáng lớp 12
cơ bản” để giúp học sinh ôn tập tốt chương này trong quá trình ôn thi ĐH –
CĐ.
II. Mục đích nghiên cứu của đề tài.
Phân dạng bài tập cho học sinh dễ học và có phương pháp giải nhanh,
chính xác các bài tập trong chương Sóng ánh sáng – Vật lí lớp 12 – cơ bản.
III. Đối tượng nghiên cứu.
Giáo viên nhóm vật lí và học sinh lớp 12A1,2,5 trường THPT Triệu Thái
IV. Các phương pháp nghiên cứu.
Đề tài sử dụng các phương pháp
- Phân tích, nghiên cứu các tài liệu liên quan đến đề tài.
- Điều tra thực tiễn.
- Thực nghiệm, đối chứng……..
V. Giới hạn về không gian của đối tượng nghiên cứu.
VI. Phạm vi và kế hoạch nghiên cứu.
- Phạm vi đề tài áp dụng trong quá trình giảng dạy chương Sóng ánh sáng.
- Thực nghiệm và đối chứng ở các lớp 12A1, 12A2,12A5 trường THPT
Triệu Thái năm học 2017 - 2018.Trong đó lớp thực nghiệm 12A1,2 lớp đối
chứng 12A5.
- Thời gian nghiên cứu từ tháng 9 năm 2017 đến tháng 5 năm 2018.

2

Phần II. NỘI DUNG
I- Cơ sở của việc lựa chọn sáng kiến
1. Cơ sở lí luận:
Để nâng cao chất lượng giáo dục thì việc đổi mới phương pháp dạy học là
rất cần thiết.Trong quá trình đổi mới phải lấy học sinh làm trung tâm. Để thúc
đẩy quá trình nhận thức, phát triển tư duy sáng tạo, rèn luyện kĩ năng tự học cho
học sinh thì việc tìm tòi và sử dụng phương pháp dạy học phù hợp là rất cần
thiết.Vì khi có phương pháp dạy học khoa học sẽ kích thích sự hứng thú học tập
của học sinh, từ đó mang lại hiệu quả cao trong quá trình dạy học.
2. Cơ sở thực tiễn:
Hình thức kiểm tra đánh giá, thi ĐH - CĐ môn Vật lí là trắc nghiệm, đòi
hỏi học sinh không những phải hiểu sâu rộng kiến thức mà còn phải có phương
pháp giải nhanh, chính xác các bài toán Vật lí.Vì vậy trong quá trình giảng dạy
việc phân dạng và đưa ra phương pháp giải nhanh cho học sinh là rất cần thiết.
II. Nội dung đề tài
II -1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
1. Tán sắc ánh sáng
- Chiếu một chùm sáng trắng song song hẹp vào lăng kính, kết quả là
chùm sáng không những bị lệch về phía đáy lăng kính mà còn bị phân tách ra
thành nhiều chùm sáng đơn sắc có màu biến thiên liên tục từ đỏ đến tím.Hiện
tượng này gọi là hiện tượng tán sắc ánh sáng.
- Nguyên nhân chính của hiện tượng tán sắc ánh sáng là do:
Thứ nhất: Ánh sáng trắng là tập hợp của vô số các ánh sáng đơn sắc có màu
biến thiên liên tục từ đỏ đến tím.
Thứ hai: Chiết suất của môi trường trong suốt ( lăng kính) đối với các ánh
sáng có màu khác nhau là khác nhau, nhỏ nhất với ánh sáng màu đỏ, lớn nhất
với ánh sáng màu tím.
3

2.Giao thoa ánh sáng
- Khi hai chùm sáng kết hợp gặp nhau chúng sẽ giao thoa với nhau cho
hình ảnh vân sáng, vân tối xen kẽ.
- Thực hiện giao thoa với ánh sáng trắng thì thu được một vạch sáng trắng
chính giữa, xung quanh có dải màu như màu sắc cầu vồng.
- Giao thoa là bằng chứng thực nghiệm khẳng định ánh sáng có tính chất
sóng.
- Mỗi ánh sáng đơn sắc đều có một tần số và màu sắc xác định.
- Một ánh sáng trong chân không có bước sóng λ thì trong môi trường có
chiết suất n sẽ có bước sóng là λ ' =

λ
n

4


II- 2. PHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI
DẠNG 1- TÁN SẮC ÁNH SÁNG
A. Tóm tắt lí thuyết
- Định luật khúc xạ ánh sáng:
n
sin i
n
n
v
= n21 = 2 = kx với 2 = 1
sin r

n1 nt
n1 v2

- Hiện tượng phản xạ toàn phần
Điều kiện để có phản xạ toàn phần:
Ánh sáng đị từ môi trường chiết quang hơn ra môi trường kém chiết
n
>
quang( 1 n2 )
Góc tới lớn hơn hoặc bằng góc giới hạn phản xạ toàn phần i ≥ igh
n

2
Trong đó : sin igh = n
1
- Lăng kính:

 sini1 = nsinr1
 sini = nsinr
 2
2

A
=
r
+
r
1
2


 D = i1 + i2 − A

- Khi góc tới i và A đều nhỏ thì D = (n-1)A
- Khi góc lệch là cực tiểu D = Dmin thì tia ló và tia tới đối xứng nhau qua mặt
phân giác của góc chiết quang . Khi đó
i1 = i 2 = i m
r1 = r2 = A/2
Dmin = 2im - A
sin

Dmin + A
A
= nsin
2
2

Tiêu cự - Độ tụ của thấu kính
- Tiêu cự là trị số đại số f của khoảng cách từ quang tâm O đến các tiêu điểm
chính với quy ước:
f > 0 với thấu kính hội tụ.
f < 0 với thấu kính phân kì.

(|f| = OF = OF’)

- Khả năng hội tụ hay phân kì chùm tia sáng của thấu kính được đặc trưng bởi
độ tụ D xác định bởi :
D=

1
1

1
= (n − 1)  + 
f
 R1 R2 

(f : mét (m); D: điốp (dp))

Với quy ước: R > 0 : mặt cầu lồi.
5


R < 0 : mặt cầu lõm.
R = ∞: mặt phẳng.
B . Các dạng bài tập và phương pháp giải:
Ví dụ 1: Một cái bể sâu 1,5m chứa đầy nước. Một tia sáng Mặt Trời rọi vào mặt
nước bể dưới góc tới i, có tani = 4/3. Biết chiết suất của nước đối với ánh sáng
đỏ và ánh sáng tím lần lượt là nđ = 1,328 và nt = 1,343. Bề rộng của quang phổ
do tia sáng tạo ra ở đáy bể bằng:
A. 19,6mm.
B. 14,64mm.
C. 12,86mm.
D. 16,99mm.
Hướng dẫn giải
4
3

+ tan i = ⇒ i = 53,130
+ Áp dụng định luật khúc xạ tại I:
sin 53,130 = nd sin rd = nt sin rt
⇒ sin rd =

I

sin 53,130
⇒ rd = 37, 040
1,328

sin 53,130
⇒ rt = 36,560
1,343
+ Độ rộng của vệt sáng: DT = OD − OT = h ( tgrd − tgrt )
sin rt =

T

H

Đ

= 1500 ( tan 37, 040 − tan 36,560 ) = 19, 6 ( mm ) .

ĐS: DT = 19, 6 ( mm ) Chọn đáp án A
Ví dụ 2: Trong một thí nghiệm người 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 phương
vuông góc với mặt phẳng phân giác của góc chiết quang. Sử dụng ánh sáng
vàng, chiết suất của lăng kính là 1,65 thì góc lệch của tia sáng là
A. 4,00.
B. 5,20.
C. 6,30.
D. 7,80.

Hướng dẫn giải
Vì A < 100 ⇒ i < 100
ADCT: D = (n-1)A =( 1,65 – 1)*8 = 5,20
Chọn đáp án B
Ví dụ 3: Chiếu một tia sáng trắng tới vuông góc với mặt bên của một lăng kính
có góc chiết quang A = 40. Chiết suất của lăng kính đối với ánh sáng đỏ và ánh
sáng tím lần lượt là nđ = 1,643 và nt = 1,685. Góc giữa các tia ló màu đỏ và màu
tím là
A. 1,66rad.
B. 2,93.103 rad.
C. 2,93.10-3rad.
D.3,92.10-3rad.
Hướng dẫn giải

A

Tia sáng tới vuông góc với mặt bên
của lăng kính sẽ truyền thẳng, khi tới
mặt bên thứ hai dưới góc tới i = A
6
T

Đ


Do góc A nhỏ nên góc i cũng nhỏ,ta áp
dụng công thức gần đúng:
nt .i = rt ; nd .i = rd

Góc giữa các tia ló màu đỏ và màu tím là

∆r = rt − rd = (nt − nd ).i = (nt − nd ). A = 2,93.10 −3 rad

=> Chọn đáp án C
Ví dụ 4: Một lăng kính thủy tinh có góc chiết quang A= 5 0, được coi là nhỏ, có
chiết suất đối với ánh sáng đỏ và tím lần lượt là n đ = 1,578 và nt = 1,618. Cho một
chùm sáng trắng hẹp rọi vào mặt bên của lăng kính theo phương vuông góc với
mặt phẳng phân giác của góc chiết quang. Góc tạo bởi tia đỏ và tia tím sau khi ló ra
khỏi lăng kính là
A. 0,3o.
Hướng dẫn giải

B. 0,5o.

C. 0,2o.

D. 0,12o.
A

Tia sáng đi vuông góc với mặt phân giác
của góc chiết quang A nên góc i nhỏ( i =
ADCT: D = (n − 1). A ta có:

A
).
2

Dt = (nt − 1). A; Dd = (nd − 1). A

Đ

Góc lệch giữa tia đỏ và tia tím sau khi qua lăng kính là:
D = Dt − Dd = (nt − nd ). A = 0, 20

T

 Chọn C

Ví dụ 5: Một lăng kính có góc chiết quang nhỏ A = 6 0 và có chiết suất n = 1,62
đối với màu lục. 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 M, song song với mặt phẳng phân giác
của góc A và cách nó 1m có hai vết sáng màu lục.
a. Tính khoảng cách giữa hai vết sáng đó ?
A. 5,6cm.
B. 5,6mm.
C. 6,5cm.
D. 6,5mm.
b. Nếu chùm tia sáng nói trên là chùm ánh sáng trắng, với chiết suất của
chất làm lăng kính đối với ánh sáng đỏ và tím lần lượt là nđ = 1,61 và nt = 1,68
thì chiều rộng của quang phổ liên tục trên màn là bao nhiêu?
A. 0,73cm.
B. 0,73mm.
C. 0,37cm.
D. 0,37mm.
Hướng dẫn giải
a. Vì góc A,i nhỏ nên ADCT
D = (n − 1). A

A

d
L
x
L

Từ hình vẽ: x = d .tan D ≈ (n − 1). Arad .d
7


Thay số ta được x ≈ 6,5cm

Chọn C

A

d

b. Từ hình vẽ ta thấy :

xd

∆x = xt − xd

xt

Đ

Theo kết quả phần a ta có :
∆x = xt − xd = (nt − nd ). Arad .d

T

Thay số ta được

∆x ≈ 0, 73cm => chọn A

Ví dụ 6(ĐH 2011): Chiếu từ nước ra không khí một chùm tia sáng song song rất
hẹp (coi như một tia sáng) gồm 5 thành phần đơn sắc: tím, lam, đỏ, lục, vàng.
Tia ló đơn sắc màu lục đi là là mặt nước (sát với mặt phân cách giữa hai môi
trường). Không kể tia đơn sắc màu lục, các tia ló ra ngoài không khí là các tia
đơn sắc màu:
A. lam, tím.
B. đỏ, vàng, lam. C. đỏ, vàng.
D. tím, lam, đỏ.
Hướng dẫn giải
Theo bài, tia ló màu lục đi là là mặt nước
khi đó góc tới i của các tia sáng bằng
góc giới hạn phản xạ toàn phần của tia lục
1
n
< i = ighluc < ighv < ighd

Mặt khác: sin igh = ; nd < nv < nluc < nl < nt
⇒ ight < ighl

Lục
i

Như vậy, ngoài tia màu lục,các tia ló ra ngoài không khí là tia màu đỏ và vàng

 Chọn C
Ví dụ 7: Một thấu kính hội tụ có hai mặt cầu, bán kính cùng bằng 20cm. Chiết
suất của thấu kính đối với tia tím là 1,69 và đối với tia đỏ là 1,60, đặt thấu kính
trong không khí. Độ biến thiên độ tụ của thấu kính đối tia đỏ và tia tím là
A. 46,1dp.
B. 64,1dp.
C. 0,46dp.
D. 0,9dp.
Hướng dẫn giải
ADCT:
1
1
1
= (n − 1)  + 
f
 R1 R2 
Thay số: Dt = 6,9dp; Dd = 6dp
D=

⇒ ∆D = Dt − Dd = 0,9dp

 Chọn D

8


Ví dụ 8: Chiếu vào mặt bên của một lăng kính có góc chiết quang A=60o một
chùm ánh sáng trắng hẹp. Biết góc lệch của tia màu vàng đạt giá trị cực tiểu.
Tính góc lệch của tia màu tím. Biết chiết suất của lăng kính đối với ánh sáng
vàng bằng 1,52 và ánh sáng tím bằng 1,54

A. 40,720

B. 51,2o

C. 60o

D. 29,6o

Hướng dẫn giải
Góc lệch của tia màu vàng đạt giá trị cực tiểu:
sin i = nv sin

A
⇒ i = 49, 460
2

Tia tím đến lăng kính dưới góc tới bằng góc tới của tia vàng
i1t = i = 49, 460
sin i1t = nt sin r1t ⇒ r1t = 29,57 0
r2t = A − r1t = 30, 430
sin i2t = nt sin r2t ⇒ i2t = 51, 250

Góc lệch của tia tím: D = i1t + i2t − A ; 40, 720
=> Chọn A
C. Bài tập vận dụng
Câu 1: Góc chiết quang của lăng kính bằng 80. Chiếu một tia sáng trắng vào mặt
bên của lăng kính, theo phương vuông góc với mặt phẳng phân giác của góc
chiết quang. Đặt một màn quan sát, sau lăng kính, song song với mặt phẳng
phân giác của lăng kính và cách mặt phân giác này một đoạn 1,5m. Chiết suất
của lăng kính đối với tia đỏ là n đ = 1,50 và đối với tia tím là nt = 1,54. Độ rộng

của quang phổ liên tục trên màn quan sát bằng
A. 7,0mm.
B. 8,4mm.
C. 6,5mm.
D. 9,3mm.
Câu2:(ĐH 2009) Chiếu xiên một chùm sáng hẹp gồm hai ánh sáng đơn sắc là
vàng và lam từ không khí tới mặt nước thì
A. chùm sáng bị phản xạ toàn phần.
B. so với phương tia tới, tia khúc xạ vàng bị lệch ít hơn tia khúc xạ lam.
C. tia khúc xạ chỉ là ánh sáng vàng, còn tia sáng lam bị phản xạ toàn phần.
D. so với phương tia tới, tia khúc xạ lam bị lệch ít hơn tia khúc xạ vàng.
Câu 3: Cho một lăng kính có góc chiết quang A đặt trong không khí. Chiếu
chùm tia sáng hẹp gồm ba ánh sáng đơn sắc: da cam, lục, chàm, theo phương
vuông góc mặt bên thứ nhất thì tia lục ló ra khỏi lăng kính nằm sát mặt bên thứ
hai. Nếu chiếu chùm tia sáng hẹp gồm bốn ánh sáng đơn sắc: đỏ, lam, vàng, tím
vào lăng kính theo phương như trên thì các tia ló ra khỏi lăng kính ở mặt bên thứ
hai:
A. chỉ có tia màu lam.
B. gồm hai tia đỏ và vàng.
C. gồm hai tia vàng và lam.
D. gồm hai tia lam và tím.
9


Câu 4(ĐH 2011): Một lăng kính có góc chiết quang A = 6 0 (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 n đ = 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.
0
Câu 5: Một lăng kính có góc chiết quang A = 30 và có chiết suất n = 1,62 đối
với màu lục. Chiếu một chùm tia sáng trắng song song, hẹp tới mặt bên dưới góc
tới i = 450. Biết chiết suất của lăng kính đối với tia sáng màu vàng là n v = 1,52.
Góc lệch của tia sáng màu vàng so với tia sáng màu lục là:
A. 4,280
B. 20
C. 30
D. 7,720
Câu 6: Một lăng kính thuỷ tinh có góc chiết quang A = 80. Chiết suất của thuỷ
tinh làm lăng kính đối với ánh sáng màu đỏ và ánh sáng màu tím lần lượt là n đ =
1,6444 và nt = 1,6852. Chiếu một chùm ánh sáng trắng rất hẹp, coi như một tia
sáng, vào mặt bên của lănh kính theo phương vuông góc với mặt đó. Góc tạo bởi
tia ló màu đỏ và màu tím là
A. 0,057rad.
B. 0,57rad.
C. 0,0057rad.
D. 0,0075rad.
Câu 7: Một thấu kính thuỷ tinh, có hai mặt cầu lồi giống nhau, bán kính mỗi
mặt bằng 20cm. Chiết suất của thấu kính đối với tia đỏ là nđ = 1,50 và đối với tia
tím là nt = 1,54. Khoảng cách giữa tiêu điểm đối với tia đỏ và tiêu điểm đối với
tia tím bằng bao nhiêu ?
A. 1,60cm.
B. 1,48cm.

C. 1,25cm.
D. 2,45cm.
Câu 8: Chiếu một tia sáng trắng vào mặt bên của một lăng kính có tiết diện
thẳng là tam giác đều sao cho tia tím có góc lệch cực tiểu. Chiết suất của lăng
kính đối với tia tím là nt=√3. Để cho tia đỏ có góc lệch cực tiểu thì góc tới phải
giảm 150 . Chiết suất của lăng kính đối với tia đỏ có giá trị gần nhất là
A. 1,4792
B. 1,5361
C. 1,4355
D. 1,4142

10


Dạng 2- GIAO THOA ÁNH SÁNG ĐƠN SẮC:

S1

S

S2

A

d1
d2
D

x
O

E

A.Tóm tắt lí thuyết
Vị trí vân sáng bậc k : x = k

λD
(k = 0; ±1; ±2....) (1)
a
1 λD
(k = 0; ±1; ±2....)
2 a

Vị trí vân tối thứ k+1: x = (k + )
Khoảng vân:

i=

λD
a

(2)

(3)

Chú ý: Trong phần giải bài tập giao thoa ánh sáng,để tính toán thuận tiện và cho
kết quả nhanh chúng ta quy ước đơn vị của các đại lượng tương ứng như sau:
Các đại lượng: a,x,i đơn vị là mm
Các đại lượng: e, λ đơn vị là µ m
Đại lượng D đơn vị là m.
B. Các dạng bài tập và phương pháp giải

2.1-Xác định vị trí vân sáng,vân tối,khoảng vân
Phương pháp ADCT (1) hoặc (2) hoặc(3)
Ví dụ 1: Khoảng cách giữa hai khe và khoảng cách từ màn ảnh đến hai khe
trong thí nghiệm giao thoa Young là: a = 2mm và D = 2m. Chiếu bằng ánh sáng
đơn sắc có bước sóng là 0,64µm thì vân tối thứ 3 cách vân sáng trung tâm một
khoảng là:
A. 1,6mm.
B. 1,2mm.
C. 0,64mm.
D. 6,4mm.
Hướng dẫn giải
1 λD
2 a

ADCT x = (k + )

Thay k = 3 - 1 = 2 vào ta được: x = 1,6mm => Chọn A
11


Ví dụ 2: Thực hiện giao thoa ánh sáng bằng khe Young với ánh sáng đơn sắc có
bước sóng 0,400µm. Khoảng cách giữa hai khe là 2mm, từ hai khe đến màn là
1m. Khoảng cách từ vân sáng bậc 9 đến vân sáng trung tâm là:
A. 1,8mm.
B. 3,6mm.
C. 1,4mm.
D. 2,8mm.
Hướng dẫn giải
ADCT x = k

λD
a

Thay k = 9 vào ta được x = 1,8mm => Chọn A
2.2- Xác định tính chất của vân giao thoa tại một điểm trên màn
Phương pháp: Giả sử điểm M cách vân trung tâm một khoảng x
- Lập tỉ số :

x
=n
i

- Nếu n là số nguyên

⇒ M thuộc vân sáng bậc k = n

- Nếu n là số bán nguyên (n = k +

1
) ⇒ M thuộc vân tối thứ k + 1
2

Ví dụ 3: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng các khe sáng được chiếu bằng
ánh sáng đơn sắc λ = 0,5 µ m, khoảng cách giữa 2 khe là 0,2mm khoảng cách từ
2 khe tới màn là 80cm. Điểm M cách vân trung tâm 0,7cm thuộc:
A. vân sáng bậc 4.
B. vân sáng bậc 3.
C. vân tối thứ 3.
D. vân tối thứ 4.
Hướng dẫn giải

ADCT i =
Lập tỉ số

λD
= 2mm
a
x 7
= = 3,5 => tại M có vân tối thứ 4 => Chọn D
i 2

2.3- Xác định khoảng cách giữa hai vân giao thoa
Phương pháp
Tìm khoảng cách từ vân giao thoa 1 đến vân trung tâm: x1
Tìm khoảng cách từ vân giao thoa 2 đến vân trung tâm:: x 2
Nếu hai vân ở cùng phía đối với vân trung tâm thì khoảng cách giữa hai vân:
∆x = x1 − x2

Nếu hai vân ở khác phía so với vân sáng trung tâm thì khoảng cách giữa hai vân:
∆x = x1 + x2

12


Ví dụ 4: Thực hiện giao thoa ánh sáng bằng khe Young với ánh sáng đơn sắc có
bước sóng 0,400µm. Khoảng cách giữa hai khe là 2mm, từ hai khe đến màn là
1m. Khoảng cách giữa 2 vân sáng bậc 9 ở hai bên của vân sáng trung tâm là:
A. 3,4mm.
B. 3,6mm.
C. 3,8mm.
D. 3,2mm.

Hướng dẫn giải
λD
a
0, 4.1
= 1,8mm
Ta có x1 = x2 = 9
2

ADCT x = k

Vì hai vân ở khác phía so với vân trung tâm nên: ∆x = x1 + x2 = 3, 6mm
=> Chọn B
Ví dụ 5: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng bằng khe Young. Cho biết S 1S2 =
a = 1 mm, khoảng cách giữa hai khe S 1S2 đến màn E là 2m, bước sóng ánh sáng
là λ = 0,5µm. Khoảng cách từ vân tối 3 đến vân sáng bậc 7 ở cùng phía với vân
trung tâm là:
A. 4 mm.
B. 4,5 mm.
C. 10 mm.
D. 7 mm.
Hướng dẫn giải
ADCT :

1 λD
x = (k + )
⇒ x1 = 2,5mm
2 a

ADCT :

x=k

λD
⇒ x2 = 7 mm
a

Vì hai vân nằm cùng một phía so với vân trung tâm nên ∆x = x1 − x2 = 4,5mm
=> Chọn B
2.4- Tìm số vân sáng,vân tối trên đoạn MN:
Phương pháp
Xét các trường hợp
Trường hợp 1: MN đối xứng qua vân trung tâm
- Lập tỉ số

MN
= n + ∆n(n ∈ N )
i

- Số vân sáng: N s = 2n + 1
- Số vân tối : Nt = 2n nếu ∆n < 0,5
N t = 2n + 2 nếu

∆n ≥ 0,5

Trường hợp 2: M,N không đối xứng so với vân trung tâm( giả sử xM < xN )
- Số vân sáng là số giá trị nguyên của K thỏa mãn
xM ≤ ki ≤ xN

13

- Số vân tối là số giá trị nguyên của k thỏa mãn
1
xM ≤ (k + )i ≤ xN
2

Lưu ý: M,N ở cùng phía so với vân trung tâm thì xM , xN cùng dấu.
M,N ở khác phía so với vân trung tâm thì xM , xN trái dấu.
Ví dụ 6: Trong một thí nghiệm về Giao thoa anhs sáng bằng khe I âng với ánh
sáng đơn sắc λ = 0,7 µ m, khoảng cách giữa 2 khe s 1,s2 là a = 0,35 mm, khoảng
cách từ 2 khe đến màn quan sát là D = 1m, bề rộng của vùng có giao thoa là 13,5
mm. Số vân sáng, vân tối quan sát được trên màn là:
A: 7 vân sáng, 6 vân tối;

B: 6 vân sáng, 7 vân tối.

C: 6 vân sáng, 6 vân tối;

D: 7 vân sáng, 7 vân tối.

Hướng dẫn giải
Khi bài cho bề rộng trường giao thoa tức là MN đối xứng qua vân trung tâm.Áp
dụng phương pháp giải của trường hợp 1 ta có:
i=

λD
= 2mm
a

Lập tỉ số:

13,5
= 3,375
2.2

Số vân sáng N s = 2n + 1 = 7
Số vân tối Nt = 2n = 6
=> Chọn A
Ví dụ 7: Trong thí nghiệm giao thoa Young đối với ánh sáng đơn sắc, người ta
đo được khoảng vân là 1,12mm. Xét hai điểm M và N trên màn, cùng ở một
phía với vân trung tâm O có OM = 5,7 mm và ON = 12,9 mm. Số vân sáng
trong đoạn MN là:
A. 6.
B. 5.
C. 7.
D. 8.
Hướng dẫn giải
Bài cho M,N ở cùng một phía với vân trung tâm nên áp dụng phương pháp giải
của trường hợp 2 ta có
5, 7 ≤ 1,12k ≤ 12,9 ⇒ k = 6, 7.....,11

Như vậy có 6 giá trị nguyên của k => có 6 vân sáng trên MN => Chọn A
Ví dụ 8: Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng, khoảng cách hai khe là
0,5mm, từ hai khe đến màn giao thoa là 2m. Bước sóng của ánh sáng trong thí
nghiệm là 4,5.10− 7m. Xét điểm M ở bên phải và cách vân trung tâm 5,4mm;
14


điểm N ở bên trái và cách vân trung tâm 9mm. Từ điểm M đến N có bao nhiêu
vân sáng?

A. 8.
B. 9.
C. 7.
D. 10.
Hướng dẫn giải
i=

λD
= 1,8mm
a

Bài cho M,N ở khác phía với vân trung tâm nên áp dụng phương pháp giải của
trường hợp 2 ta có
−5, 4 ≤ 1,8k ≤ 9 ⇒ k = −3, −2.....,5

Như vậy có 9 giá trị nguyên của k => có 9 vân sáng trên MN => Chọn B
2.5- Dịch chuyển màn quan sát theo phương vuông góc với mặt phẳng chứa
hai khe
Phương pháp
i=

- Khi chưa dịch chuyển
- Khi dịch chuyển
- Lập tỉ số

λD
a

λ D'
i =

a
'

i D
=
i' D'

Nếu màn dịch lại gần mặt phẳng chứa hai khe: D giảm => khoảng vân giảm.
Nếu màn dịch ra xa mặt phẳng chứa hai khe: D tăng => khoảng vân tăng.
Ví dụ 9. Trong thí nghiệm Yâng, tại điểm M trên màn có vân sáng bậc 5. Dịch
chuyển màn 30cm thì tại M trở thành vân tối thứ 7. Khoảng cách từ hai khe đến
màn trước khi dịch chuyển là:
A. 1,0m
B. 1,3m
C. 1,8m
D. 2,3 m
Hướng dẫn giải
- Ban đầu tại M có vân sáng bậc 5: xM = 5

λD
(1)
a

λ D'
- Dịch chuyển màn thì tại M có vân tối thứ 7: xM = 6,5
a
'
'
Do đó D < D ⇒ D = D − 0,3
Từ (1) và (2) ta có: 5D = 6,5( D − 0,3) ⇔ D = 1,3m

(2)

=> Chọn B

15


2.6- Thực hiện giao thoa trong môi trường chiết suất n
Gọi λ là bước sóng ánh sáng đơn sắc trong chân không, λ' là bước sóng
ánh sáng trong môi trường chiết suất n. Ta có λ' =

λ
n

( tần số sóng và màu sắc

ánh sáng không thay đổi )
λ' D i
= Khoảng vân: i =
a
n
'

⇒ bước sóng λ và khoảng vân i giảm n

lần.
Ví dụ 10: Một sóng ánh sáng đơn sắc có bước sóng trong không khí bằng
0,6μm. Bước sóng của ánh sáng đơn sắc này trong nước (n = 4/3) là:

A. 0,8μm.
B. 0,45μm.
C. 0,75μm.
D. 0,4μm.
Hướng dẫn giải
ADCT:

λ' =

λ 0, 6
=
= 0, 45µ m
4
n
3

 Chọn B

Ví dụ 11: Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng được thực hiện trong
không khí, 2 khe S1 và S2 được chiếu bằng ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ .
Khoảng vân đo được là 1,2mm. Nếu thí nghiệm được thực hiện trong một chất
lỏng thì khoảng vân là 1mm. Chiết suất của chất lỏng là:
A. 1,33.
B. 1,2.
C. 1,5.
D. 1,7.
Hướng dẫn giải
i
n

ADCT: i ' = ⇒ n =

i
= 1, 2
i'

=> Chọn B
2.7- Độ dịch chuyển của hệ vân giao thoa khi nguồn S dịch chuyển theo
phương song song với mặt phẳng chứa hai khe
Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng , ban đầu khe S phát ra ánh sáng đơn
sắc có bước sóng λ được đặt song song và cách đều hai khe S1 và S2. Cho S1S2 =
a vân giao thoa được hứng trên màn E sau hai khe S 1 và S2 khoảng D. Khoảng
các từ S đến màn chứa S1 và S2 là d.
Cho S dịch chuyển theo phương song song với mặt phẳng chứa hai khe,về
phía S1 một đoạn y.
Xét điểm O’ cách O khoảng x
Hiệu quang trình:

y

S r1 S 1
r2
d

S2

d1
d2
D

O
O’

16


δ d = d 2 + r2 − (d1 + r1 ) = d 2 − d1 + (r2 − r1 )

Ta có

⇒δd =

d 2 − d1 =

ax
D

r2 − r1 =

ay
d

a.x a. y
+
D
d

Tại O’ có vân sáng khi

δ d = kλ ⇒ x = k

λ D yD
−
a
d

Vân trung tâm ứng với k = 0 suy ra x0 = −

yD
d

Như vậy vân trung tâm đã dịch chuyển một đoạn x0 và ngược chiều dịch chuyển
của nguồn S.Khoảng vân không thay đổi.
2.8- Độ dịch chuyển của hệ vân giao thoa khi có bản mặt song song
Khi chắn khe S1 bằng bản mặt song song bề dày e, chiết suất n thì vân
trung tâm dịch đến O’ cách O khoảng x0

e

Do quãng đường ánh sáng truyền qua bản mặt

S1

được kéo dài một lượng e(n-1) nên quãng đường ánh
sáng truyền từ S1 đến O’ là:

O
’
x0

d1
d2

O
S2

d1’ = d1+ e(n-1)
Quãng đường ánh sáng truyền từ S2 đến O’ là: d2’ = d2
Hiệu quang trình:
δ d = d 2' − d1' = d 2 − d1' =

ax
− (n − 1) e
D

Tại O’ có vân sáng khi δ d = k λ ⇒ x = k

λ D (n − 1)eD
+
a
a

Vị trí vân trung tâm ứng với k = 0 ⇔ x0 =

(n − 1)eD
a

Vậy hệ vân đã dời về phía S1( phía đặt bản mặt) một đoạn x0. Khoảng vân không
thay đổi.
Ví dụ 12: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng với khe Iâng, đặt nguồn sáng S

trên trung trực của hai khe S1 , S 2 cách mặt phẳng S1 S 2 một đoạn d = 0,5m,
nguồn S phát ra ánh sáng đơn sắc λ = 0,6µm . Màn quan sát E đặt vuông góc với
đường trung trực của S1 S 2 ,
cách S1 S 2 một đoạn D = 1,5m. Khoảng cách giữa hai khe S1 , S 2 là a = 1mm.
17


a) Nếu khe S1 được che bởi một bản thủy tinh , có bề dày e = 4µm , chiết suất n
= 1,5 thì hệ vân dịch một đoạn bao nhiêu, về phía nào?
b) Nếu di chuyển nguồn S theo phương song song với S1 S 2 , về phía S1 một
đoạn
y = 2mm thì hệ vân dịch một đoạn bao nhiêu, về phía nào?
Hướng dẫn giải :
a) Khi khe S1 được che bởi bản thủy tinh thì hệ vân trên màn E theo phía S1 một
đoạn:
OO ' = x0 =

D
1,5
e( n − 1) =
.4.(1,5 − 1) = 3(mm)
a
1

b) Di chuyển nguồn S theo phương song song với S1 S 2 , về phía S1 thì hệ vân
dịch về phía S 2 một đoạn:

OO ' = x0 =

Dy 1,5.2

=
= 6(mm)
d
0,5

C. Bài tập vận dụng
Câu 1. Trong thí nghiệm Iâng về giao thoa ánh sáng đơn sắc, khoảng cách giữa
hai khe sáng là 2mm, khoảng cách từ hai khe đến màn quan sát là 2m, bước
sóng ánh sáng là 0,6 µ m . Xét hai điểm M và N ( ở hai phía đối với O) cách O lần
lượt là 3,6 mm và 5,4 mm. Trong khoảng giữa M và N (không tính M, N) có bao
nhiêu vân tối:
A. 13 vân tối
B. 14 vân tối
C. 15 vân tối
D. Một giá trị khác
Câu 2. Trong thí nghiệm giao thoa khe I-âng, khoảng cách hai khe đến màn là
D1 khi dời màn sao cho màn cách hai khe 1 khoảng D 2 thì khi này vân tối thứ n1 trùng với vân sáng thứ n của hệ ban đầu. Xác định tỉ số D1/D2
A.

2n − 3
2n

B.

2n − 1
2n

C.

2n

2n − 1

D.

2n
2n − 3

Câu3(ĐH 2011). 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 0,6 mm. Khoảng vân
trên màn quan sát đo được là 1 mm. Từ vị trí ban đầu, nếu tịnh tiến màn quan sát
một đoạn 25 cm lại gần mặt phẳng chứa hai khe thì khoảng vân mới trên màn là
0,8 mm. Bước sóng của ánh sáng dùng trong thí nghiệm là
A. 0,64 µm

B. 0,50 µm

C. 0,45 µm

D. 0,48 µm

Câu 4. Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng trong không khí với ánh
sáng có bước sóng 500nm, khoảng cách giữa 2 khe a = 1mm, khoảng cách 2 khe
đến màn quan sát D = 4m. Trên bề rộng giao thoa L = 2,5cm số vân sáng, tối sẽ
thay đổi như thế nào nếu ta đặt hệ thí nghiệm vào nước có n = 4/3?
18


A. Tăng 4 vân sáng, tăng 5 vân tối
B. Giảm 4 vân sáng, giảm 5 vân tối
C. Giảm 4 vân sáng, giảm 4 vân tối

D. Tăng 4 vân sáng, tăng 4 vân tối
Câu 5. Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng trong môi trường không khí khoảng
cách giữa 2 vân sáng bậc 2 ở hai bên vân trung tâm đo được là 3,2mm. Nếu làm
lại thí nghiệm trên trong môi trường nước có chiết suất là 4/3 thì khoảng vân là:
A. 0,85mm.
B. 0,6mm.
C. 0,64mm.
D.
1mm.
Câu 6: Trong thí nghiệm giao thoa Y-âng, nguồn S phát ánh sáng đơn sắc có
bước sóng λ người ta đặt màn quan sát cách mặt phẳng hai khe một khoảng D
thì khoảng vân là 1mm. Khi khoảng cách từ màn quan sát đến mặt phẳng hai khe
lần lượt là D + ∆D hoặc D − ∆D thì khoảng vân thu được trên màn tương ứng là 2i
và i. Nếu khoảng cách từ màn quan sát đến mặt phẳng hai khe là D + 3∆D thì
khoảng vân trên màn là:
A. 3 mm.
B. 2,5 mm.
C. 2 mm.
D. 4 mm.
Câu 7: Trong thí nghiệm Iâng về giao thoa ánh sáng, hai khe cách nhau a =
0,6mm và được chiếu sáng bằng một ánh sáng đơn sắc. Khoảng cách từ hai khe
đến màn quan sát là 2 m. Trên màn quan sát, trong đoạn MN=1,9 cm, người ta
đếm được có 10 vân tối (M là vân sáng, N là vân tối). Bước sóng của ánh sáng
đơn sắc dùng trong thí nghiệm này là
A. 0,60 µm

B. 0,57 µm

C. 0,52 µm.

D. 0,47 µm.

Câu 8: Trong thí nghiệm Young, khoảng cách giữa 7 vân sáng liên tiếp là
21,6mm, nếu độ rộng của vùng có giao thoa trên màn quan sát là 31mm thì số
vân sáng quan sát được trên màn là
A. 7.
B. 9.
C. 11.
D. 13.
Câu 9: Thực hiện giao thoa ánh sáng đơn sắc đối với khe Young. Trên màn ảnh,
bề rộng của 10 khoảng vân đo được là 1,6 cm. Tại điểm A trên màn cách vân
chính giữa một khoảng x = 4 mm, kể từ vân sáng chính giữa ta thu được
A. vân sáng bậc 2.
B. vân sáng bậc 3.
C. vân tối thứ 2
.
D. vân tối thứ 3.
Câu 10: Trong thí nghiệm Young với nguồn sáng đơn sắc có bước sóng 0,5µm,
hai khe cách nhau 0,5mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là 2m. Bề rộng miền
giao thoa trên màn là 4,25 cm. Số vân tối quan sát trên màn là
A. 22.
B. 19.
C. 20.
D. 25.
Câu 11. Một khe hẹp F phát ánh sáng đơn sắc bước sóng λ = 600nm chiếu sáng
hai khe song song với F và cách nhau 1mm. Vân giao thoa được quan sát trên
một màn M song song với màn phẳng chứa F1 và F2 và cách nó 3m. Tại vị trí
cách vân trung tâm 6,3mm có
A.Vân tối thứ 4

B. Vân sáng bậc 4

C. Vân tối thứ 3

D. Vân sáng bậc 3

Câu 12: Trong thí nghiệm giao thoa Young có khoảng vân giao thoa là i, khoảng
cách từ vân sáng bậc 5 bên này đến vân tối thứ 4 bên kia vân trung tâm là:
A. 8,5i.
B. 7,5i.
C. 6,5i.
D. 9,5i.
19


Câu 13: Thực hiện thí nghiệm Y âng về giao thoa với ánh sáng có bước sóng λ .
Khoảng cách giữa hai khe hẹp là 1mm. Trên màn quan sát, tại điểm M cách vân
trung tâm 4,2mm có vân sáng bậc 5. Giữ cố định các điều kiện khác, di chuyển
dần màn quan sát dọc theo đường thẳng vuông góc với mặt phẳng chứa hai khe
ra xa cho đến khi vân giao thoa tại M chuyến thành vân tối lần thứ hai thí
khoảng dịch màn là 0,6m. Bước sóng λ bằng:
A. 0, 6µ m
B. 0,5µ m
C. 0, 7 µ m
D. 0, 4µ m
Câu 14: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng đơn sắc bằng khe Young, khi đưa
toàn bộ hệ thống từ không khí vào trong môi trường có chiết suất n, thì khoảng
vân giao thoa thu được trên màn thay đổi như thế nào?
A. Giữ nguyên.
B. Tăng lên n lần.

C. Giảm n lần.
D. tăng n2 lần.
Câu 15: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng trong môi trường không khí
khoảng cách giữa 2 vân sáng bậc 2 ở hai bên vân trung tâm đo được là 3,2mm.
Nếu làm lại thí nghiệm trên trong môi trường nước có chiết suất là 4/3 thì
khoảng vân là:
A. 0,85mm.
B. 0,6mm.
C. 0,64mm.
D.
1mm.
Câu 16: Trong thí nghiệm về giao thoa ánh sáng, người ta chiếu ánh sáng đơn
sắc vào hai khe hẹp cách nhau 0,5mm, khoảng cách từ hai khe tới màn hứng vân
là 1,5m, bước sóng của ánh sáng đơn sắc là 0,75µm. Đặt một bản mặt song song
dày 1µm bằng thuỷ tinh có chiết suất n = 1,62 chắn giữa khe S 1 và màn. Ta thấy
hệ thống vân trên màn sẽ dời chỗ một khoảng là:
A. 1,5mm.
B. 3mm.
C. 1,86mm.
D. 0,3mm.
Câu 17: Trong thí nghiệm Young cho a = 2mm, D = 2,2m. Người ta đặt trước
khe sáng S1 một bản mặt song song mỏng chiết suất n, bề dày e = 6µm. Khi đó
ta thấy hệ thống vân giao thoa trên màn bị dịch chuyển một đoạn 3mm về phía
S1. Chiết suất n của chất làm bản mỏng là:
A. 1,40.
B. 1,45.
C. 1,60.
D. 1,50.
Câu 18: Trong thí nghiệm Young cho a = 2,5mm, D = 1,5m. Người ta đặt trước
một trong hai khe sáng một bản mặt song song mỏng chiết suất n = 1,52. Khi đó

ta thấy hệ vân giao thoa trên màn bị dịch chuyển một đoạn 3mm. Bề dày e của
bản mỏng là:
A. 9,6µm.
B. 9,6nm.
C. 1,6µm.
D. 16nm.
Câu 19: Một nguồn sáng đơn sắc λ = 0,60µm chiếu vào một mặt phẳng chứa hai
khe S1 và S2, hẹp, song song, cách nhau 1mm và cách đều nguồn sáng. Đặt một
màn hứng ảnh song song và cách mặt phẳng chứa hai khe 1m.
a) Tính khoảng cách giữa 2 vân sáng liên tiếp trên màn.
A. 0,7mm.
B. 0,6mm.
C. 0,5mm.
D. 0,4mm.
b) Vân tối thứ 3 cách vân trung tâm:
A. 0,75mm.
B. 0,9mm.
C. 1,25mm.
D. 1,5mm.
c) Đặt sau khe S2 một bản thuỷ tinh song song có chiết suất n = 1,5, độ dày e =
4µm. Hỏi vị trí hệ thống vân sẽ dịch chuyển trên màn như thế nào ?
A. về phía S1 đoạn 2mm.
B. về phía S2 đoạn 2mm.
20


C. về phía S1 oạn 6mm.
D. về phía S2 đoạn 3mm.
d) Nếu không đặt bản thuỷ tinh mà đổ đầy vào khoảng giữa khe và màn một
chất lỏng có chiết suất n’, người ta thấy khoảng cách giữa 2 vân sáng liên tiếp

bằng 0,45mm. Tính chiết suất n’ của chất lỏng.
A. 1,6.
B. 1,5.
C. 1,4.
D. 1,33.
Câu 20. Trong thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai
khe (S1 và S2) là 2mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là 2m và khoảng cách từ
nguồn S đến mặt phẳng chứa hai khe là 0,5m. Nếu dời S theo phương song song
với hai khe về phía S1 một khoảng 1mm thì khoảng và chiều dịch chuyển của
vân trung tâm là
A. 5mm, ngược chiều dời của S.
B. 4mm, ngược chiều dời của S.
C. 5mm, cùng chiều dời của S.
D. 4mm, cùng chiều dời của S.
Câu 21. Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng với hai khe Young, cho D = 1,5m.
Nguồn sáng S phát ra ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ . Khoảng cách từ S tới
mặt phảng hai khe là d = 60cm. Khoảng vân đo được trên màn bằng 3mm. Cho
S dời theo phương song song với S 1S2 về phía S2. Hỏi để cường độ sáng tại O
chuyển từ cực đại sang cực tiểu thì S phải dịch chuyển một đoạn tối thiểu bằng
bao nhiêu.
A. 3,75mm
B. 2,4mm
C. 0,6mm.
D. 1,2mm
Câu 22. Nguồn sáng S phát ra ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ. Khoảng cách
từ S tới mặt phẳng hai khe là d. Hai khe cách màn một đoạn là 2,7m. Cho S dời
theo phương song song với S1S2 về phía S1 một đoạn 1,5mm. Hệ vân giao thoa
trên màn di chuyển 4,5mm theo phương song song với S1S2 về phía S2. Tính d:
A. 0,45m.
B. 0,9m.

C. 1,8m.
D.
2,7m.
Câu 23. Trong thí nghiệm giao thoa Y-âng, khoảng cách hai khe đến màn D =
2m. Khe S đặt trên đường trung trực của đoạn nối hai khe, song song với hai
khe, cách trung điểm một đoạn d = 80cm, phát ra ánh sáng đơn sắc. Cho khe S
dao động điều hòa quanh vị trí ban đầu theo phương song song với đoạn nối hai
khe với biên độ A. Vân trung tâm sẽ dao động
A. cùng pha với khe S, có biên độ 2,5A
B. ngược pha với khe S, có biên độ A/2,5
C. cùng pha với khe S, có biên độ A/ 2,5
D. ngược pha với khe S, có biên độ 2,5A
Câu 24: Trong thí nghiêm giao thoa ánh sánh với khe Young với ánh sáng đơn
sắc λ . Khi dịch chuyển nguồn sáng S song song với màn đến vị trí sao cho hiệu
số khoảng cách từ S đến S1 và S2 bằng λ . Khi đó tại O của màn sẽ có:
A. vân sáng bậc nhất dịch chuyển tới đó.
B. vân tối thứ nhất dịch chuyển tới đó.
C. vân sáng bậc 0.
D. vân tối thứ hai dịch chuyển tới đó.
Câu 25:Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng Y – âng. Xét điểm M trên màn, lúc
đầu tại đó là vân sáng, sau đó dịch màn ra xa mặt phẳng hai khe một đoạn nhỏ
21


nhất là 1/7m thì tại M là vân tối. Nếu tiếp tục dịch màn ra xa thêm một đoạn nhỏ
nhất là 16/35m nữa thì tại M lại là vân tối. Khoảng cách giữa màn và mặt phẳng
hai khe lúc đầu là
A. 2m.

B. 1m.

C.1,8m.

D. 1,5m.

Dạng 3- GIAO THOA VỚI ÁNH SÁNG ĐA SẮC,ÁNH SÁNG TRẮNG
A.Lí thuyết
- Khi chiếu vào khe S một số ánh sáng đơn sắc khác nhau thì:
22


+ Mỗi ánh sáng đơn sắc đều tạo ra trên màn một hệ vân giao thoa tương ứng với
màu đơn sắc đó.
+ Những vị trí có vân sáng trùng nhau của các ánh sáng đơn sắc (gọi là vân sáng
trùng) là tổng hợp của màu các đơn sắc nói trên.
+ Vân sáng trung tâm là tập hợp của tất cả vân sáng của các ánh sáng đơn sắc
phát ra từ nguồn ⇒ Kết quả là trên màn giao thoa ta có hệ vân gồm màu của các
ánh sáng đơn sắc và màu của các vân sáng trùng.
- Nếu chiếu vào khe S ánh sáng trắng thì vân sáng trung tâm có màu trắng,ở hai
bên của vân trung tâm có những dải màu biến thiên liên tục từ đỏ đến tím(tím ở
gần vân trung tâm hơn) gọi là quang phổ của ánh sáng trắng
B. Các dạng bài tập và phương pháp giải
3 -1. Giao thoa với nguồn sáng gồm 2 bức xạ ( λ1 và λ2 )
1- Sự trùng nhau của các vân sáng
a)Vị trí vân sáng trùng nhau
+ Vị trí vân sáng ứng với ánh sáng có bước sóng λ1 :

x S 1 = k1

+ Vị trí vân sáng ứng với ánh sáng có bước sóng λ2 : x S 2 = k 2

λ1 D
= k1i1
a

λ2 D
= k 2 i2
a

+ Ở vị trí vân trung tâm hai vân sáng trùng nhau do: x S1 = x S 2 = 0
+ Tại các vị trí vân sáng của hai bức xạ trùng nhau ( cùng màu với vân sáng
x S1 = x S 2 ⇒ k1λ1 = k 2 λ 2

trung tâm ) có :

( k1 , k 2 ∈ Z )

Ví dụ 1: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng bằng khe Young, chiếu sáng cùng
lúc vào hai khe hai bức xạ có bước sóng λ1 = 0,5µm và λ2. Quan sát ở trên màn,
thấy tại vị trí vân sáng bậc 6 của bức xạ λ1 còn có vân sáng bậc 5 của bức xạ λ2.
Bước sóng λ2 của bức xạ trên là:
A. 0,6µm.
B. 0,583µm.
C. 0,429µm.
D. 0,417µm.
Hướng dẫn giải
kλ

6.0,5

1 1
- Tại vị trí vân trùng ta có: k1λ1 = k2 λ2 ⇒ λ2 = k = 5 = 0, 6µ m
2
=> Chọn A

b) Tìm khoảng các nhỏ nhất giữa hai vân sáng cùng màu với vân trung tâm
k

λ

m

1
2
- Lập tỉ số: k = λ = n =phân số tối giản
2
1

23


⇒ k1min = m; k2min = n

- Khoảng cách nhỏ nhất giữa hai vân trùng : x≡min = k1min

λ1 D
λD
= k2min 2
a
a

-> Vị trí vân sáng trùng nhau trên màn: x = k .x≡min ; k ∈ Z
Ví dụ 2: Trong thí nghiệm giao thoa dùng khe Young có khoảng cách từ màn
ảnh đến hai khe D = 2,5m , khoảng cách giữa hai khe là a = 2,5mm . Chiếu đồng
thời hai ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ1 = 0, 48µ m; λ2 = 0, 64µ m thì vân sáng
cùng màu với vân trung tâm và gần nhất cách vân trung tâm:
A. 1,92mm.
B. 1,64mm.
C. 1,72mm.
D. 0,64mm.
Hướng dẫn giải
k

0, 64

4

1
- Lập tỉ số: k = 0, 48 = 3
2

x≡ min = k1min

λ1 D
0, 48.2,5
= 4.
= 1,92mm
a
2,5

=> Chọn đáp án A
Ví dụ 3: Trong thí nghiệm Young ta có a = 0,2mm, D = 1,2m. Nguồn gồm hai
bức xạ có λ1 = 0,45µm và λ2 = 0,75µm. Công thức xác định vị trí hai vân sáng
trùng nhau của hai bức xạ trên là:
A. 9k(mm).
B. 10,5k(mm).
C. 13,5k(mm).
D. 15k (mm).
Hướng dẫn giải
k

0, 75

5

1
- Lập tỉ số: k = 0, 45 = 3
2

x≡ min = k1min

λ1 D
0, 45.1, 2
= 5.
= 13,5mm
a
0, 2

Công thức xác định vị trí hai vân sáng trùng nhau của hai bức xạ:
x = 13,5k(mm) => Chọn đáp án C

c) Tìm số vân sáng trùng nhau trên đoạn MN
- Làm tương tự như giao thoa với ánh sáng đơn sắc trong đó i là khoảng cách
nhỏ nhất giữa hai vân trùng.
Ví dụ 4. Hai khe Y âng được chiếu sáng bằng ánh sáng có λ1=0,6μm; λ2=0,5μm.
Biết a = 2mm, D = 2m. Biết M, N là hai điểm đối xứng qua vân trung tâm, MN
= 15mm. Số vân sáng cùng màu với vân trung tâm trong đoạn MN là?
Hướng dẫn giải
λD
0, 6.2
1
= 3mm
- Lập tỉ số: k = 0, 6 = 6 ⇒ x≡ min = k1min 1 = 5.
a
2
2
k

MN

0,5

5

15

- Lập tỉ số: 2.x = 2.3 = 2 + 0,5
≡ min
=> Số vân sáng cùng màu với vân trung tâm trong đoạn MN là: N ≡ = 2.2 + 1 = 5
24

d) Tìm số vân sáng quan sát được trên đoạn MN
- Tìm số vân sáng của bức xạ λ1 giả sử là N1
- Tìm số vân sáng của bức xạ λ2 giả sử là N 2
- Tìm số vân sáng trùng nhau của hai bức xạ,giả sử là N ≡
Mỗi vị trí trùng nhau của vân sáng hai bức xạ chỉ thấy một vân sáng.
⇒ Tổng số vân sáng quan sát được là: N = N 1 + N 2 − N ≡ .

- Nếu bài hỏi số vân đơn sắc trên đoạn MN thì lưu ý vân trùng là vân sáng
nhưng không là vân đơn sắc nên số vân đơn sắc là: N = N1 + N 2 − 2 N ≡
Ví dụ 5. Hai khe Y âng được chiếu sáng bằng ánh sáng có λ1=0,6μm; λ2=0,5μm.
Biết a = 2mm, D = 2m. Biết M, N là hai điểm đối xứng qua vân trung tâm, MN
= 15mm.
a) Số vân sáng quan sát được trên đoạn MN ?
Hướng dẫn giải
- Áp dụng phương pháp giải trong phần giao thoa với ánh sáng đơn sắc ta tính
được: số vân sáng của bức xạ λ1 là N1 = 25
số vân sáng của bức xạ λ2 là N 2 = 31
- Sử dụng kết quả tính được ở ví dụ 4 ta có N ≡ = 5
=> số vân sáng quan sát được là: N = N1 + N 2 − N ≡ = 51 .
b) Số vân sáng đơn sắc quan sát được trên đoạn MN
Hướng dẫn giải
Số vân đơn sắc là: N = N1 + N 2 − 2 N ≡ = 46
Ví dụ 6. Trong thí nghiệm giao thoa Y-âng, khe S phát ra đồng thời 2 ánh sáng
đơn sắc, có bước sóng λ1=0,50μm và λ2=0,75μm. Xét tại M là vân sáng bậc 6
ứng với λ1 và tại N là vân sáng bậc 6 ứng với λ2, M, N ở cùng một phía của vân
sáng trung tâm, trên MN (không kể M và N) ta đếm được bao nhiêu vân sáng?
A. 3
B. 5
C. 7

D. 9
Hướng dẫn giải
0,5D 3D
=
mm
a
a
0, 75 D 4,5 D
xN = 6
=
mm
a
a
0,5D
0, 75 D
1,5 D
; i2 =
; x≡ min =
- Ta tính được: i1 =
a
a
a
- Số vân sáng của bức xạ λ1 :
3D
0,5 D 4,5 D
<
⇔ 6 < k < 9 ⇔ k = 7,8
a
a

a

- Theo bài: xM = 6

25