100 câu trắc nghiệm Sóng ánh sáng nâng cao (P3)
-
11751 lượt thi
-
25 câu hỏi
-
25 phút
Danh sách câu hỏi
Câu 1:
Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng bằng khe I-âng. Cho biết S1S2 = a = 1 mm, khoảng cách giữa hai khe S1S2 đến màn (E) là 2 m, bước sóng ánh sáng dùng trong thí nghiệm là λ = 0,5 μm. Để M trên màn (E) là một vân sáng thì xM có thể nhận giá trị nào trong các giá trị sau đây?
Chọn B
Ta có:
Với xM = 2,25 = 2,25i => Không phải vân sáng => A sai
Với xM = 4 = i => M là vân sáng bậc 4 => B đúng.
Với xM = 3,5 = 3,5i => M là vân tối bậc 4 => C sai
Với xM = 4,5 = 4,5i => M là vân tối bậc 5 => D sai
Câu 2:
Trong thí nghiệm về giao thoa với ánh đơn sắc bằng phương pháp I-âng. Trên bề rộng 7,2 mm của vùng giao thoa người ta đếm được 9 vân sáng (ở hai rìa là hai vân sáng). Tại vị trí cách vân trung tâm 14,4 mm là vân
Chọn D
Trên bề rộng 7,2 mm của vùng giao thoa người ta đếm được 9 vân sáng (ở hai rìa là hai vân sáng)
=> 8i = 7,2 mm => i = 0,9 mm.
Tại vị trí cách vân trung tâm 14,4 mm, ta được:
14,4 mm = 16i.
=> Vân sáng bậc 16.
Câu 3:
Trong thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe được chiếu bằng ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,6μm. 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 sáng bậc 4 nằm ở hai điểm M và N. Dịch màn quan sát một đoạn 50 cm theo hướng ra 2 khe Y-âng thì số vân sáng trên đoạn MN giảm so với lúc đầu là
Chọn D
Ta có:
Dịch màn quan sát một đoạn 50 cm theo hướng ra 2 khe Y-âng thì khoảng vân mới là:
tại Vân sáng bậc 4 của khoảng vân cũ ta có: 4i = ki' => k = 3
=> Trên đoạn MN có 7 vân sáng.
Vậy so với ban đầu trên đoạn MN giảm 2 vân sáng
Câu 4:
Trong thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng khoảng cách giữa hai khe là 1,5 mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là 3 m, người ta đo được khoảng cách giữa vân sáng bậc 2 đến vân sáng bậc 5 ở cùng phía với nhau so với vân sáng trung tâm là 3 mm. Tìm số vân sáng quan sát được trên vùng giao thoa đối xứng có bề rộng 11 mm.
Chọn C
Khoảng cách giữa vân sáng bậc 2 đến vân sáng bậc 5 ở cùng phía với nhau so với vân sáng trung tâm là 3 mm:
x = x5 - x2 = x2+3 - x3 = 3i
=> i = 1mm
Số vân sáng quan sát được trên vùng giao thoa đối xứng là:
=> Có 11 giá trị của k thỏa mãn
Vậy trên màn có 11 vân sáng
Câu 5:
Trong thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe được chiếu bằng ánh sáng đơn sắc λ, màn quan sát cách mặt phẳng hai khe một khoảng không đổi D, khoảng cách giữa hai khe có thể thay đổi (nhưng S1 và S2 luôn cách đều S). Xét điểm M trên màn, lúc đầu là vân sáng bậc 4, nếu lần lượt giảm hoặc tăng khoảng cách S1S2 một lượng Δa thì tại đó là vân sáng bậc k và bậc 3k. Nếu tăng khoảng cách S1S2 thêm 2Δa thì tại M là:
Chọn C
Khi giảm đi 1 lượng Δa thì tại M là vân bậc k tức là:
Khi tăng thêm 1 lượng Δa thì tại M là vân bậc k tức là:
Từ (1) và (2) => a = 2Δa
=> Nếu tăng thêm khoảng cách S1S2 thêm 2Δa thì khoảng vân mới là:
Lại có ban đầu M là vân sáng bậc 4 => xM = 4i => xM = 8i'
=> Sau khi tăng khoảng cách S1S2 thêm 2Δa thì tại M là vân sáng bậc 8
Câu 6:
Trong thí nghiệm giao thoa của I-âng a = 2mm; D = 2 m; λ = 0,64 μm. Miền giao thoa đối xứng có bề rộng 12 mm. Số vân tối quan sát được trên màn là:
Chọn B
Ta có:
số vân sáng quan sát được trên vùng giao thoa đối xứng là:
=> Có 18 giá trị của k thỏa mãn
Vậy trên màn có 18 vân tối
Câu 7:
Người ta thực hiện giao thoa ánh sáng đơn sắc với hai khe I-âng cách nhau 2 mm, khoảng cách giữa hai khe đến màn là 3m, ánh sáng dùng có bước sóng λ = 0,5 μm. Bề rộng của trường giao thoa đối xứng là 1,5 cm. Số vân sáng, vân tối có được là
Chọn B
Ta có:
số vân sáng quan sát được trên vùng giao thoa đối xứng là:
=> Có 21 giá trị của k thỏa mãn
Vậy trên màn hình có 21 vân sáng.
Số vân tối quan sát được trên vùng giao thoa đối xứng là:
=> Có 20 giá trị k thỏa mãn
Vậy trên màn có 20 vân tối.
Câu 8:
Trong thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe được chiếu bằng ánh sáng đơn sắc λ, màn quan sát cách mặt phẳng hai khe một khoảng không đổi D, khoảng cách giữa hai khe có thể thay đổi (nhưng S1 và S2 luôn cách đều S). Xét điểm M trên màn, lúc đầu là vân sáng bậc 3, nếu lần lượt giảm hoặc tăng khoảng cách S1S2 một lượng Δa thì tại đó là vân sáng bậc k và bậc 5k. Nếu tăng khoảng cách S1S2 thêm 3Δa thì tại M là
Chọn A
Khi giảm đi 1 lượng Δa thì tại M là vân bậc k tức là:
Khi tăng thêm 1 lượng Δa thì tại M là vân bậc k tức là:
Từ (1) và (2) => a = 3Δa/2
=> Nếu tăng thêm khoảng cách S1S2 thêm 3Δa thì khoảng vân mới là:
Lại có ban đầu M là vân sáng bậc 3 => xM = 3i => xM = 9i'
=> Sau khi tăng khoảng cách S1S2 thêm 3Δa thì tại M là vân sáng bậc 9
Câu 9:
Lưỡng lăng kính được ghép từ hai lăng kính giống hệt nhau, có góc chiết quang nhỏ A1 = A2 = A, chiết suất n1 = n2 = n. Nguồn sáng đơn sắc S đặt trên trục đối xứng, cách lưỡng lăng kính một đoạn d, màn ảnh cách lưỡng lăng kính một đoạn l. Cho rằng do A bé nên tanA A, và bỏ qua chiều dày của đáy lăng kính. Tìm số vân sáng trên màn, với d = 0,5m; l = 1,5m; A = 4.10-3rad; n = 1,5; l = 0,6mm.
Đáp án: C
Do lăng kính có góc A bé, hai ảnh được tạo thành và S nằm trên cùng một đường thẳng, khoảng cách vật - ảnh là: (Hình vẽ)
SS1 = SS2 = dtana = dtanA(n - 1)
a = S1S2 = 2dtanA(n - 1), với A bé
Þ a = 2dA(n - 1) (1)
Trường giao thoa là vùng MN, trong đó các góc:
Bề rộng của vùng giao thoa: OM = ON = l.tana = l.tanA(n - 1)
Do góc bé, nên MN = 2l.A(n - 1) (2)
Từ (1), ta có: a = 2.0,5.4.10-3.(1,5 - 1) = 2.10-3m
D = l + d = 2m
Tọa độ vân sáng: x = ki, (với - ON £ ki £ OM).
Với OM = ON = l.A(n - 1) = 1,5.4.10-3.(1,5 - 1) = 3.10-3m.
Ta có: OM/i = 5. Vậy có 11 vân sáng.
Câu 10:
Đặt một mãnh mica có n = 1,6 che một trong hai khe của thí nghiệm I-âng, ta thấy vân sáng bậc 30 dịch chuyển đến vị trí vân sáng trung tâm. Bước sóng của ánh sáng là 450nm thì độ dày của mica là:
Đáp án: B
Sử dụng công thức tính độ dịch chuyển hệ vân:
Khoảng dịch chuyển x0 = 30.i = 30. λ.D/a = (n - 1).e.D/a
=> Độ dày của mica là e = 30 λ/(n - 1) = 30.0,45/0,6 = 22,5 µm
Câu 11:
Hai gương phẳng nhỏ M1 và M2 đặt lệch nhau một góc a = 12' (hệ gương phằng Fre-nen). Khoảng cách từ khe sáng hẹp S phát ánh sáng đơn sắc (bước sóng l = 0,55mm) và từ màn E đến giao tuyến I của hai gương lần lượt bằng r = 10cm và L = 1,3m. Biết rằng hệ hai gương phằng Fre-nen tương đương với hệ hai khe Y-âng. Tính số vân sáng quan sát được trên màn E.
Đáp án: A
Gọi S1, S2 là hai ảnh ảo của S tạo bởi hai gương phằng M1 và M2. Chùm tia xuất phát từ khe S sau khi phản xạ trên hai gương bị tách thành hai. Các chùm tia này giống như xuất phát từ S1 và S2. Các ảnh ảo S1, S2 là hai nguồn kết hợp.
Vì từ cùng một nguồn S tách thành hai nên các chùm tia sáng xuất phát từ S1 và S2 kết hợp với nhau và gây ra hiện tượng giao thoa. Vùng chung OMN của hai chùm chính là vùng giao thoa (Hình vẽ).
Vì góc a nhỏ, từ hình vẽ, ta có:
Khoảng vân: với D = HO = IH + IO = L + r = 140cm → i » 1,1mm.
Bề rộng của vùng giao thoa:
Số vân sáng quan sát được trên màn:
Câu 12:
Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, khe hẹp S phát ra đồng thời ba bức xạ đơn sắc có bước sóng là λ1 = 0,42 µm, λ2 = 0,56 µm và λ3 = 0,63 µm. Trên màn, trong khoảng giữa hai vân sáng liên tiếp có màu giống màu vân trung tâm, nếu hai vân sáng của hai bức xạ trùng nhau ta chỉ tính là một vân sáng thì số vân sáng quan sát được là
Đáp án: A
+ Điều kiện vân sáng của λ1 trùng với vân sáng của λ2:
k2/k1 = λ1/λ2 = 0,42/0,56 = a/b = 3/4
+) Điều kiện vân sáng của λ1 trùng với vân sáng của λ3:
k3/k1 = λ1/λ3 = 0,42/0,63 = c/d = 2/3
+) Điều kiện vân sáng của λ2 trùng với vân sáng của λ3:
k3/k2 = λ2/λ3 = 0,56/0,63 = e/f = 8/9
→ Khoảng vân trùng i = b.d.λ1 = a.d.λ2 = b.c.λ3 hay i = 12λ1 = 9λ2 = 8λ3
Trong khoảng giữa hai vân sáng liên tiếp có màu giống màu vân trung tâm, có 2 vị trí vân sáng bức xạ 1 trùng với bức xạ 2, 3 vị trí vân sáng bức xạ 1 trùng với bức xạ 3.
=> Số vân sáng quan sát được là N = (12 – 1)+ (9 – 1) + (8 – 1) – (2 + 3) = 21 vân
(2 vân sáng trùng nhau tính là 1)
Câu 13:
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:
Đáp án: C
Ta có: sinigiới hạn = 1/n
mà i(giới hạn) = i giới hạn lục và i(giới hạn đỏ) < i(giới hạn vàng) < i(giới hạn lục) = i(giới hạn)
=> các tia ló ra ngoài không khí là tia vàng, đỏ
Câu 14:
Trong thí nghiệm Iâng về giao thoa ánh sáng với ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,55 μm , khoảng cách giữa hai khe là 1 mm, khoảng cách từ hai khe tới màn là 2 m. Bề rộng vùng giao thoa trên màn là 1,7 cm. Số vân sáng và vân tối trong vùng giao thoa là
Chọn C
Ta có i = 1,1 mm.
L/2i = 7,7 => Trên màn có 15 vân sáng và 16 vân tối.
Câu 15:
Trong giao thoa với khe I – âng có a = 1,5mm, D = 3m, trên đường đi của tia sáng người ta đặt bản mỏng song song bằng thủy tinh có chiết suất 1,5 có bề dày 1µm thì hệ vân sẽ dịch chuyển một đoạn
Đáp án: B
Sử dụng công thức tính độ dịch chuyển hệ vân:
Khoảng vân dịch chuyển 1 đoạn
x = (n - 1).e.D/a = (1,5 - 1).1.3/1,5 = 1 mm
Câu 16:
Trong thí nghiệm Iâng về giao thoa ánh sáng, các khe S1,S2 được chiếu bởi ánh sáng đơn sắc. Khoảng cách giữa hai khe là a = 3 mm. Khoảng cách giữa mặt phẳng chứa hai khe và màn quan sát là D = 2 m. Dùng bức xạ đơn sắc có bước sóng λ = 0,6 μm. Tại M cách vân trung tâm 1,8 mm thu được vân có tính chất gì?
Chọn D
Bước sóng ánh sáng thu được là:
Nên tại M sẽ có vân tối thứ 5.
Câu 17:
Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe được chiếu bằng ánh sáng trắng có bước sóng từ 0,38 µm đến 0,76 µm. Tại vị trí vân sáng bậc 4 của ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,76 µm còn có bao nhiêu vân sáng nữa của các ánh sáng đơn sắc khác?
Đáp án: D
+) vị trí vân sáng bậc 4 của ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,76 µm là:
x = 4.0,76.D/a (1)
+)vị trí vân sáng tại điểm đó là:
x = k.λ.D/a (2)
từ (1) và (2) => λ = 3,04/k
mà ánh sáng trắng có bước sóng từ 0,38 µm đến 0,76 µm.
=> 0,38 ≤ 3,04/k ≤ 0,76
=> 8 ≥ k ≥ 4 (lấy cả dấu =)
hay k = 4,5,6,7,8
=> có 4 vân sáng nữa (trừ vị trí vân sáng bậc 4 của ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,76 µm)
Câu 18:
Trong thí nghiệm Iâng về giao thoa ánh sáng, hai khe Iâng cách nhau 2 mm, hình ảnh giao thoa được hứng trên màn ảnh cách hai khe 1 m. Sử dụng ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ, khoảng vân đo được là 0,2 mm. Thay bức xạ trên bằng bức xạ có bước sóng λ' > λ thì tại vị trí của vân sáng thứ 3 của bức xạ λ có một vân sáng của bức xạ λ'. Bức xạ λ' có giá trị nào dưới đây:
Chọn D
Câu 19:
Chiếu đồng thời ba bức xạ đơn sắc có bước sóng 0,4 µm; 0,48 µm và 0,6 µm vào hai khe của thí nghiệm Y-âng. Biết khoảng cách giữa hai khe là 1,2 mm, khoảng cách từ hai khe tới màn là 3 m. Khoảng cách ngắn nhất giữa hai vị trí có màu cùng màu với vân sáng trung tâm là
Đáp án: D
+) λ1/λ2 = 0,4/0,48 = a/b = 5/6
+) λ1/λ3 = 0,4/0,6 = c/d = 2/3
=> khoảng vân trùng là: i = b.d.i1 = a.d.i2 = b.c.i3
hay i = 18i1 = 15i2 = 12i3
=> Khoảng cách ngắn nhất giữa hai vị trí có màu cùng màu với vân sáng trung tâm là:
x = 6i1 = 5i2 = 4i3
mà i1 = λ1.D/a = 0,4.3/1,2 = 1 mm.
=> x = 6.1 = 6 mm.
Câu 20:
Cho một thấu kính hội tụ L tiêu cự f = 50cm, khẩu độ có bán kính R = 3cm. Cách thấu kính một đoạn d = 75cm, người ta đặt một khe sáng thẳng đứng S. Ánh sáng do khe phát ra có bước sóng. l = 0,5mm. Thấu kính được cưa dọc theo một đường kính thẳng đứng thành hai nửa thấu kính L1 và L2: các nửa thấu kính này được tách ra để tạo thành một khe hở thẳng đứng song song với khe sáng S và nhờ chèn vào giữa một dây kim loại mảnh có dường kính b = 1mm (hệ thống như trên gọi là bán kính thấu kính Bi-ê) (Hình vẽ). Cách lưỡng thấu kính một đoạn l, người ta đặt một màn quan sát E vuông góc với chùm tia sáng phát ra từ lưỡng thấu kính. Bắt dầu từ giá trị l0 nào của l ta có thể quan sát được các vân giao thoa trên màn E ?
Đáp án: A
Gọi S1 và S2 là ảnh của khe sáng S tạo bởi hai nửa thấu kính L1 và L2, d' là khoảng cách từ S1 (hoặc S2) tới thấu kính.
Ta có:
Như vậy S1 và S2 là hai ảnh thật.
Theo hình vẽ, ta có: Þ S1S2 = 3b = 3mm.
Các chùm tia sáng phát ra từ S, sau khi khúc xạ qua hai nửa thấu kính đi tới màn E, có thể coi như xuất phát từ hai nguồn kết hợp S1 và S2. Hai chùm khúc xạ có một miền chung O1MN, đó chính là vùng giao thoa. Như vậy, có thể coi bán kính thấu kính Bi-ê như một hệ thống khe Y-âng S1S2, cách nhau a = S1S2 = 3mm và cách màn quan sát một khoảng D = l - d'. Từ hình vẽ ta thấy để quan sát được hiện tượng giao thoa trên màn E thì phải đặt màn E cách thấu kính một khoảng lớn hơn hoặc bằng HO1 = l0: l > l0. Từ hình vẽ, xét hai tam giác đồng dạng O1L1L2 và O1S1S2 ta có:
Thay số ta được l0 = 1,578m.
Câu 21:
Thực hiện thí nghiệm giao thoa ánh sáng bằng khe Iâng với ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ. Người ta đo được khoảng cách giữa một vân tối đến vân sáng nằm ngay cạnh nó là 1 mm. Trong khoảng giữa hai điểm M, N trên màn và ở hai bên so với vân trung tâm, cách vân trung tâm lần lượt là 5,9 mm và 7,1 mm có số vân vân sáng là
Chọn D
Ta có khoảng cách giữa một vân tối và một vân sáng liền kề là
M và N ở hai phía so với vân trung tâm.
Ta xét: .
.
Vậy giữa M và N có 6 vân sáng.
Câu 22:
Trong thí nghiệm giao thoa qua khe Young, hiệu quang trình từ hai khe S1, S2 đến điểm M trên màn bằng 3,5 µm. Bước sóng của ánh sáng thấy được có bước sóng từ 380 nm đến 760 nm khi giao thoa cho vân tối tại M có giá trị bằng
Đáp án: B
Hiệu quang trình từ hai khe S1, S2 đến điểm M trên màn bằng 3,5(µm)
=> (k + 0,5 ).λ = 3,5 => λ = 3,5/(k + 0,5)
Do ánh sáng thấy được có bước sóng từ 380(nm) đến 760(nm)
=> 0,38 < 3,5/(k + 0,5 ) < 0,76
=> 4,1 < k < 8,7 hay k = 5,6,7,8
+) k = 5 => λ = 0,636(µm)
+) k = 6 => λ = 0,538(µm)
+) k = 7 => λ = 0,467(µm)
+) k = 8 => λ = 0,412(µm)
Câu 23:
Trong thí nghiệm Iâng về giao thoa ánh sáng, bước sóng của ánh sáng đơn sắc là 0,5 µm, khoảng cách giữa hai khe là 1,2 mm, khoảng cách từ hai khe tới màn 3 m. Hai điểm MN trên màn nằm cùng phía với vân trung tâm, cách vân trung tâm lần lượt là 0,4 cm và 1,8 cm. Số vân sáng giữa MN là
Chọn A
Khoảng vân:
Suy ra số vân sáng giữa MN là 11 vân.
Câu 24:
Trong thí nghiệm giao thoa như hình vẽ hai lăng kính P, P đều có góc chiết quang nhỏ và bằng a. Các khoảng cách từ nguồn và từ màn đến hệ hai thấu kính lần lượt là d1, d2. Kích thước của các lăng kính rất nhỏ so với các khoảng cách này. Nguồn S phát ánh sáng đơn sắc có bước sóng l. Chiết suất của lăng kính là n. Khoảng vân quan sát được trên màn là i. Chiết suất n của lăng kính và bề rộng của vùng giao thoa quan sát được trên màn có giá trị lần lượt là
Đáp án: B
Góc lệch của các tia qua mỗi lăng kính d = a(n - 1).
Ảnh của S qua hai lăng kính được coi là hai nguồn cách nhau:
a = d1.2d = 2d1a(n - 1), và cách màn D = d1 + d2.
Độ rộng vùng giao thoa: b = d2.2d = 2d2a(n - 1).
Câu 25:
Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng với khe Young, Khoảng cách giữa hai khe là 1 mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là 2,5 m. Trên màn, người ta đo khoảng cách từ vân sáng bậc 3 bên trái đến vân sáng bậc 3 bên phải so với vân trung tâm là 9 mm. Bước sóng dùng trong thí nghiệm là
Chọn A
Khoảng cách từ vân sáng bậc 3 bên trái và vân sáng bậc 3 bên phải so với vân trung tâm là 9 mm.
Suy ra bước sóng cần tìm là: