Giao thoa ánh sáng - Bài tập dịch nguồn, đặt bản mỏng
-
1219 lượt thi
-
8 câu hỏi
-
30 phút
Danh sách câu hỏi
Câu 1:
Trong thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng, một nguồn sáng đơn sắc có bước sóng \[\lambda \]chiếu vào một mặt phẳng chứa hai khe hở S1, S2hẹp, song song, cách nhau 1mm và cách đều nguồn sáng. Đặt một màn ảnh song song và cách mặt phẳng chứa hai khe 1m. Đặt trước khe S1một bản thủy tinh 2 mặt phẳng song song có chiết suất n = 1,5, độ dày \[e = 12\mu m\;\]. Người ta đo được độ dịch chuyển của vân trung tâm bằng khoảng cách giữa 9 vân sáng liên tiếp. Bước sóng ánh sáng dùng trong thí nghiệm là?
Xem đáp án
Ta có: Khi đặt trước S1một bản thủy tinh 2 mặt song song thì khi đó, hệ thống vân sẽ dịch chuyển một đoạn : \[{x_0} = \frac{{(n - 1)eD}}{a}\]về phía S1
Theo đầu bài, ta có: khoảng dịch chuyển đó bằng khoảng cách giữa 9 vân sáng liên tiếp
Ta có, khoảng cách giữa 9 vân sáng liên tiếp là: 8i
\[\begin{array}{*{20}{l}}{ \to {x_0} = 8i \leftrightarrow \frac{{(n - 1)eD}}{a} = 8\frac{{\lambda D}}{a}}\\{ \to \lambda = \frac{{(n - 1)e}}{8} = \frac{{(1,5 - 1){{.12.10}^{ - 6}}}}{8} = {{0,75.10}^{ - 6}}m = 0,75\mu m}\end{array}\]
Đáp án cần chọn là: A
Câu 2:
Đặt một mảnh mica phẳng có chiết suất n =1,6 che một trong hai khe của thí nghiệm I-âng, ta thấy vân sáng bậc 30 dịch chuyển đến vị trí của vân sáng chính giữa. Nếu bước sóng của ánh sáng là \[\lambda = 450nm\;\]thì độ dày của mảnh mica là:
Xem đáp án
Giả sử đặt trước S1mảnh mica phẳng, ta có:
Ta có: Khi đặt trước S1bản mica thì khi đó, hệ thống vân sẽ dịch chuyển một đoạn :
\[{x_0} = \frac{{(n - 1)eD}}{a}\]về phía S1
Theo đầu bài ta có: đoạn dịch chuyển này bằng 30i
\[\begin{array}{*{20}{l}}{{x_0} = 30i \leftrightarrow \frac{{(n - 1)eD}}{a} = 30i = \frac{{30\lambda D}}{a}}\\{ \to e = \frac{{30\lambda }}{{(n - 1)}} = \frac{{{{30.450.10}^{ - 9}}}}{{(1,6 - 1)}} = {{2,25.10}^{ - 5}}m = 22,5\mu m}\end{array}\]
Đáp án cần chọn là: C
Câu 3:
Trong thí nghiệm I-âng 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:
Xem đáp án
Giả sử đặt trước S1bản mặt song song, ta có:
Khi đặt trước S1một bản thủy tinh 2 mặt song song thì khi đó, hệ thống vân sẽ dịch chuyển một đoạn : \[{x_0} = \frac{{(n - 1)eD}}{a}\]về phía S1
Theo đầu bài, ta có:
\[{x_0} = 3mm = \frac{{(n - 1)eD}}{a} \to e = \frac{{a{x_0}}}{{(n - 1)D}} = \frac{{{{2,5.10}^{ - 3}}{{.3.10}^{ - 3}}}}{{(1,52 - 1).1,5}} \approx {9,62.10^{ - 6}}m = 9,62\mu m\]Đáp án cần chọn là: A
Câu 4:
Trong thí nghiệm I- âng về giao thoa ánh sáng đơn sắc, người ta thấy khoảng vân tăng thêm 0,3mm khi dời màn để khoảng cách giữa màn và hai khe thay đổi một đoạn 0,5m. Biết hai khe cách nhau là a = 1mm. Bước sóng của ánh sáng đã sử dụng là?
Xem đáp án
Gọi i và i’ là khoảng vân ban đầu và sau khi dời màn
D, D’ là khoảng cách giữa hai khe và màn lúc ban đầu và sau khi dời màn
Ta có:
+ Ban đầu:\[i = \frac{{\lambda D}}{a}\]
+ Khi dời màn :\[i' = \frac{{\lambda D'}}{a}\]
Mặt khác, theo đầu bài: Khoảng vân tăng thêm 0,3mm khi khoảng cách giữa màn và hai khe thay đổi 0,5m
\[D' >D \to D' = D + 0,5\]
\[\begin{array}{*{20}{l}}{i' - i = 0,3mm = {\rm{\Delta }}i \leftrightarrow \frac{{\lambda D'}}{a} - \frac{{\lambda D}}{a} = {\rm{\Delta }}i}\\{ \leftrightarrow \frac{\lambda }{a}(D' - D) = {\rm{\Delta }}i \to \lambda = \frac{{{\rm{\Delta }}i.a}}{{D' - D}} = \frac{{{{0,3.10}^{ - 3}}{{.10}^{ - 3}}}}{{0,5}} = {{0,6.10}^{ - 6}}m}\end{array}\]
Đáp án cần chọn là: C
Câu 5:
Một nguồn sáng đơn sắc \[\lambda \]chiếu vào một mặt phẳng chứa hai khe hở S1, S2song song cách nhau một khoảng a và cách đều nguồn sáng. Đặt một màn ảnh song song và cách mặt phẳng chứa hai khe 1m. Đặt trước khe S1một bản thủy tinh 2 mặt phẳng song song có chiết suất n , độ dày e. Khi đó, hệ thống vân sẽ dịch chuyển trên màn thế nào?
Xem đáp án
Khi đặt trước S1một bản thủy tinh 2 mặt song song thì khi đó, hệ thống vân sẽ dịch chuyển một đoạn \[{x_o}\, = \,\frac{{(n\, - \,1)eD}}{a}\]về phía S1
Đáp án cần chọn là: C
Câu 6:
Một nguồn sáng đơn sắc \[\lambda = 0,6\mu m\;\]chiếu vào một mặt phẳng chứa hai khe hở S1, S2hẹp, song song, cách nhau 1mm và cách đều nguồn sáng. Đặt một màn ảnh song song và cách mặt phẳng chứa hai khe 1m. Đặt trước khe S1một bản thủy tinh 2 mặt phẳng song song có chiết suất n=1,5; độ dày \[e = 12\mu m\]. Vị trí hệ thống vân sẽ dịch chuyển trên màn thế nào?
Xem đáp án
Khi đặt trước S1một bản thủy tinh 2 mặt song song thì khi đó, hệ thống vân sẽ dịch chuyển một đoạn : \[{x_0} = \frac{{(n - 1)eD}}{a} = \frac{{(1,5 - 1){{.12.10}^{ - 6}}.1}}{{{{10}^{ - 3}}}} = {6.10^{ - 3}}m = 6mm\]về phía S1
Đáp án cần chọn là: B
Câu 7:
Trong thí nghiệm I-âng cho a = 2mm, D = 2,2m. Người ta đặt trước khe sáng S1một bản mặt song song mỏng chiết suất n, bề dày \[e = 6\mu m\;\]. 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:
Xem đáp án
Khi đặt trước S1một bản thủy tinh 2 mặt song song thì khi đó, hệ thống vân sẽ dịch chuyển một đoạn : \[{x_0} = \frac{{(n - 1)eD}}{a}\]về phía S1
Theo đầu bài, ta có:
\[{x_0} = 3mm = \frac{{(n - 1)eD}}{a} \to n = \frac{{a{x_0}}}{{eD}} + 1 = \frac{{{{2.10}^{ - 3}}{{.3.10}^{ - 3}}}}{{{{6.10}^{ - 6}}.2,2}} + 1 \approx 1,46\]Đáp án cần chọn là: B
Câu 8:
Một nguồn sáng đơn sắc \[\lambda = 0,6\mu m\]chiếu vào một mặt phẳng chứa hai khe S1và 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. Ban đầu đặt sau khe S2một bản thủy tinh song song có chiết suất n; độ dày e. Sau đó, không đặt bản thủy tinh mà đổ đầy vào khoảng giữa khe và màn một chất lỏng có chiết suất n’. Người ta thấy khoảng cách giữa hai vân sáng liên tiếp bằng 0,45mm. Tính chiết suất n’
Xem đáp án
Ta có, khoảng cách giữa 2 vân sáng liên tiếp là i = 0,45mm
\[i = \frac{{\frac{\lambda }{{n'}}D}}{a} \to n' = \frac{{\lambda D}}{{ia}} = \frac{{{{0,6.10}^{ - 6}}.1}}{{{{0,45.10}^{ - 3}}{{.10}^{ - 3}}}} = \frac{4}{3}\]
Đáp án cần chọn là: D