12 câu hỏi trắc nghiệm thuộc Giao thoa ánh sáng đơn sắc

Câu 1:

Trong thí nghiệm Iâng (Y-âng) về giao thoa ánh sáng, hai khe hẹp cách nhau một khoảng $a = 0,5 m m$ , khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là D=1,5m. Hai khe được chiếu bằng bức xạ có bước sóng $λ = 0,6 μ m$ . Trên màn thu được hình ảnh giao thoa. Tại điểm M trên màn cách vân sáng trung tâm (chính giữa) một khoảng 5,4mm có vân sáng bậc (thứ):

A.3

B.6

C.2

D.4

Xem đáp án

Ta có, khoảng vân:

$i = \frac{λ D}{a} = \frac{{0,6.10}^{- 6} .1,5}{{0,5.10}^{- 3}} = {1,8.10}^{- 3} = 1,8 m m$

$x_{M} = 5,4 m m = k .1,8 \Rightarrow k = \frac{5,4}{1,8} = 3$

=> Tại M là vân sáng bậc 3

Đáp án cần chọn là: A

Câu 2:

Ánh sáng trên bề mặt rộng 7,2 mm của vùng giao thoa người ta đếm được 9 vân sáng (hai rìa là hai vân sáng). Tại vị trí cách vân trung tâm 14,4 mm ℓà vân:

A.Tối thứ 18

B.Tối thứ 16

C.Sáng thứ 18

D.Sáng thứ 16

Xem đáp án

Ta có, trên màn có 9 vân sáng

=> Khoảng cách giữa 9 vân sáng là 8i = 7,2mm => i = 0,9mm

Tại vị trí cách trung tâm 14,4mm = 16i => Vân sáng thứ 16

Đáp án cần chọn là: D

Câu 3:

Một nguồn sáng S phát ra ánh sáng đơn sắc có bước sóng $λ = 0,5 μ m$ , đến khe Yâng S₁, S₂ với S₁S₂ = 0,5mm. Mặt phẳng chứa S₁S₂ cách màn D = 1m. Tại M trên màn E cách vân trung tâm một khoảng x = 3,5mm ℓà vân sáng hay vân tối, bậc mấy?

A.Vân sáng bậc 3

B.Vân tối thứ 3

C.Vân sáng bậc 4

D.Vân tối thứ 4

Xem đáp án

Ta có:

+ Khoảng vân $i = \frac{λ D}{a} = \frac{{0,5.10}^{- 6} .1}{{0,5.10}^{- 3}} = 10^{- 3} m = 1 m m$

+ Tại M: x = 3,5mm = 3,5i = (3 + 0,5) i

=> Tại M là vân tối bậc 4

Đáp án cần chọn là: D

Câu 4:

Một nguồn sáng S phát ra ánh sáng đơn sắc có bước sóng $λ = 0,5 μ m$ , đến khe Yâng S₁, S₂ với S₁S₂ = 0,5mm. Mặt phẳng chứa S₁S₂ cách màn D = 1m. Chiều rộng vùng giao thoa quan sát được L = 13mm. Tìm số vân sáng và vân tối quan sát được?

A.13 sáng, 14 tối

B.11 sáng, 12 tối

C.12 sáng, 13 tối

D.10 sáng, 11 tối

Xem đáp án

- Bước 1:

Ta có:

+ Khoảng vân i: $i = \frac{λ D}{a} = \frac{{0,5.10}^{- 6} .1}{{0,5.10}^{- 3}} = 10^{- 3} m = 1 m m$

- Bước 2:

+ Số vân sáng trên màn: $N_{S} = 2 [\frac{L}{2 i}] + 1 = 13$

- Bước 3:

Ta có: phần thập phân của $\frac{L}{2 i} = 0,5$ = > Số vân tối trên màn: N_t = N_S + 1 = 14

Đáp án cần chọn là: A

Câu 5:

Trong thì nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, nếu ta dùng ánh sáng đơn sắc màu vàng bước sóng 600nm thì đoạn MN (đối xứng hai bên vân sáng trung tâm) ta quan sát được 13 vân sáng. Trong đó tại M và N là các vân sáng. Nếu ta dùng ánh sáng đơn sắc màu xanh có bước sóng 500nm thì trên MN ta quan sát được bao nhiêu vân sáng

A.13

B.11

C.15

D.17

Xem đáp án

Khi sử dụng bức xạ màu vàng: $M N = 12 i_{1} = 12 \frac{λ_{1} D}{a} \Rightarrow x_{M} = - x_{N} = 6 \frac{λ_{1} D}{a}$

Khi sử dụng bức xạ màu xanh:

$x_{N} = - x_{M} \leq n i_{2} \leq x_{M} \Leftrightarrow - 6 λ_{1} \leq n λ_{2} \leq 6 λ_{1} \Leftrightarrow - 7,2 \leq n \leq 7,2$

Có 15 giá trị của n nguyên Có 15 vân sáng

Đáp án cần chọn là: C

Câu 6:

Trong thí nghiệm giao thoa sóng ánh sáng với khoảng cách giữa hai khe ℓà a = 1,5mm. Khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe tới màn là D = 2m. Hai khe được chiếu sáng bởi ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ= 0,48 μm. Vị trí vân sáng bậc hai trên màn ℓà:

A.± 2,56 mm

B.± 1,32 mm.

C.± 1,28 mm.

D.± 0,63 mm.

Xem đáp án

Ta có:

+ Khoảng vân i: $i = \frac{λ D}{a} = \frac{{0,48.10}^{- 6} .2}{{1,5.10}^{- 3}} = {0,64.10}^{- 3} m = 0,64 m m$

+ Vị trí vân sáng bậc 2 trên màn ứng với $k = \pm 2$ là: $x_{s 2} = \pm 2 i = \pm 2.0,64 = \pm 1,28 m m$

Đáp án cần chọn là: C

Câu 7:

Trong thí nghiệm giao thoa sóng ánh sáng với hai khe Y-âng, ta có a = 0,5mm, D = 2,5m; $λ = 0,64 μ m$ . Vị trí vân tối thứ ba kể từ vân sáng trung tâm là:

A.±11,2mm

B.±6,4mm

C.±4,8mm

D.±8mm

Xem đáp án

Ta có:

+ Khoảng vân $i = \frac{λ D}{a} = \frac{{0,64.10}^{- 6} .2,5}{{0,5.10}^{- 3}} = {3,2.10}^{- 3} m = 3,2 m m$

+ Vân tối thứ 3 kể từ vân sáng trung tâm ứng với k = 2 hoặc k = -3

$\to [\begin{matrix} x_{t (3)} = (2 + 0,5) i = 8 m m \\ x_{t (3)} = (- 3 + 0,5) i = - 8 m m \end{matrix}$

Đáp án cần chọn là: D

Câu 8:

Thí nghiệm giao thoa sóng ánh sáng với hai khe Yâng trong đó a = 0,3 mm, D = 1m, λ = 600nm. Khoảng cách giữa hai vân sáng bậc 2 và bậc 5 nằm cùng bên vân sáng trung tâm là

A.6mm

B.3mm

C.8mm

D.5mm

Xem đáp án

Ta có:

+ Khoảng vân: $i = \frac{λ D}{a} = \frac{{600.10}^{- 9} .1}{{0,3.10}^{- 3}} = {2.10}^{- 3} m = 2 m m$

+ Khoảng cách giữa vân sáng bậc 2 và bậc 5 là: 5i - 2i = 3i = 3.2 = 6mm

Đáp án cần chọn là: A

Câu 9:

Nguồn S phát ánh sáng đơn sắc chiếu sáng hai khe Y-âng cách nhau 0,8mm. Khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe tới màn ℓà 2,5m. Giữa hai vân sáng ở M và N trên màn cách nhau 22,5mm có 15 vân tối. với tốc độ ánh sáng ℓà c = 3.10⁸ m/s thì tần số của ánh sáng do nguồn S phát ra ℓà

A.f = 5,12.10¹⁵

B.f = 6,25.10¹⁴

C.f = 8,5.10¹⁶Hz

D.f = 2,68.10¹³ Hz.

Xem đáp án

Ta có:

+ Giữa hai vân sáng ở M và N trên màn cách nhau 22,5mm có 15 vân tối => đoạn MN có 16 vân sáng (kể cả M và N)

=> MN = 22,5mm = 15i => i =1,5mm

+ Khoảng vân i: $i = \frac{λ D}{a} \to λ = \frac{a i}{D} = \frac{{0,8.10}^{- 3} {.1,5.10}^{- 3}}{2,5} = {0,48.10}^{- 6} m$

+ Tần số của ánh sáng: $f = \frac{c}{λ} = \frac{{3.10}^{8}}{{0,48.10}^{- 6}} = {6,25.10}^{14} H z$
Đáp án cần chọn là: B

Câu 10:

Trong thí nghiệm Y-âng, người ta dùng ánh sáng đơn sắc có bước sóng $0,45 μ m$ , khoảng cách giữa hai khe là a = 0,45mm. Để trên màn tại vị trí cách vân trung tâm 2,5mm ta có vân sáng bậc 5 thì khoảng cách từ hai khe đến màn là

A.1m

B.1,5m

C.0,5m

D.2m

Xem đáp án

Để trên màn tại vị trí cách vân trung tâm 2,5mm ta có vân sáng bậc 5 tương đương với 2,5mm = 5i

=> i = 0,5mm

Ta có: Khoảng vân $i = \frac{λ D}{a} \to D = \frac{a i}{λ} = \frac{{0,45.10}^{- 3} {.0,5.10}^{- 3}}{{0,45.10}^{- 6}} = 0,5 m$

Đáp án cần chọn là: C

Câu 11:

Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng với ánh sáng đơn sắc có bước sóng 600(nm), khoảng vân đo được trên màn là 1(mm). Nếu dịch chuyển màn chứa 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.1,2 (mm)

C.0,5 (mm)

D.0,6 (mm)

Xem đáp án

Ta có:

$\{\begin{matrix} i_{1} = \frac{λ D_{1}}{a}; i_{2} = \frac{λ D_{2}}{a} \\ i_{2} > i 1 \Rightarrow D_{2} > D_{1} \Rightarrow D_{2} = D_{1} + 20 \end{matrix} \Rightarrow \frac{i_{1}}{D_{1}} = \frac{i_{2}}{D_{2}} \Rightarrow \frac{i_{1}}{D_{1}} = \frac{i_{2}}{D_{1} + 20} \Rightarrow D_{1} = 100 c m$

Khoảng cách giữa hai khe: $a = \frac{λ D_{1}}{i_{1}} = 0,6 m m$

Đáp án cần chọn là: D

Câu 12:

Trong thí nghiệm giao thoa Y-âng, khoảng cách hai khe là 0,5mm. Giao thoa thực hiện với ánh sáng đơn sắc có bước sóng thì tại điểm M cách vân sáng trung tâm 1 mm là vị trí vân sáng bậc 2. Nếu dịch màn xa thêm một đoạn 50/3 cm theo phương vuông góc với mặt phẳng hai khe thì tại M là vị trí vân tối thứ 2. Bước sóng ánh sáng dùng trong thí nghiệm bằng

A. $0,4 µ m$

B. $0,5 µ m$

C. $0,6 µ m$

D.

0,64 µ m

Xem đáp án

\{\begin{matrix} x_{M} = 2 \frac{λ D}{a} = 1 m m \\ x_{M} = 1,5 \frac{λ (D + 0,5 / 3)}{a} = 1 m m \end{matrix} \Rightarrow λ = {0,5.10}^{- 6} (m) = 0,5 μ m

Đáp án cần chọn là: B