Công thức Vật Lí 12 chương Sóng ánh sáng

1. Công thức chương Sóng ánh sáng

 - Khoảng cách từ A tới nguồn S₁ là:

     - Khoảng cách từ A tới nguồn S₂ là:

* Điều kiện để tại A là một vân sáng: d₂ - d₁ = kλ.

     Khoảng cách từ O đến vân sáng bậc k là x_k = kλD/a     (k = 0, ±1, ±2...)

     Nhận xét: vị trí O của vân sáng bậc 0: k = 0 ↔ x = 0     (∀ λ), nên O được gọi là vân trung tâm hay vân chính giữa.

     * Điều kiện để tại A là vân tối: d₂ - d₁ = (k - 1/2)λ

     Khoảng cách từ O đến vân tối thứ k là x'_k = (k - 1/2)[(λD)/a]      (k = ±1, ±2...)

Công thức tính khoảng vân i:

     i = x_k+1 - x_k = x'_k+1 - x'_k = λD/a

Bảng bước sóng của ánh sáng nhìn thấy trong chân không

2. Bài tập vận dụng

Bài 1: Hai khe Y-âng cách nhau 3mm được chiếu bằng ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,60μm. Các vân giao thoa được hứng trên màn cách hai khe 2m. Tại điểm M cách vân trung tâm 1,2 mm có:

A. vân sáng bậc 3.       B. vân tối.

C. vân sáng bậc 5.       D. vân sáng bậc 4.

Lời giải:

Chọn A.

Khoảng vân  thấy 1,2mm = 3.0,4mm = k.i , suy ra M có vân sáng bậc 3.

Bài 2: Hai khe Y-âng cách nhau 3mm được chiếu bằng ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,60μm. Các vân giao thoa được hứng trên màn cách hai khe 2m. Tại N cách vân trung tâm 1,8 mm có:

A. vân sáng bậc 2.       B. vân sáng bậc 4.

C. vân tối.       D. vân sáng bậc 5.

Lời giải:

Chọn C.

Khoảng vân  thấy 1,8mm = (4 + 0,5).i= (k+1/2).i, suy ra N là vân tối thứ 5.

Bài 3: Trong một thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe Y-âng cách nhau 2mm, hình ảnh giao thoa được hứng trên màn ảnh cách hai khe 1m. Sử dụng ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ, khoảng vân đo được là 0,2 mm. Bước sóng của ánh sáng đó là:

A. 0,64 μm.       B. 0,55 μm.       C. 0,48 μm.       D. 0,40 μm.

Lời giải:

Chọn D.

Bài 4: Trong một thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe Y-âng cách nhau 2mm, hình ảnh giao thoa được hứng trên màn ảnh cách hai khe 1m. Sử dụng ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ, khoảng vân đo được là 0,2 mm. Vị trí vân sáng thứ ba kể từ vân sáng trung tâm là:

A. 0,4 mm.       B. 0,5 mm.       C. 0,6 mm.       D. 0,7 mm.

Lời giải:

Chọn C.

Khoảng vân i = 0,2mm, vị trí vân sáng bậc 3 (với k = 3) là x₃ = 3.i = 0,6mm.

Bài 5: Trong một thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe Y-âng cách nhau 2mm, hình ảnh giao thoa được hứng trên màn ảnh cách hai khe 1m. 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 bậc 3 của bức xạ λ có một vân sáng của bức xạ λ'. Bức xạ λ' có giá trị nào dưới đây:

A. λ' = 0,48 μm.       B. λ' = 0,52 μm.

C. λ' = 0,58 μm.       D. λ' = 0,60 μm.

Lời giải:

Chọn D.

Với bức xạ λ vị trí vân sáng bậc k = 3, ta có:

Với bức xạ λ’ vị trí vân sáng bậc k’, ta có:

Hai vân sáng này trùng nhau ta suy ra x_k = x_k' tương đương với kλ = k’λ’ tính được λ’ = 0,6μm.

Bài 6: Trong một thí nghiệm về giao thoa ánh sáng. Hai khe Y-âng cách nhau 3mm, hình ảnh giao thoa được hứng trên màn ảnh cách hai khe 3m. Sử dụng ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ, khoảng cách giữa 9 vân sáng liên tiếp đo được là 4mm. Bước sóng của ánh sáng đó là:

A. λ = 0,40 μm.       B. λ = 0,50 μm.

C. λ = 0,55 μm.       D. λ = 0,60 μm.

Lời giải:

Chọn B.

Trong khoảng 9 vân sáng liên tiếp có 8 khoảng vân i, suy ra khoảng vân i = 0,5mm. Áp dụng công thức tính bước sóng:

Bài 7: Trong một thí nghiệm về giao thoa ánh sáng. Hai khe Y-âng cách nhau 3mm, hình ảnh giao thoa được hứng trên màn cách hai khe 3m. Sử dụng ánh sáng trắng có bước sóng từ 0,40 μm đến 0,75 μm. Trên màn quan sát thu được các dải quang phổ. Bề rộng của dải quang phổ ngay sát vạch sáng trắng trung tâm là:

A. 0,35 mm.       B. 0,45 mm.       C. 0,50 mm.       D. 0,55 mm.

Lời giải:

Chọn A.

Khoảng vân ứng với ánh sáng đỏ là:

Khoảng vân ứng với ánh sáng tím là:

Bề rộng của quang phổ thứ nhất là d = 0,75mm – 0,40mm = 0,35mm.

Bài 8: Trong một thí nghiệm về giao thoa ánh sáng. Hai khe Y-âng cách nhau 3mm, hình ảnh giao thoa được hứng trên màn ảnh cách hai khe 3m. Sử dụng ánh sáng trắng có bước sóng từ 0,40 μm đến 0,75 μm. Trên màn quan sát thu được các dải quang phổ. Bề rộng của dải quang phổ thứ hai kể từ vân sáng trắng trung tâm là:

A. 0,45 mm.       B. 0,60 mm.       C. 0,70 mm.       D. 0,85 mm.

Lời giải:

Chọn C.

→ Bề rộng của quang phổ thứ hai là:

d = x_{đỏ 2} - x_{tím 2} = 2.i_đỏ -2.i_tím = 2.0,75mm – 2.0,40mm = 0,7mm.

Bài 9: Máy quang phổ càng tốt, nếu chiết suất của chất làm lăng kính:

A. càng lớn.

B. càng nhỏ.

C. biến thiên càng nhanh theo bước sóng ánh sáng.

D. biến thiên càng chậm theo bước sóng ánh sáng.

Lời giải:

Chọn C.

Máy quang phổ tốt thì tán sắc ánh sáng rõ nét.

Bài 10: Quang phổ liên tục được phát ra khi nung nóng:

A. chất rắn, chất lỏng, chất khí.

B. chất rắn, chất lỏng, chất khí có khối lượng riêng lớn.

C. chất rắn và chất lỏng.

D. chất rắn.

Lời giải:

Chọn B.

Do các vật được nung nóng ở trạng thái rắn, lỏng hoặc khí có tỷ khối lớn phát ra.

Xem thêm các dạng bài tập khác:

90 bài tập về tán sắc ánh sáng (2024)

80 bài tập về giao thoa ánh sáng (2024)

80 bài tập về hiện tượng quang điện. thuyết lượng tử ánh sáng (2024)

70 Bài tập về Sự phân tích ánh sáng trắng (2024)

70 Bài tập về Khúc xạ ánh sáng (2024)