NGUYỄN VĂN TRUNG : 0915192169
GIAO THOA VÀ TÁN SẮC ÁNH SÁNG
Phần 1: Tán sắc ánh sáng. Nhiễu xạ ánh sáng. Giao thoa ánh sáng
I. Hiện tượng tán sắc ánh sáng:
Hiện tượng tán sắc ánh sáng là sự phân tán một chùm sáng trắng thành nhièu chùm sáng có màu sắc
khác
nhau. Dải cầu vồng : đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm,tím gọi là quang phổ của ánh sáng trắng. Tia đỏ bị
lệch ít nhất, tia tím bị lệch nhiều nhất
+. Ánh sáng trắng gồm vô số các ánh sáng đơn sắc khác nhau có màu từ đỏ đến tím
+. Chiết suất của chất làm lăng kính đối với các ánh sáng đơn sức khác nhau thì khác nhau. Chiết suất
đối với ánh sáng đỏ thì nhỏ nhất và với ánh sáng tím thì lớn nhất
+. Tốc độ truyền ánh sáng trong môi trường trong suốt phụ thuộc vào tần số của ánh sáng. Vì vậy chiết
suất của môi trường trong suốt phụ thuộc vào tần số và bước sóng của ánh sáng( ánh sáng có tần só càng
nhỏ (bước sóng càng dài) thì chiết suất của môi trường càng bé.
Ứng dụng của sự tán sắc ánh sáng:
+. Trong máy quang phổ
+. Giải thích hiện tượng cầu vồng
II. Ánh sáng đơn sắc:
Là ánh sáng không bị tán sắc khi đi qua lăng kính mà chỉ bị lệch khi đi qua
+ Mỗi ánh sáng đơn sắc có một màu nhất định gọi là màu đơn sắc
+ Ánh sáng đơn sắc có một tần số xác định (hay bước sóng xác định trong mỗi môi trường)
Bước sóng ánh sáng trong chân không:
0
λ
=
c
f
= c.T
Bước sóng ánh sáng trong môi trường:
v
f
NGUYỄN VĂN TRUNG : 0915192169
Dạng 1: Tán sắc ánh sáng
Phương pháp giải:
Áp dụng các công thức của lăng kính :
+ Công thức tổng quát:
- sini
1
= n sinr
1
- sini
2
= n sinr
2
- A = r
1
+ r
2
- D = i
1
+ i
2
– A
+Trường hợp i và A nhỏ
- i
1
= nr
1
i
2
= nr
A
n
+
=
♦ Điều kiện để có phản xạ toàn phần: n
1
> n
2
i > i
gh
với sini
gh
=
2
1
n
n
♦ Với ánh sáng trắng:
tim do
tim do
n n n
λ
λ λ λ
≥ ≥
≤ ≤
2
– r
1
=
ax
D
Vị trí các vân sáng của giao thoa: x
s
=
D
k
a
λ
( k = 0,
±
1,
±
2… )
+ k = 0
⇒
x
SO
= 0: Tại O là vân sáng trung tâm
+ k =
±
1
⇒
x
S1
=
x
t2
=
±
3
2
D
a
λ
: Vị trí vân tố bậc 2, tính từ vân trung tâm
Khoảng vân i: Là khoảng cách giữa 2 vân sáng(hoặc 2 vân tối kề nhau)
NGUYỄN VĂN TRUNG : 0915192169
+ i = x
k + 1
– x
k
= (k + 1)
D
a
λ
– k
D
a
λ
⇒
i =
D
a
λ
là vân tối khi:
N
x
i
=
n + 05
• Giao thoa trong môi trường chiết suất n:
• Gọi
λ
là bước sóng ánh sáng đơn sắc trong chân không và
λ
′
là bước sóng ánh sáng trong môi
trường
chiết suất n. Ta có
n
λ
λ
′
=
( v là vận tốc ánh sáng trong môi trường chiết suất n)
Khoảng vân : i
/
=
D i
i
a n
λ
′
= <
S2
= k
2=
2
D
a
λ
+ Ở vị trí vân trung tâm hai vân sáng trùng nhau do x
S1
= x
S2
= 0
•
⇒
Vân sáng tại O có màu tổng hợp của hai màu đơn sắc ứng với hai ánh sáng có bước sóng
1
λ
và
2
λ
+ Tại các vị trí M, N. … thì hai vân trùng nhau khi x
S1
= x
S2
1 1 2 2
k k
λ λ
⇒ =
(*):
a
L
NGUYỄN VĂN TRUNG : 0915192169
k = 2, k = -3: Vân tối thứ ba
- Nếu thí nghiệm được tiến hành trong môi trường trong suốt có chiết suất n thì bước sóng và khoảng
vân:
n
n n
D
i
i
n a n
l
l
l = Þ = =
- Khi nguồn sáng S di chuyển theo phương song song với S
1
S
2
thì hệ vân di chuyển ngược chiều và
khoảng vân i vẫn không đổi.
- Độ dời của hệ vân là:
0
1
D
x d
D
=
Khi trên đường truyền của ánh sáng từ khe S
1
2 0,5
2
t
L
N
i
é ù
ê ú
= +
ê ú
ë û
Trong đó [x] là phần nguyên của x. Ví dụ: [4] = 4; [5,05] = 5; [6,99] = 6
* Xác định số vân sáng, vân tối giữa hai điểm M, N có toạ độ x
1
, x
2
(giả sử x
1
< x
2
)
+ Vân sáng: x
1
< ki < x
2
+ Vân tối: x
1
< (k+0,5)i < x
2
-
Dạng 3. Hệ vân dịch chuyển khi đặt bản mặt song song trước một trong hai khe
I. Phương pháp
+ Khi có bản mặt song song đặt trước một trong hai khe, vân sáng trung tâm dịch chuyển từ vị trí ban
đầu O đến vị trí mới O’ (x
0
= OO’). Gọi e là bề dầy của bản mặt song song.
Thời gian ánh sáng tryền qua bản mặt là
e
t
v
=
. (1)
Cũng thời gian này ánh sáng truyền trong chân không một quãng đường e’ = c.t (2)
Thay (1) vào (2) ta có:
' . .
e
e c n e
v
= =
(n = c/v)
+ Bản mặt có tác dụng làm chậm sự truyền ánh sáng hoặc tương đương với sự kéo dài đường đi của tia
sáng một đoạn : ∆e = e’ – e = e.(n - 1). Nếu có bản mặt đặt trước S
1
ta có:
'
1 1
d d
→
.
. .( 1)
0 ' 0 ( 1) 0
a x
D e n
d d e n x
D a
δ
−
= ⇔ − = ⇔ − − = ⇒ =
Trong đó x
0
là độ dịch chuyển của vân sáng trung tâm. Hệ vân cũng dịch chuyển một đoạn x
0
II. Bài tập
Bài 1: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng bằng khe Young, hai khe S
1
và S
2
được chiếu sáng bằng ánh
sáng đơn sắc. Khoảng cách của hai khe là a = 1mm. Khoảng cách giữa hai mặt phẳng chứa hai khe đến
màn là D = 3m.
1. Biết bước sóng của chùm sáng đơn sắc
0,5 m
λ µ
=
. Hãy tìm khoảng cách giữa hai vân sáng hoặc hai
vân tối liên tiếp.
2. Hãy xác định vị trí vân sáng bậc hai và vân tối thứ tư trên màn quan sát.
3. Đặt ngay sau S
1
). Tính chiết suất của chất làm bản mặt song song.
Đ/s: 1. i = 0,6.10
-3
mm; 2. n = 1,6
Bài 3: Khe Young có khoảng cách hai khe a = 1mm được chiếu bởi một ánh sáng đơn sắc có bước sóng
0,5 m
λ µ
=
.
a. Tại vị trí cách vân trung tâm 4,2mm ta có vân sáng hay vân tối? Bậc (vân) thứ mấy? Biết khoảng
cách từ hai khe đến màn là D = 2,4m.
b. Cần phải đặt bản mặt có chiết suát n = 1,5 dày bao nhiêu? Sau khe nào để hệ vân dời đến vị trí trên.
Đ/s: a. i = 1,2mm; Vân tối thứ 4; b. e = 3,5mm
Bài 4: Trong thí nghiệm giao thoa, khoảng cách của hai khe a = 4mm, màn M cách hai khe một đoạn
D = 2m.
1.Tính bước sóng của ánh sáng dùng trong thí nghiệm. Biết khoảng cách của hai vân sáng bậc 2 là
1,5mm.
2.Đặt bản mặt song song bằng thuỷ tinh có chiết suất n
1
= 1,5 sau một khe Young thì thấy hệ vân trên
màn di chuyển một đoạn nào đó.Thay đổi bản mặt trên bằng một bản thuỷ tinh khác có cùng bề dày thì
thấy hệ vân di chuyển một đoạn gấp 1,4 lần so với lúc đầu. Tính chiết suất n
2
của bản thứ hai.
Đ/s: a)
2
0,6 ; ) 1,7m b n
λ µ
= =
r
2
D
Dạng 4. Các thiết bị tao ra vân giao thoa ánh sáng
NGUYỄN VĂN TRUNG : 0915192169
+ Vị trí vân tối:
(2 1)
2
t
D
x k
a
λ
= +
2. Lưỡng Lăng kính Fre-nen .
+ Khoảng cách giữa hai khe: a = S
1
S
2
= 2(n-1).A.SI
+ Khoảng cách từ hai khe đến màn: D = IO + SI
+ Bề rộng trường giao thoa: A
1
A
2
= IO.2(n-1).A
+ Góc lệch
.( 1)A n
ϕ
= −
1 2 1 2
1
2
S SS S S=
;
·
¼
1 2 1 2
1
2
S OS S S
=
·
· ·
1 2 1 2 1 2
1 1
2 2
S SS S OS S OS
α
⇒ = ⇔ =
⇒
·
1 2
2S OS
α
=
.
Ta có:
( )
1 2
và S
2
của S tạo bởi hai lăng kính. Coi S
1
, S
2
nằm trong mặt phảng
với S, cho 1’=3.10
-4
rad.
b. Tìm bề rộng trường giao thoa trên màn E đặt song song và cách hai khe d’ = 150cm. Tính số vân quan
sát được trên màn.
Đ/S: a. a = 1,5mm; b. L = 4,5mm; n = 7
Bài 2: Một tháu kính hội tụ có tiêu cự f = 20cm được cắt làm đôi dọc theo đường kính và đưa ra xa
1mm. Thấu kính có bán kính chu vi R = 4cm. Nguồn sáng S cách thấu kính 60cm, trên trục chính và
phát ra ánh sáng đơn sắc có bước sóng
0,6 m
λ µ
=
. màn M đặt cáh lưỡng thấu kính 80cm. Hãy tính:
a. Khoảng vân i.
b. Bề rộng trường giao thoa trên màn quan sát.
c. Số vân sáng, vân tối quan sát được.
Đ/S: a. i = 0,2mm; b. 2,33mm; c. 11 vân sáng, 12 vân tối
Bài 3: Trong thí nghiệm giao thoa khe Young, khoảng cách hai khe sáng là 0,6mm; khoảng cách từ hai
khe đến màn là 1,2m. Giao thoa thực hiện với ánh sáng đơn sắc có bước sóng
0,75 m
λ µ
=
.
O
S
S
1
S
2
A
2
I
A
1
G
2
G
1
α
H
NGUYỄN VĂN TRUNG : 0915192169
c. Thực hiện giao thoa với ánh sáng trắng có bước sóng từ 0,38àm đến 0,76àm. Tìm độ rộng của quang
phổ bậc 1 trên màn.
Đ/S: a. x
s9
= 13,5mm; x
t9
= 12,75mm; b.
' 0,625 m
λ µ
=
; c. 0,7mm
Bài 4: Hai gương phẳng M
những bức xạ nào cho vân tối?
c. Giữ nguyên vị trí gương M
2
, cho M
1
tịnh tiến trong mặt phẳng của nó đến vị trí I
1
M
1
với II
1
= b. Tính
b để bề rộng trường giao thoa giảm đi một nửa. Biết SI tạo với M
1
góc
0
30 .
β
=
Đ/S: a. 0,162mm; A
1
A
2
= 2cm; b/ k = 4, 5, 6; c. b = 6,7mm
Bài 5: Trong thí nghiệm giao thoa khe Young, khoảng cách của hai khe 1mm, khoảng cách từ hai khe
đến màn 2m, ánh sáng đơn sắc có bước sóng
1
660nm
λ
b. Tịnh tiến một đoạn l theo phương vuông góc với mặt phẳng chứa hai khe thì tại M là vân tối thứ 5.
Xác định l và chiều di chuyển của màn.
Đ/S: a.
0,4 ;m
λ µ
=
b. D’ = 1,22m. màn rời xa một đoạn 0,22m
Phần 2: Các loại quang phổ. Tia hồng ngoại. Tia tử ngoại. Tia X
I. Máy quang phổ:
+ Là dụng cụ dùng để phân tích chùm sáng
phức
tạp thành những thành phần đơn sắc khác nhau
(hay máy quang phổ dùng để nhận biết các
thành
Phần cấu tạo của một chùm sáng phức tạp do
nguồn phát phát ra)
+ Cấu tạo và hoạt động: Máy quang phổ hoạt động dựa trên hiện tượng tán sắc ánh sáng
+ Cấu tạo gồm ba bộ phận chính: 1. Ống chuẩn trực 2. Lăng kính P 3. Buồng ảnh
II. Quang phổ liên tục:
+ Là quang phổ gồm một dải màu biến đổi liên tục từ đỏ đến tím
+ Nguồn phát: Do các vật rắn, lỏng hoặc khí có khối lượng riêng lớn bị nung nóng phát ra
+ Tính chất: Không phụ thuộc vào thành phần cấu tạo của vật phát sáng mà chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ
của vật
+ Ứng dụng: Dùng để xác định nhiệt độ của vật nóng phát sáng
III. Quang phổ vạch phát xạ:
+ Là quang phổ gồm một hệ thống các vạch màu riêng lẻ, ngăn cách nhau bằng những khoảng tối
+ Nguồn phát: Do các chất khí hay hơi ở áp suất thấp bị kích thích phát sáng( do đổt nóng hoặc có dòng
điện phóng qua) phát ra
Sơ đồ máy quang phổ lăng kính
NGUYỄN VĂN TRUNG : 0915192169
+ Bản chất: Tia hồng ngoại là những bưc xạ không nhìn thấy được và có bản chất là sóng điện từ có
bước sóng lớn hơn bước sóng của ánh sáng đỏ và nhỏ hơn bước sóng của sóng vô tuyến điện( từ
λ
>
0,76
m
µ
đến vài milimét)
• Nguồn phát tia hồng ngoại:
+ Tất cả các vật dù ở nhiệt độ thấp ( lớn hơn 0
0
K) đều phát ra tia hồng ngoại: Mặt Trời, cơ thể người,
bàn là…)
+ Nguồn phát tia hồng ngoại thường dùng các bóng đèn có dây tóc bằng vonfram nóng sáng, lò than …
• Tính chất:
+ Tác dụng nổi bật của tia hồng ngoại là tác dụng nhiệt
+ Tia hồng ngoại có khả năng gây ra một số phản ứng hoá học, có thể tác dụng lên phim ảnh hồng
ngoại
+ Tia hồng ngoại có thể biến điệu( điều biên) như sóng cao tần
+ Tia hồng ngoại còn có thể gây ra hiệu ứng quang điện trong ở một số chất bán dẫn
• Ứng dụng:
+ Dùng để sưởi ấm hay sấy khô
+ Chụp ảnh hồng ngoại
+ Sử dụng ở bộ điều khiển từ xa
+ Trong quân sự dùng để dò tìm mục tiêu, chụp ảnh ban đêm
VII. Tia tử ngoại :
NGUYỄN VĂN TRUNG : 0915192169
• Bản chất: Tia tử ngoại là những bức xạ không nhìn thấy được và có bản chất là sóng điện từ, có
bước sóng ngắn hơn bước sóng của ánh sáng tím ( từ
λ
- Đều là sóng điện từ nhưng có bước sóng khác nhau
- Tính chất chung:
+ Cùng cho các hiện tượng phản xạ, khúc xạ, giao thoa
+ Cả hai đều không kích thích được dây thần kinh thị giác, nên mắt không thấy vật được rọi sáng bằng
hai tia trên
+ Đều làm đen kính ảnh, nhưng tia hồng ngoại tác dụng yếu
+ Đều có tác dụng nhiệt, nhưng tia hồng ngoại tác dụng mạnh hơn
VIII. Tia X (Tia Rơn – ghen):
Tia Rơn – ghen là sóng điện từ có bước sóng rất ngắn, khoảng từ 10
-11
đến 10
-8
m. Tia X cứng có bước
sóng ngắn và tia X mềm có bước sóng dài hơn
• Tính chất và công dụng của tia Rơn – ghen:
+ Tia X có tính chất nổi bật là khả năng đâm xuyên mạnh, có thể truyền qua giấy, gỗ…nhưng qua kim
loại thì khó hơn. Kim loại có khối lượng riêng càng lớn thì khả năng cản tia Rơn – ghen càng tốt
→
ứng
dụng: để chiếu điện, chụp điện trong y học; Trong công nghiệp, tia Rơn – ghen dùng để dò khuyết tật
bên trong sản phẩm…
+ Tia X có tác dụng rất mạnh lên phim ảnh
→
ứng dụng: để chụp điện
+ Tia X làm phát quang một số chất
→
ứng dụng: làm màn hình để chiếu điện
+ Tia X có khả năng ion hoá các chất khí
→
ứng dụng: làm máy đo liều lượng tia Rơn – ghen
dụng lên kính ảnh, dễ làm phát quang các chất và dễ ion hoá không khí
+. Đối với các tia có bước sóng càng dài, ta càng dễ quan sát hiện tượng giao thoa của chúng
+. Ranh rới các sóng không rõ rệt
CÔNG THỨC TÍNH SỐ VÂN CÙNG MÀU VÀ VỊ TRÍ CÙNG MÀU TRONG TRƯỜNG GIAO
THOA KHI CHIẾU 3 BỨC XẠ λ
1
,λ
2
,λ
3
+. SỐ VÂN CÙNG MÀU TRONG TRƯỜNG GIAO THOA:
- Tính khoảng vân ứng với các bức xạ : i
1
= λ
1
D/a , i
2
= λ
2
D/a , i
3
= λ
3
D/a
- Rồi lập tỉ số : i
1
/i
2
= λ
1
- còn số vân sáng cùng màu với vân sáng trung tâm là : N
s
= [ L/i
trùng
]
ε z
+. VỊ TRÍ CÙNG MÀU TRONG TRƯỜNG GIAO THOA:
x
n
= n.i
trùng
trong đó : n : là số vị trí cùng màu ( n = 1,2,3,…….N )
i
trùng
: khoảng vân trùng
CÔNG THỨC TÍNH SỐ VÂN GIỮA HAI VÂN CÙNG MÀU VỚI VÂN SÁNG TRUNG TÂM
KHI CHIẾU 3 BỨC XẠ λ
1
,λ
2
,λ
3
-
CÁCH 1 : * chú ý : khoảng cách giữa hai vân sáng liên tiếp cùng màu với vân sáng trung tâm là
bằng khoảng vân trùng : L
c
= x
n + 1
- x
n
) + 1 → L
c
= i
2
( N
2
– 1 )
- N
3
= ( L
c
/i
3
)
+1 → L
c
= i
3
( N
3
– 1 )
Ta có : - L
c
= i
trùng
= bdi
1
= i
1
3
= bc + 1
Chú ý : nếu bài toán hỏi :
+ Trên Đoạn của hai vân cùng màu có bao nhiêu vân không cùng màu thì giữa nguyên N
1
,N
2
,N
3
+ Trên khoảng của hai vân cùng màu thì số vân không cùng là : - N
1
0
= N
1
– 2
- N
2
0
= N
2
– 2
- N
3
0
= N
3
– 2
+ nếu bài toán hỏi tính tổng số vân sáng của ba bức xạ trong khoảng giữa hai vân sáng cùng màu với
vân sáng trung tâm thì :
i
3
Tính được số vân trùng của hai bức xạ ( có 3 cặp vân trùng của hai bức xạ )
bước 3 : Σ N = N
1
0
+ N
2
0
+ N
3
0
- N
12
– N
13
– N
23
NGUYỄN VĂN TRUNG : 0915192169
nhận xét : Công thức trên có vẻ trìu tượng các bạn cố suy ngẫm tiếp
CÁCH 2 : tính nhanh số vân giữa hai vân sáng cùng màu với vân sáng trung tâm khi chưa biết khoảng
cách giữa hai vân sáng đó :
ta luôn có : i
trùng
= bdi
1
= adi
2
= bci
1
D/a , i
2
= λ
2
D/a , i
3
= λ
3
D/a
Chú ý : không cần tính i
4
- Rồi lập tỉ số : i
1
/i
2
= λ
1
/λ
2
= a/b (*) , i
2
/i
3
= λ
2
/λ
3
= c/d (**)
- Từ (*) và (**) suy ra khoảng vân trùng : i
Câu 1 : Trong thí nghiệm I- âng về giao thoa ánh sáng .nguồn phát đồng thời hai bức xạ đơn sắc.
λ
1
= 0,64μm(đỏ) , λ
2
= 0,48μm(lam).trên màn hứng vân giao thoa. Trong đoạn giữa 3 vân sáng liên tiếp
cùng màu với vân trung tâm có số vân đỏ và vân lam là
A. 9 vân đỏ , 7 vân lam B. 7 vân đỏ , 9 vân lam
C. 4 vân đỏ , 6 vân lam D. 6 vân đỏ . 4 vân lam
ĐA : A
Câu 2 : Trong thí nghiệm I- âng về giao thoa ánh sáng , hai khe được chiếu đồng thời 3 bức xạ đơn sắc
có bứơc song : λ
1
= 0,4μm , λ
2
= 0,5μm , λ
3
= 0,6μm . Trên màn quan sát ta hứng được hệ vân giao thoa ,
trong kgoảng giữa hai vân sáng gần nhau nhất cùng màu với vân sáng trung tâm , ta quan sát được số
vân sáng bằng :
A. 34 B. 28 C. 26 D. 27
ĐA : D
Câu 3 : Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng bằng khe young khoảng cách giữa 2 khe kết hợp là:
a = 1,5 mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là D = 1,5mm. ánh sáng sử dụng gồm 3 bức xạ có bứơc
sóng λ
1
= 0,4μm , λ
2
= 0,56μm , λ
3
λ
1
= 0,64μm , λ
2
= 0,6μm , λ
3
= 0,54μm. λ
4
= 0,48μm . Khoảng cách ngắn nhất giữa hai vân cùng màu
với vân sáng trung tâm là?
A. 4,8mm B. 4,32 mm C. 0,864 cm D. 4,32cm
ĐA : D
Câu 7 : Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng bằng khe young. Khoảng cách giữa 2 khe kết hợp là a = 2
mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là D = 2m. nguồn S phát ra ánh sáng trắng có bước sóng từ:
380 nm đến 760 nm.Vùng phủ nhau giữa quang phổ bậc hai và quang phổ bậc ba có bề rộng là ?
A. 0,76 mm B. 0,38 mm C. 1,14 mm D. 1,52mm
ĐA: B
Câu 8 : Thực hiên giao thoa ánh sáng với hai bức xạ thấy được có bước sóng λ
1
= 0,64μm ; λ
2
. Trên
màn hứng các vân giao thoa , giữa hai vân gần nhất cùng màu với vân sáng trung tâm đếm được 11 vân
sáng . trong đó số vân của bức xạ λ
1
và của bức xạ λ
2
lệch nhau 3 vân , bước sóng của λ
2
là ?
=
giữa hai vân sáng liên tiếp có màu giống như
màu vân sáng trung tâmcó 11 cực đại giao thoa của ánh sáng đỏ .Số cực đại giao thoa của ánh sáng lục
và tím giữa hai vân sáng liên tiếp nói trên là :
A. 14vân màu lục ,19vân tím B. 14vân màu lục ,20vân tím
C. 15vân màu lục ,20vân tím D. 13vân màu lục ,18vân tím
……………………………………………………….
BÀI TẬP TỰ LUẬN
Bài 1: Bước sóng trong chân không của ánh sáng đỏ là
( )
m,
µ
750
, của ánh sáng tím là
( )
m,
µ
40
. Tính bước
sóng của các ánh sáng đó trong thuỷ tinh, biết chiết suất của thuỷ tinh đối với tia đỏ là
51,n
d
=
và đối với
tia tím là
541,n
t
=
.
Bài 2: Một lăng kính có góc chiết quang
của lăng kính có
0
50
=
A
, dưới góc tới
0
1
60
=
i
. Chùm tia
ló ra khỏi mặt AC gồm nhiều màu sắc biến thiên liên tục từ đỏ đến tím. Biết
chiết suất của chất làm lăng kính đối với tia đỏ và tia tím lần lượt là:
541,n
=
d
;
581,n
=
t
. Hãy xác định góc hợp bởi giữa tia đỏ và tia tím ló ra khỏi lăng kính
Bài 4! Cho một lăng kính có góc chiết quang nhỏ A=6
0
và có chiết suất n=1,62đối với ánh sáng màu lục.
NGUYỄN VĂN TRUNG : 0915192169
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 và một phần qua lăng kính. Trên một màn ảnh E đặt
song song với mặt phõn giỏc của gúc chiết quang và cỏch nú 1m ta thấy cú hai
tím là 1,54 và đối với tia đỏ là 1,50. Quang phổ được hứng trên màn ảnh đặt song song và cách mặt
phẳng phân giác của lăng kính 2m. Tính chiều rộng quang phổ thu được trên màn ảnh.
Bài 7 Một lăng kính thủy tinh có góc chiết quang A=6
0
chiết suất của nó với tia
tím và tia đỏ lần lượt là n
t
=1,6644 và n
đ
=1,6552. Chiếu một chựm tia sáng trắng,
hẹp vào mặt bên AB của lăng kính theo phương vuông góc với mặt phẳng phân
giác của góc A. Hứng chùm tia ló bằng màn E song song với mặt phân giác góc
A và cách đó khoảng 1m.
1) Tính góc hợp bởi hai tia đỏ và tím.
2) Tính khoảng cách giữa hai vệt sáng màu đỏ và màu tím trờn màn.
Bài 8 Một chùm sáng trắng, hẹp đập vào một lăng kính thủy tinh có tiết diện
thẳng là một tam giác đều trong điều kiện góc lệch của tia sáng vàng cực tiểu. Tính góc tạo bởi tia đỏ và
tia tím trong chùm ánh sáng ló. Cho biết chiết suất của lăng kính ứng với các ánh sáng đỏ, vàng, tím lần
lượt là: n
đ
= 1,5 ; n
v
= 1,51 ; n
t
= 1,52.
Bài 9 Chiếu một chùm tia sáng hẹp song song vào mặt bên của lăng kính có
0
60
=
A
0
1
60
=
i
. Tính góc hợp bởi hai
tia giới hạn ló ra khỏi mặt bên AC.
2) Bây giờ thay đổi góc tới của chùm ánh sáng trắng chiếu vào lăng kính sao cho góc lệch ứng với tia
màu vàng (có chiết suất
521,n
v
=
) là cực tiểu. Tính góc hợp bởi hai tia giới hạn ló ra khỏi mặt bên AC.
E
A
E
A
NGUYỄN VĂN TRUNG : 0915192169
Bài 11 Một máy quang phổ có lăng kính thuỷ tinh góc chiết quang
0
60
=
A
. Chiếu đồng thời các bức
xạ
21
λλ ,
vào máy quang phổ. Biết chiết suất của lăng kính đối với các bức xạ
21
λλ
==
A,A
được ghép với nhau như hình vẽ, sao cho góc C vuông, chiết suất của hai
lăng kính phụ thuộc bước sóng tính theo các công thức sau đây:
2
1
11
λ
+=
b
an
,
2
2
22
λ
+=
b
an
trong đó
11
1
,a
=
,
( )
;nmb
25
1
10
của lăng kính. Tia này có góc lệch cực tiểu D
min
=A. Chiết suất lăng kính đối với ánh sáng tím là
n 3
=
a) Tính D
min
và góc tới i.
b) Cùng dưới góc tới đó ta chiếu đến một chùm tia sáng trắng mà khi ló ra ngoài tia đỏ có độ lệch là
56
0
. Chùm ló khỏi lăng kính được chiếu lên một thấu kính hội tụ có tiêu cự f=1m sao cho chùm tia tím
song song với trục chính của thấu kính. Hứng ánh sáng của chùm sáng trên một tấm kính mờ đặt trùng
với tiêu diện của thấu kính
- Giải thích cách tạo ảnh
- Tính bề rộng quang phổ trên tấm kính
Bài 14 Một lăng kính có góc ở đỉnh là 60
0
nhận một chùm tia sáng song song màu đỏ dưới độ lệch cực
tiểu. Chiết suất của lăng kính đối với ánh sáng đỏ là 1,54.
a) Tính độ lệch cực tiểu và góc tới i
b) Cũng dưới góc tới đó ta chiếu đến một chùm sáng song song màu trắng và khi ló ra khỏi lăng
kính thỡ tia tớm cú gúc lú là 51
0
31’. Chùm tia sáng ló được hứng trên một thấu kính hội tụ tiêu cự
f=50cm sao cho trục chính song song với tia đỏ. Vẽ đường đi của tia đỏ và tia tím qua lăng kính và thấu
kính. Tính bề rộng quang phổ tại mặt phẳng tiêu của thấu kính.
Bài 15 Một máy quang phổ có lăng kính thuỷ tinh góc chiết quang
0
60
cho góc lệch cực tiểu.
1) Tính góc tới của chùm sáng tới lăng kính và góc lệch qua lăng kính ứng với
2
λ
.
2) Tính góc lệch qua lăng kính ứng với hai bức xạ còn lại.
NGUYỄN VĂN TRUNG : 0915192169
3) Xác định khoảng cách giữa hai vạch trên mặt phẳng tiêu diện của thấu kính buồng ảnh tương ứng
với hai bức xạ đơn sắc
31
λλ
vµ
. Biết trục chính của thấu kính song song với tia đỏ.
Tán sắc qua Lưỡng chất phẳng.
Bài 16 Chiếu một chùm sáng trắng song song, hẹp coi như một
tia sáng vào một bể nước dưới góc tới 60
0
. Chiều sâu của bể nước
là 1m. Dưới đáy bể có một gương phẳng, đặt song song với mặt
nước. Chiết suất của nước đối với ánh sáng tím là 1,34 và đối với
ánh sáng đỏ là 1,33. Tính chiều rộng của dải màu mà ta thu được
ở chùm sáng ló.
Bài 17 Một bể nước sâu 1,2m. Một chùm sáng mặt trời rọi vào
mặt nước dưới góc i sao cho sini=
4
5
Chiết suất trung bỡnh của
nước là n=
4
3
cmd 25=
.
3) Để cho tiêu điểm ứng với các tia màu tím trùng với tiêu điểm ứng với các tia màu đỏ, người ta ghép
sát với thấu kính hội tụ nói trên một thấu kính phân kỡ cú hai mặt giống nhau và cũng cú bỏn kớnh
10cm. Nhưng thấu kính này làm bằng một loại thủy tinh khỏc. Tỡm hệ thức giữa chiết suất của thấu
kớnh phõn kỡ đối với ánh sáng tím và chiết suất của nó với ánh sáng đỏ.
Tán sắc qua Bản mặt song song.
Bài 19 Chiếu một tia sáng trắng từ không khí vào một bản thuỷ tinh có
( )
cme 5
=
dưới góc tới
0
80
=
i
. Biết chiết suất của thủy tinh đối với tia đỏ và tia tím lần lượt là
51114721 ,n;,n
td
==
. Tính
khoảng cách giữa hai tia ló đỏ và tím.
Bài 20 Một bản thủy tinh hai mặt song song dày d=3cm có chiết suất
đối với bức xạ
1
λ
là n
1
=
3
λ λ
tách dời được hẳn nhau.
d
60
0
a
NGUYỄN VĂN TRUNG : 0915192169
Bài 21 Hiện tượng cầu vồng là do hiện tượng tán sắc của ánh sáng Mặt Trời qua các giọt nước hoặc các
tinh thể băng trong không khí. Một tia sáng Mặt Trời
truyền trong mặt phẳng tiết diện thẳng đi qua tâm của một
giọt nước hình cầu trong suốt có chiết suất n với góc tới
0
45
=
i
. Sau khi khúc xạ tại I tia sáng phản xạ một lần tại J
rồi lại khúc xạ và truyền ra ngoài không khí tại P (xem
hình). Hãy xác định góc lệch D của tia tới và tia ló ứng với
tia đỏ và tia tím. Tính góc tạo bởi tia ló đỏ và tia ló tím.
Biết chiết suất của nước đối với ánh sáng đỏ và ánh sáng
tím lần lượt là
351321 ,n;,n
td
==
.
Tán sắc kết hợp với phản xạ toàn phần.
Bài 22 Một lăng kính thuỷ tinh có tiết diện thẳng là tam giác ABC góc
0
60
=
Bài 25 Một lăng kính có tiết diện thẳng là một tam giác ABC đều. Chiếu một chùm tia sáng trắng rất hẹp
coi như một tia sáng SI vào mặt bên AB đi từ đáy lên. Chiết suất n của chất làm lăng kính có giá trị biến
đổi theo bước sóng
λ
của ánh sáng đơn sắc., cú giỏ trị nhỏ nhất là n
đ
=
2
ứng với ánh sáng màu đỏ và
tăng dần đến giá trị lớn nhất là n
t
=
3
ứng với ỏnh sỏng tớm.
1. Xác định góc tới i của tia SI sao cho tia tím có góc lệch cực tiểu D
t
. Tớnh D
t
.
2. Sau đó muốn cho tia đỏ có góc lệch cực tiểu thỡ phải quay lăng kính một góc
δ
bằng bao nhiờu và
theo chiều nào?
3. Gúc tới i của SI phải thỏa món điều kiện gỡ thỡ khụng cú tia sỏng nào trong chựm sỏng trắng lú ra
khỏi mặt AC?
Bài 26! Cho một lăng kính tiết diện thẳng là một tam giác đều ABC, đáy BC ở dưới và góc chiết quang
là A. Chiết suất thủy tính làm lăng kính phụ thuộc bước sóng của ánh sáng theo công thức:
B
A
C
m m
λ µ λ µ
= =
a) Xác định góc tới của tia sáng trên mặt AB sao cho tia tím có góc
lệch cực tiểu. Tính góc lệch này.
b) Muốn cho tia đỏ có góc lệch cực tiểu thỡ phải quay lăng kính quanh cạnh AC một góc bao nhiêu?
Theo chiều nào?
c) Gúc tới của tia sỏng trờn mặt AB phải thỏa món điều kiện nào thỡ khụng cú tia nào trong chựm sỏng
trắng lú ra khỏi mặt AC?
Bài 27 Lăng kính thủy tinh có tiết diện thẳng là tam giác vuông cân ABC với góc A=90
0
, mặt huyền BC
tiếp xúc với mặt thoáng của nước. Chiếu tới mặt bên AB một chùm tia sáng song song hẹp đơn sắc. Khi
góc tới i ở mặt AB có giá trị i
1
=24
0
30’ thì tia khúc xạ phản xạ toàn phần ở mặt huyền BC. Góc tới tại
mặt này khi đó là 61
0
. Hãy tính chiết suất của thủy tinh và của nước.
Bài 28! Một lăng kính có dạng tam giác cân ABC, các góc ở đáy bằng 30
0
làm bằng thủy tinh có chiết
suất phụ thuộc bước sóng. Lăng kính đặt trong không khí.
Một tia sáng trắng rọi theo phương song song với đáy BC
của lăng kính và đập vào mặt AB của lăng kính tại điểm I
tùy ý.
1. Mô tả tính chất của chùm tia khúc xạ trong lăng kính và
chứng minh rằng mọi tia khúc xạ đều bị phản xạ toàn phần
là chùm tia sáng trắng. Coi lăng kính chiết suất N tán sắc nhiều hơn lăng kính chiết suất n.
Bài 30 Người ta bố trí một sơ đồ thí nghiệm quan sát hiện tượng tán sắc ánh sáng như sau: Ánh sáng
trắng qua khe hẹp S song song với cạnh P của lăng kính P. Lăng kính có tiết diện thẳng là một tam giác
vuông cân ABC (góc chiết quang A=90
0
; AB=AC) và có chiết suất đối với ánh sáng đỏ bằng 1,6; Thấu
kính L
1
tạo một chùm tia song song đi tới lăng kính, thấu kính L
2
làm hội tụ các chùm tia song song ló ra
B
A
CH
I
h
30
0
A
C
S
B
I
0
D
N
n
A
B C
I
cách đều nguồn sáng. Đặt một màn ảnh song song và cách hai khe 1m. Xác định vị trí vân tối thứ ba kể
từ vân sáng trung tâm.
Bài 33 Trong giao thoa với khe Iang có khoảng cách hai khe là a=0,5mm. Khoảng cách từ hai khe tới
màn là D=2m người ta đo được khoảng cách giữa 6 vân sáng liên tiếp cách nhau 1,2cm. Tính bước sóng
của ánh sáng đơn sắc trên?
Bài 34 Trong thí nghiệm giao thoa khe Iang có khoảng cách từ vân sáng bậc 3 đến vân sáng bậc 7 về
cùng một phía là 3,6mm. Biết khoảng cách giữa hai khe là a=0,8mm và khoảng cách từ hai khe tới màn
là D=1,6m.
a) Tính bước sóng của ánh sáng dùng trong thí nghiệm?
b) Nếu thay ánh sáng trên bằng ánh sáng có bước sóng
0,65 m
λ µ
=
thì khoảng cách giữa hai vân
sáng bây giờ là bao nhiêu?
Bài 35 Trong thí nghiệm của Young, người ta dùng ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ=0,75μm. Nếu thay ánh
sáng trên bằng ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ' thì thấy khoảng vân giao thoa giảm đi 1,5 lần. Tìm λ'.
Bài 36 Trong 1 thí nghiệm Iâng về giao thoa ánh sáng, 2 khe Iâng cách nhau 2mm, màn cách 2 khe 1m.
Sử dụng ánh sáng đơn sắc có bước sóng
λ
, khoảng vân đo được là 0,2mm. Thay bức xạ trên bằng bức
xạ có bước sóng
λ
/
>
λ
thì tại vị trí vân sáng bậc 3 của bức xạ
λ
có 1 vân sáng của bức xạ
λ
λ
NGUYỄN VĂN TRUNG : 0915192169
Bài 40 Người ta thực hiện thí nghiệm giao thoa ánh sáng bằng hau khe Iang cách nhau 0,5mm với ánh
sáng đơn sắc có bước sóng
1
0,5 m
λ µ
=
và quan sát hiện tượng trên màn E cách hai khe 2m.
1. Tính khoảng vân. Tại vị trí x
1
và x
2
cách vân trung tâm lần lượt 7mm và 10mm ta thấy vân loại gì và
bậc bao nhiêu?
2. Chiều rộng của vùng giao thoa quan sát được trên màn là 26mm. Tính số vân sáng, vân tối quan sát
được trên màn.
3. Nếu thực hiện giao thoa trong nước có chiết suất n= 4/3 thì có hiện tượng gì xảy ra? Tính khoảng vân
trong trường hợp này?
Bài 41 Thực hiện giao thoa ánh sáng bằng khe Iâng với ánh sáng đơn sắc có bước sóng là λ. Người ta đo
khoảng cách giữa vân sáng và vân tối nằm cạnh nhau là 1,12mm. Trong khoảng giữa hai điểm M và N
trên màn cách vân trung tâm lần lượt là 5,6mm; 12,88mm có bao nhiêu vân sáng, vân tối khi:
a) M, N nằm cùng phía so với vân sáng trung tâm
b) M, N ở hai phía so với vân sáng trung tâm
Giao thoa với ánh sáng trắng.
Bài 42 Trong thí nghiệm Iâng, hai khe được chiếu bằng ánh sáng trắng có bước sóng :
0,4μm ≤ λ ≤ 0,75μm. Khoảng cách giữa hai khe là 0,3mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là 2m. Tính
khoảng cách giữa vân sáng bậc 3 màu đỏ và vân sáng bậc 3 màu tím ở cùng một bên so với vân trung
tâm.
Bài 43 Trong thí nghiệm Iang, khoảng cách hai khe là 0,5mm. Màn quan sát được đặt song song với mặt
2
λ
thì trên màn quan sát được vân sáng bậc 3
của ánh sáng có bước sóng
1
λ
trùng với vân sáng bậc 2 của ánh sáng có bước sóng
2
λ
.Tìm bước sóng
2
λ
Bài 46 Một nguồn sáng điểm nằm cách đều hai khe Iang và phát ra đồng thời hai bức xạ đơn sắc có
bước sóng
1 2
0,6 và m
λ µ λ
=
chưa biết. Khoảng cách hai khe là a=0,2mm. Khoảng cách từ các khe đến
màn là D=1m.
1. Tính khoảng vân giao thoa trên màn đối với
1
λ
2. Trong một khoảng rộng L=2,4cm trên màn, đếm được 17 vạch sáng, trong đó có 3 vạch là kết quả
trùng nhau của hai hệ vân. Tính bước sóng
2
λ
,biết hai trong ba vạch trùng nhau nằm ngoài cùng của
khoảng L.
Bài 47 Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng, cho khoảng cách giữa hai khe là 1mm, từ 2 khe
nghiện
Iâng, hai
khe
cách
nhau
0,8mm
và
cách
màn
là
1,2m.
Chiếu
đồng
thời
hai
giao
thoa
là
10mm
thì
có
bao nhiêu
vân
sáng
có
màu
giống
màu
của
vân
sáng
2
=a=0,2mm. Vân giao thoa hứng được trên màn E đặt sau hai
khe S
1
S
2
và song song với S
1
S
2
cách S
1
S
2
một khoảng D=1m.
a) Biết rằng khoảng cách giữa 10 vân sáng cạnh nhau là 2,7cm. Tính bước sóng ánh sáng đơn sắc của
nguồn?
b) Chiếu khe S bằng ánh sáng trắng có bước sóng nằm trong khoảng từ 0,4
m
µ
đến 0,76
m
µ
. Hỏi ở
những điểm nằm cách vân sáng chính giữa 2,7cm có những vân sáng của ánh sáng đơn sắc nào trùng
nhau?
Bài 52 Hai khe Iang S
1
, S
2
d) Bây giờ ta chiếu S bằng chùm ánh sáng trắng có bước sóng từ 0,4
m
µ
đến 0,7
m
µ
. Xác định bước
sóng của các bức xạ bị tắt tại điểm cách vân trung tâm 1,2cm.
Bài 53* Hai tấm kim loại P và P’ song song, cùng trục, mang trên tấm này khe F và tấm kia hai khe F
1
và F
2
cách nhau 0,5mm và cách đều F.
1. Khe F được chiếu với ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ=0,546μm. Tính khoảng vân i? Gọi D là
khoảng cách giữa P’ và màn E. Tính hàm i=f(D) lúc D biến thiên từ 50cm đến 90cm.
2. Khe F được chiếu sáng với hai bức xạ có bước sóng λ
1
và λ
2
. Tỉ số
1
2
p
q
λ
λ
=
; p, q là số nguyên. Mô
tả hiện tượng quan sát được khi p=5 và q=6. Hiện tượng đó có quan sát được với bức xạ phát bởi hoi
Natri không? Cho biết quang phổ vạch của Natri gồm 2 bước sóng λ
Bài 55* Thực hiện giao thoa ánh sáng đơn sắc có bước sóng
0,65 m
λ µ
=
bằng khe Iang. Biết
S
1
S
2
=a=0,65mm. SI=d=1m; IO=D=1m
1. Tính khoảng vân và vị trí các vân sáng, vân tối trên màn.
2. Khoét tại vị trí vân trung tâm một khe hẹp và đặt mắt tại đấy. Khi dịch chuyển khe S một đoạn
3,5mm theo phương S
1
S
2
thì mắt thấy được gì?
3. Một bản rung làm cho khe S chuyển động theo phương S
1
S
2
với phương trình x
S
=2sin
t
π
(mm). Mắt
đặt tại khe khoét trên màn sẽ quan sát được gì trong mỗi chu kì?
Bài 56 Trong thí nghiệm Iâng về giao thoa ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ=0,5μm. Cho khoảng cách
từ khe hẹp S cách mặt phẳng hai khe hẹp S
là d=50cm.
3. Không tịnh tiến khe S mà mở rộng dần khe S. Tính độ rộng của khe S để hệ vân biến mất.
(Điều kiện độ rộng của khe hẹp để không xảy ra giao thoa)
Dịch chuyển hệ vân do bản mỏng.
Bài 58 Trong thí nghiệm Iang, người ta chiếu một chùm sáng đơn sắc song song vào hai khe hẹp S
1
và
S
2
song song với nhau trên một màn chắn sáng. Khoảng cách giữa hai khe là 0,5mm. Vân giao thoa được
hứng trên màn ảnh E đặt cách mặt phẳng của hai khe một khoảng là 2m. Khoảng cách giữa 6 vân sáng
liên tiếp cạnh nhau là 1,2cm.
a) Tính bước sóng của ánh sáng
NGUYỄN VĂN TRUNG : 0915192169
b) Thay chùm sáng đơn sắc bằng chùm sáng trắng. Tính chiều rộng của quang phổ bậc 1 và quang phổ
bậc hai trên màn ảnh. Bước sóng của ánh sáng tím là
0,4 m
µ
và của ánh sáng đỏ là 0.75
m
µ
c) Lại dùng chùm sáng đơn sắc nói trên. Chắn sau khe S
1
bằng một tấm thủy tinh phẳng rất mỏng, có
chiết suất n = 1,5. Ta thấy vân sáng chính giữa bị dịch chuyển đến vị trí của vân sáng bậc 20 cũ. Tính
chiều dày bản thủy tinh?
Bài 5.59 Trong thí nghiệm Iang về giao thoa ánh sáng, các khe S
1
, S
2
khoảng cách O
1
O
2
=3,0cm và
giữa chúng có đúng 60 khoảng vân.
a) Tính khoảng cách giữa hai khe S
1
, S
2
b) Bản mỏng có chiều dày e=0,03mm. Tính chiết suất của bản mỏng, biết rằng bản mỏng làm đường
đi của tia sáng ló dài thêm một đoạn e(n-1).
2. Bỏ bản mỏng đi và nguồn S phát ba ánh sáng đơn sắc có các bước sóng
1 2
0,4 ; 0,5m m
λ µ λ µ
= =
3
0,6 m
λ µ
=
. Xác định khoảng cách giữa hai vân sáng có màu giống như màu ánh sáng quan sát được
tại O.
Bài 61 Chùm ánh sáng đơn sắc phát ra từ khe hẹp S có bước sóng
0,5 m
λ µ
=
được rọi vào màn có hai
khe hẹp S
1
m
µ
). Tìm bước sóng các vạch đó.
Bài 62* (Giao thoa khe Young – dời vân do dời khe sáng. Ảnh hưởng của lăng kính với hệ vân giao
thoa)
1. Trên một màn ngăn sáng E có khoét hai khe A, B nhỏ, song song, cách nhau a=1mm. Trên đường
trung trực của AB và xa E một đoạn D
1
=1m có một khe thứ 3, F song song với hai khe trước. F được
chiếu sáng bởi bức xạ đơn sắc bước sóng λ=0,6μm. Quan sát được gì trên màn E’ song song với E và xa
nó khoảng D
2
=2m. Tính khoảng vân.
e
S
1
DS
2
E
O
a
S
S
1
DS
2
E
O
a
NGUYỄN VĂN TRUNG : 0915192169
1
600nm
λ
=
và
2
400nm
λ
=
(màu tím) và bắt đầu chuyển động
từ điểm O, thì sau chớp sáng đầu tiên, các chớp sáng ghi được
trong những khoảng thời gian nào? (coi chớp sáng đầu tiên là hai chớp sáng vàng, tím cùng xuất hiện
đồng thời)
Bài 64* Để đo chiết suất của khí Clo, người ta làm thí nghiệm sau: Trên đường đi của chùm tia sáng do
một trong hai khe của máy giao thoa của Young phát ra, người ta đặt một ống thủy tinh dài e=1cm, có
đáy phẳng và song song với nhau. Lúc đầu trong ống chứa không khí sau đó thay không khí bằng khí
Clo, người ta quan sát thấy hệ thống vân dịch chuyển đi một đoạn bằng 10 lần khoảng cách giữa hai vân
sáng liên tiếp. Toàn bộ thí nghiệm được thực hiện trong buồng yên tĩnh và giữ ở một nhiệt độ không đổi.
Máy giao thoa được chiếu bằng ánh sáng có bước sóng
0,589 m
λ µ
=
chiết suất của không khí
n =1,000276. Tìm chiết suất của khí Clo?
Bài 5.65* Hai khe Young S
1
, S
2
cách nhau một khoảng a=10mm. Sau hai khe đặt một ống có hai ngăn
T
( Hệ thống như trên gọi là lưỡng thấu kính
Billet)
O
A
S
h
d
S
2
S
1
E
O
S
S
1
D
S
2
T
2
T
1
NGUYỄN VĂN TRUNG : 0915192169
1. Chứng minh rằng lưỡng thấu kính Billet tương đương với khe Iang. Định vị trí và khoảng cách giữa
hai nguồn kết hợp S
1
và S
2
2. Hỏi phải đặt màn E cách thấu kính một đoạn nhỏ nhất bằng bao nhiêu để có thể quan sát được vân
.Vân giao thoa được quan sát trên màn E đặt cách hai nửa thấu
kính khoảng D
1. Muốn quan sát được vân giao thoa thì D tối thiểu phải bằng bao nhiêu?
2. Cho D=1,8m tính khoảng cách hai vân sáng liên tiếp và số vân quan sát được trên màn.
3. Giữ cho O và E cố định, cho khe F tịnh tiến xa dần thấu kính. Hệ vân thay đổi thế nào?
4. Khe F và thấu kính O vẫn ở nguyên chỗ cũ, cho màn E tịnh tiến lại gần O thì hệ vân thay đổi như thế
nào?
Bài 69 Người ta cắt một thấu kính hội tụ tiêu cự f=25cm làm hai nửa theo mặt phẳng qua trục chính rồi
tách hai nửa cho cách nhau một khoảng b. Đặt một nguồn sáng điểm S trên trục chính của thấu kính và
cách thấu kính một khoảng 50cm
1. Biết hai ảnh S
1
và S
2
của S tạo bởi hai nửa của thấu kính cách nhau 0,4cm hãy tính b.
2. Cách thấu kính một khoảng 3,5m người ta đặt một màn quan sát E vuông góc với trục chính của thấu
kính. Tìm chiều rộng của vùng giao thoa quan sát được trên màn E khi nguồn S phát ánh sáng đơn sắc
có bước sóng
λ
Biết khoảng cách từ vân sáng trung tâm đến vân sáng bậc 6 đo được bằng 2,46mm.
Tìm bước sóng
λ
3. Thay S bằng nguồn phát ra ánh sáng trắng có mọi bước sóng có độ dài từ 400nm đến 760nm. Tìm
các bước sóng của các bức xạ mà nó cho vân sáng tại một điểm M trên màn quan sát cách trục chính
2mm.
Bài 70 Một thấu kính hội tụ O có tiêu cự f=20cm đường kính L=3cm, được cưa làm đôi theo một đường
kính. Sau đó hai nửa thấu kính được kéo ra xa nhau sao cho cách nhau một khoảng e=2mm. Một khe
sáng hẹp F song song với đường chia hai nửa thấu kính, đặt cách đường ấy một khoảng d=60cm. Khe F
phát ánh sáng đơn sắc bước sóng
0,546 m
trung tâm đến vân sáng bậc 10 là 4,10mm. Tìm bước sóng
λ
của ánh sáng.
3. Đặt ngay trước một trong hai nguồn (S
1
hoặc S
2
) một bản mỏng có hai mặt song song bằng thủy tinh,
bề dày e=0,008mm, chiết suất n=1,5. Hỏi hệ thống vân sẽ dịch chuyển theo phía nào và dịch chuyển đi
bao nhiêu?
Bài 72 Người ta cắt một thấu kính hội tụ có f=25cm làm hai nửa theo mặt phẳng qua trục chính rồi tách
cho hai nửa cách nhau một khoảng b. Đặt một nguồn sáng điểm S trên truch chính của thấu kính và cách
thấu kính 50cm.
a) Biết hai ảnh S
1
và S
2
của S tạo bởi hai nửa thấu kính cách nhau 0,4cm. Hãy tính b
b) Cách thấu kính một khoảng 3,5m người ta đặt một màn quan sát E vuông góc với trục chính của thấu
kính. Tìm chiều rộng của vùng giao thoa quan sát được trên màn E khi nguồn phát ánh sáng đơn sắc có
bước sóng
λ
. Biết khoảng cách từ vân sáng trung tâm (vân sáng bậc không) tới vân sáng bậc 6 đo được
bằng 2,46mm, tìm bước sóng
λ
.
c) Thay S bằng nguồn phát ánh sáng trắng có bước sóng từ 0.4
m
µ
đến 0,76
lưỡng thấu kính. Vẽ đường đi của các tia sáng qua lưỡng
thấu kính.
2. Đặt sau lưỡng thấu kính một màn hứng ảnh vuông góc với trục đối xứng của lưỡng thấu kính và cách
lưỡng thấu kính một khoảng d
2
=235cm. Che nguồn lần lượt bởi kính đỏ và kính lục (để lọt bức xạ đỏ
hoặc bức xạ lục) và dùng kính lúp sẽ quan sát được hai hệ vân giao thoa tương ứng có độ rộng
i
1
=0,64mm và i
2
=0,54mm. Xác định bước sóng của hai bức xạ đó.
3. Do thiếu kính lọc màu lam nên phải dùng một kính lọc để lọt đồng thời hai bức xạ đỏ và lam. Khi ấy
quan sát được các cực đại giao thoa cả hai loại màu, đỏ và lam, trên màn. Đồng thời các vân số 0, 3, 6
của hệ vân đỏ thấy có sự trùng khít với vân sáng màu lam. Xác định bước sóng màu lam, biết rằng màu
lam tương ứng với dải bước sóng từ 0,46
m
µ
đến
0,5 m
µ
4. Mô tả hiện tượng khi không dùng kính lọc nào. Hãy tính xem trong trường giao thoa có cả thảy bao
nhiêu vệt sáng trắng, đó là cực đại thứ bao nhiêu của hệ vân đỏ? Cho biết ba bức xạ mà bước sóng tính
được trong bài này khi chồng chập lên nhau cho ta cảm giác sáng trắng.
Giao thoa với lưỡng lăng kính Fresnel.
Bài 74 Hai lăng kính có cùng góc ở đỉnh là A=20’, làm bằng thủy tinh chiết suất n=1,5 có đáy gắn chung
với nhau tạo thành lưỡng lăng kính. Một nguồn sáng điểm S phát ra ánh sáng đơn sắc có bước sóng
0,5 m
λ µ
=