Ôn tập: 20 câu ôn bài tập tán sắc và giao thoa ánh sáng

Dưới đây là video bài giảng Ôn tập: 20 câu ôn bài tập tán sắc và giao thoa ánh sáng, bao gồm những dạng bài tập trắc nghiệm chính trong bài tán sắc ánh sáng và giao thoa ánh sáng được trình bày cụ thể, kèm phương pháp giải và đáp án hướng dẫn chi tiết nhằm giúp các em học sinh 12 ôn tập và củng cố kiến thức đã học .  

Câu 1: Chiếu chùm sáng gồm 3 ánh sáng đơn sắc vàng, lam, chàm vào lăng kính có góc chiết quang 450 theo phương vuông góc với mặt bên AB. Biết chiết suất của tia vàng với chất làm lăng kính là \(\sqrt{2}\) . Kể cả tia đi là là mặt lăng kính, xác định số bức xạ đơn sắc có thể ló ra khỏi mặt bên kia của lăng kính?

                  A.0                              B.1                               C.2                              D.3

Lời giải

 A = \(45^{\circ}\); n_v = \(\sqrt{2}\)

\(n_{v}\sin i_{v}=\sin r_{v}=\sin 90^{\circ}\)
\(\sqrt{2}.\sin i_{v}=1\Rightarrow \sin i_{v}=\frac{1}{\sqrt{2}}=\left ( i_{gh} \right )_{v}\)
Ba tia đơn sắc vàng, lam, chàm ⇒ chỉ có tia vàng ló ra ngoài ⇒ B

Câu 2: Chiếu tia sáng trắng vào lăng kính có góc chiết quang A rất nhỏ, phía sau lăng kính cách mặt phẳng phân giác của lăng kính 2 m ta thu được vệt sáng có màu liên tục từ đỏ đến tím và rộng 5 cm. Hãy xác định góc lệch giữa tia ló của tia đỏ và tia tím?

                  A.3,8750                             B.1,25 rad                    C.0,050                            D. 1,430

Lời giải 

- D_đ = A (n_đ - 1); D_t = A (n_t - 1)
- L = d (tanD_t - tanD_đ) ≈ d (D_t - D_đ)
⇒ \(\Delta\)D = D_t - D_đ = \(\frac{L}{d}=\frac{5}{200}=0,025 \, rad\)

⇒ \(\Delta D=1,43^{\circ}\Rightarrow D\)

Câu 3: Chia tia sáng đơn sắc màu lục vào lăng kính có góc chiết quang A = 50 thì thấy tia ló ra có góc lệch cực tiểu. Xác định góc tới của tia lục là bao nhiêu? Biết n_L = 1,55. 

                  A.30                                       B.4015 '                        C.3052 '                       D.3,45 rad

Lời giải 
\(A=5^{\circ};\: n_{L}=1,55.\)

\(\left ( D_{L} \right )_{min} \Rightarrow \left\{\begin{matrix} r_{L}=r'_{L}=\frac{A}{2}=2,5^{\circ}\\ \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! i=i'=n_{L}.r_{L} \end{matrix}\right.\)

\(\Rightarrow i=1,55\times 2,5^{\circ}=3^{\circ}52'\Rightarrow C\)

Câu 4: Chiếu ánh sáng vàng song song với trục chính của một thấu kính hội tụ có hai mặt lồi giống nhau R = 40 cm. Biết chiết suất của chất làm thấu kính đối với ánh sáng vàng là 1,5. Hãy xác định tiêu cự của thấu kính trên đối với tia vàng?

                  A.0,4 cm                      B.0,4 dm                      C.0,4 m                                   D.4 m

Lời giải
\(\frac{1}{f}=\left ( n-1 \right )\left ( \frac{1}{R_{1}}+\frac{1}{R_{2}} \right )=\left ( n-1 \right ).\frac{2}{R}\)

\(\Rightarrow f=\frac{R}{2\left ( n-1 \right )}=\frac{40}{2\left ( 1,5-1 \right )}=40cm\Rightarrow C\)

Câu 5: Trong một thí nghiệm người ta chiếu một chùm sáng đơn sắc song song hẹp vào cạnh của một lăng kính có góc chiết quang A = 80theo phương vuông góc với mặt phẳng phân giác của góc chiết quang. Sử dụng ánh sáng vàng, chiết suất của lăng kính là 1,65 thì góc lệch của tia sáng là:

                  A.5,20                                   B.5,320                  C.5,130                                 D.3,250

Lời giải

\(D_{V}=A\left ( n_{v}-1 \right )=8.\left ( 1,65-1 \right )\)

\(\Rightarrow D_{V}=5,2 ^{\circ}\Rightarrow A\)

Câu 6: Thí nghiệm giao thoa sóng ánh sáng trong không khí thì tại M có vân sáng bậc 8 nhưng khi lặp lại thí nghiệm như trên trong chất lỏng thì tại M có vân tối thứ 11 (kể từ vân sáng trung tâm). Chiết suất chất lỏng là?

                  A.n = 1,3125                          B.n = 1,333                  C.n =1,500                       D.n =1,1845

Lời giải

\(x_{M}=8i=10,5i'\)

\(\Rightarrow n=\frac{i}{i'}=\frac{10,5}{8}=1,3125\Rightarrow A\)

Câu 7: Hai khe Y-âng được chiếu sáng bằng ánh sáng đơn sắc có bước sóng  \(\lambda = 0, 62.10^{-6} m\). Biết khoảng cách giữa hai khe là a = 2 mm và khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn là D = 2 m. Số vân sáng quan sát được trên màn với bề rộng MN = 10 mm (MN nằm đối xứng hai bên vân sáng trung tâm) là?

                  A.15                            B.16                             C.17                            D.15

Lời giải
- \(i=\frac{\lambda D}{a}=0,62\, mm\)

- \(\frac{MN}{i}=\frac{10}{0,62}=16,1\Rightarrow\) Có 17 VS ⇒ C

Câu 8: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe là a = 2 mm, khoảng cách giữa hai mặt phẳng chứa hai khe đến màn là D = 2 m, ánh sáng đơn sắc có bước sóng là \(\lambda = 0,66.10^- ^6 m\). Với bề rộng của vùng giao thoa trên màn là L = 13,2 mmvà vân sáng chính giữa cách đều hai đầu vùng giao thoa thì số vân sáng và vân tối thu được trên màn là?

                  A.21 vân sáng - 20 vân tối                               B.20 vân sáng - 21 vân tối
                 C.10 vân sáng - 9 vân tối                                  D.9 vân sáng - 10 vân tối

Lời giải
- \(i=\frac{\lambda D}{a}=0,66\, mm\)

- \(\frac{L}{i}=\frac{13,2}{0,66}=20\Rightarrow\) có \(\left\{\begin{matrix} 20 \, VT\\21 \, VS \end{matrix}\right.\Rightarrow A\)

Câu 9: Trong giao thoa vớí khe Y-âng, người ta đo được khoảng cách giữa vân sáng bậc 2 đến vân sáng bậc 5 cùng một phía với vân trung tâm là 3 mm. Số vân sáng quan sát được trên vùng giao thoa có bề rộng 13 mm là:

                  A.9 vân.                       B.13 vân.                     C.15 vân.                     D.11 vân.

Lời giải
- \(5i-2i=3\Rightarrow i=1\, mm\)

- \(\frac{L}{i}=\frac{13}{1}=13\Rightarrow\) có 13 VS ⇒ B

Câu 10: Thực hiện giao thoa ánh sáng bằng khe Y-âng với ánh sáng đơn sắc có bước sóng là λ. Người ta đo khoảng cách giữa 6 vân sáng liên tiếp là 1,2 cm. Nếu thực hiện giao thoa ánh sáng trong nước có chiết suất n = 4/3 thì khoảng cách giữa hai vân sáng liên tiếp là bao nhiêu?

                  A.2 mm                       B.1 mm                                    C.1,8 mm                    D.1,5 mm

Lời giải
6 VS liên tiếp ⇒ 5i = 12 mm
\(\Rightarrow i=2,4\, mm\Rightarrow i'=\frac{i}{n}=\frac{2,4}{\frac{4}{3}}=1,8mm \Rightarrow C\)

Câu 11: Trong thí nghiệm của Y-âng, khoảng cách giữa hai khe là 0,5 mm, khoảng cách giữa hai khe đến màn là 2m, ánh sáng dùng trong thí nghiệm có \(\lambda = 0,5 \mu m\) . Xét hai điểm M và N trên màn ở cùng một phía với vân trung tâm cách vân này lần lượt là 7 mmvà 24 mm. Số vân sáng trên đoạn MN là:

                  A.8 vân.                       B.9 vân.                       C.10 vân.                     D.7 vân.

Lời giải
\(i=\frac{\lambda D}{a}=2\, mm\)

\(x_{M}\leq Ki\leq x_{N}\Rightarrow \frac{7}{2}\leq K\leq \frac{24}{2}\)

\(\Rightarrow 3,5\leq K\leq 12\Rightarrow K=4\rightarrow 12\)

⇒ có 12 + 1 - 4 = 9 giá trị K ⇒ B

Câu 12: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng với ánh sáng đơn sắc, khoảng cách giữa hai khe là 1 mm, khoảng cách từ hai khe tới màn là 2m. Trong khoảng rộng 12,5 mm trên màn có 13 vân tối biết một đầu là vân tối còn một đầu là vân sáng. Bước sóng của ánh sáng đơn sắc đó là

                  A.\(0,5 \mu m\)                     B.\(0,46 \mu m\)                C.\(0,48 \mu m\)                D.\(0,52 \mu m\)

Lời giải
a = 1 mm. D = 2m
\(12,5=12i+0,5i\Rightarrow i=1\, mm\)
\(\Rightarrow \lambda =\frac{ai}{D}=\frac{1.1}{2}=0,5 \mu m \Rightarrow A\)

Câu 13: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng với ánh sáng đơn sắc có bước sóng \(\lambda = 0,55 \mu m\), khoảng cách giữa hai khe là 1 mm, khoảng cách từ hai khe tới màn là 2m. Giữa hai điểm M và N trên màn nằm khác phía đối với vân trung tâm, cách vân trung tâm lần lượt 0,3 mm và 2 mm có

                  A.2 vân sáng và 2 vân tối                                B.1 vân sáng và 1 vân tối
                 C.2 vân sáng và 3 vân tối                                D.3 vân sáng và 2 vân tối

Lời giải
\(i=\frac{\lambda D}{a}=1,1\, mm\)

- Số VS: \(\frac{-0,3}{1,1}< K< \frac{2}{1,1}\)

\(-0,27 < K< 1,8\)

⇒ K = 0,1 ⇒ Có 2 VS
- Số VT: \(-0,27< K+\frac{1}{2}< 1,8\)

\(-0,77< K< 1,3\Rightarrow K=0,1\)

⇒ Có 2 VT ⇒ A

Câu 14: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe cách nhau 0,5 mm và được chiếu sáng bằng một ánh sáng đơn sắc Khoảng cách từ hai khe đến màn quan sát là 2 m. Trên màn quan sát, trong vùng giữa M và N (MN = 2 cm) người ta đếm được có 10 vân tối và thấy tại M và N đều là vân sáng. Bước sóng của ánh sáng đơn sắc dùng trong thí nghiệm này là 

                  A.0,7 \(\mu m\)                   B.0,6\(\mu m\)                    C.0,5\(\mu m\)                 D.0,4\(\mu m\)

Lời giải
\(MN=9i+2.0,5i=10i\)

\(\Rightarrow i=\frac{20}{10}=2\, mm\)

\(\Rightarrow \lambda =\frac{ai}{D}=\frac{0,5.2}{2}=0,5\mu m\Rightarrow C\)

Câu 15: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng bằng hai khe Y-âng trong không khí người ta thấy tại M trên màn có vân sáng bậc 3. Nếu nhúng toàn bộ hệ thống vào trong nước có chiết suất n = 4/3 thì tại M ta thu được vân gì?

                  A.Vân tối thứ 4 tính từ vân trung tâm              B.Vân sáng bậc 4
                 C.Vân tối thứ 6 tính từ vân trung tâm              D.Vân sáng bậc 6

Lời giải
\(\frac{x_{M}}{i'}=\frac{3i}{i'}=3.n=3.\frac{4}{3}=4\)

⇒ VS bậc 4 ⇒ B

Câu 16: Thí nghiệm giao thoa sóng ánh sáng với trùm sáng trắng, Biết a = 1 mm; D = 2,5 m và bước sóng của ánh sáng trắng có giới hạn từ 0,38  [Description: \mu m]  đến 0,76  [Description: \mu m] . M là một điểm trên màn cách vân sáng trung tâm 4mm. Bước sóng của ánh sáng đơn sắc cho vân tối tại M là: 

                  A.\(\lambda _1 = 0,4 \mu m; \lambda _2 = 0,533 \mu m\)               B. \(\lambda _1 = 0,682 \mu m; \lambda _2 = 0,457 \mu m\)

                  C.\(\lambda _1 = 0, 682 \mu m; \lambda _2 = 0,525 \mu m\)           D. \(\lambda _1 = 0,64 \mu m; \lambda _2 = 0,457 \mu m\)

Lời giải
\(\lambda =\frac{a.x_{M}}{\left ( K+\frac{1}{2} \right )D}=\frac{1.4}{\left ( K+\frac{1}{2} \right ).2,5}\)

\(0,38\leq \lambda =\frac{4}{\left ( K+\frac{1}{2} \right )2,5}\leq 0,76\)

\(\bigg \lbrack\begin{matrix} K =2 \Rightarrow \lambda =0,64\, \mu m\\K=3\Rightarrow \lambda =0,457\, \mu m \end{matrix}\Rightarrow D\)

Câu 17: Trong thí nghiệm về giao thoa ánh sáng, nguồn sáng S phát đồng thời hai bức xạ đơn sắc có bước sóng  \(\lambda _1 = 0,46 \mu m;\lambda _2 = 0,69 \mu m\) thì tại chỗ trùng nhau của hai vân sáng gần vân sáng trung tâm nhất là vân bậc mấy của bức xạ λ1?

                  A.bậc 69                      B.bậc 46                      C.bậc 23                      D.bậc 3

Lời giải
\(\frac{K_{1}}{K_{2}}=\frac{\lambda _{2}}{\lambda _{1}}=\frac{0,69}{0,46}=\frac{3}{2}\Rightarrow \left ( K_{1} \right )_{\min}=3\Rightarrow D\)

Câu 18: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng, ta chiếu vào hai khe ánh sáng trắng có bước sóng từ 0,38 \(\mu m\) đến 0,76 \(\mu m\)  thì ở vị trí vân sáng bậc 4 của bức xạ \(\lambda _1 = 0,55 \mu m\) còn có những bức xạ cũng cho vân sáng tại đó là?  

                  A. \(\lambda _2 = 0,44 \mu m\)                                           B. \(\lambda _2 = 0,44 \mu m; \lambda _3 = 0,62 \mu m\)

                  C. \(\lambda _2 = 0,62 \mu m; \lambda _3 = 0,73 \mu m\)                D. \(\lambda _2 = 0,44 \mu m; \lambda _3 = 0,73 \mu m\)

Lời giải
\(\lambda =\frac{a.x_{M}}{KD}=\frac{a}{K.D}.4i_{1}\)

\(\Rightarrow \lambda =\frac{a}{K.D}.4.\frac{\lambda _{1}D}{a}=\frac{4.0,55}{K}=\frac{2,2}{K}\)

\(0,38\leq \frac{2,2}{K}\leq 0,76\)

\(\bigg \lbrack\begin{matrix} K=3\Rightarrow \lambda =0,73\mu m\\ K=4\Rightarrow \lambda =0,55\mu m \\ K=5\Rightarrow \lambda =0,44\mu m \end{matrix}\Rightarrow D\)

Câu 19: Thí nghiệm giao thoa sóng ánh sáng với khoảng cách giữa hai khe là a = 2 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe tới màn D = 1,5 m. Nguồn S phát ra ánh sáng trắng có bước sóng trong khoảng từ 0,38  \(\mu m\) đến 0,76\(\mu m\) . M là một điểm trên màn cách vân sáng trung tâm 1 mm. Các bức xạ cho vân sáng tại M có bước sóng?

                  A. \(\lambda _1 = 0,67 \mu m; \lambda _2 = 0,44 \mu m\)                B. \(\lambda _1 = 0,67 \mu m; \lambda _2 = 0,58 \mu m\)

                  C. \(\lambda _1 = 0,62 \mu m; \lambda _2 = 0,58 \mu m\)                D. \(\lambda _1 = 0,62 \mu m; \lambda _2 = 0,44 \mu m\)

Lời giải
\(\lambda =\frac{a.x_{M}}{K.D}=\frac{2.1}{1,5.K}\)

\(0,38\leq \frac{2}{1,5.K}\leq 0,76\)

\(\Rightarrow \bigg \lbrack\begin{matrix} K=2\Rightarrow \lambda =0,67\mu m\\ K=3\Rightarrow \lambda =0,44\mu m \end{matrix}\Rightarrow A\)

Câu 20: Hai khe Y- âng cách nhau a = 1 mm, nguồn phát ra ánh sáng đơn sắc có bước sóng \(\lambda _1 = 0,75\mu m\) thì khoảng vân là i₁ , nếu nguồn phát ra ánh sáng đơn sắc có bước sóng  \(\lambda _2 = 0,4\mu m\) thì khoảng vân là i₂ hơn kém so với i₁ một lượng 0,35 mm. Khoảng cách từ màn đến hai khe là:

                  A.0,5 m                       B.1 m                           C.1,5 m                                   D.2 m

Lời giải
\(i_{1}-i_{2}=0,35mm\Rightarrow \frac{\lambda _{1}D}{a}-\frac{\lambda _{2}D}{a}=0,35\)
\(\Rightarrow \frac{D}{a}\left ( \lambda _{1}-\lambda _{2} \right )=0,35\)
\(\Rightarrow D=\frac{0,35.a}{\lambda _{1}-\lambda _{2}}=\frac{0,35.1}{0,75-0,4}=1m\Rightarrow B\)