Giao Thoa Sóng Ánh Sáng

I. LÝ THUYẾT

1. Hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng

 Hiện tượng truyền sai lệch so với sự truyền thẳng khi ánh sáng gặp vật cản gọi là hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng.

 Hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng có thể giải thích được nếu thừa nhận ánh sáng có tính chất sóng. Hiện tượng này tương tự như hiện tượng nhiễu xạ của sóng trên mặt nước khi gặp vật cản. Mỗi chùm sáng đơn sắc coi như chùm sóng có bước sóng xác định.

2. Hiện tượng giao thoa ánh sáng

a. Thí nghiệm I- âng về giao thoa ánh sáng

Chiếu ánh sáng từ đèn D, qua kính lọc sắc K đến nguồn S. Từ nguồn S ánh sáng được chiếu đến hai khe hẹp ${{\text{S}}_{\text{1}}}$ và ${{\text{S}}_{\text{2}}}$ thì ở màn quan sát phía sau hai khe hẹp thu được một hệ gồm các vân sáng, vân tối xen kẽ nhau đều đặn. Hiện tượng trên được gọi là hiện tượng giao thoa ánh sáng.

b. Giải thích về hiện tượng giao thoa ánh sáng

Ánh sáng từ các khe hẹp ${{\text{S}}_{\text{1}}}$ và ${{\text{S}}_{\text{2}}}$ từ cùng nguồn S là sóng kết hợp và sẽ giao thoa được với nhau:

* Hai sóng gặp nhau tăng cường lẫn nhau tạo thành vân sáng.

* Hai sóng gặp nhau triệt tiêu lẫn nhau tạo thành vân tối.

& Hai nguồn sóng kết hợp là hai nguồn phát ra hai sóng ánh sáng có cùng bước sóng và hiệu số pha dao động giữa hai nguồn không thay đổi theo thời gian.

c. Điều kiện để xảy ra hiện tượng giao thoa ánh sáng

Khoảng cách giữa hai khe hẹp phải rất nhỏ so với khoảng cách từ màn quan sát đến hai khe.

3. Vị trí vân sáng, vân tối trên màn

& Sơ đồ rút gọn thí nghiệm Y-âng:

Hiệu đường đi: ${{\text{d}}_{2}}$ - ${{\text{d}}_{1}}$ = $\frac{\text{d}_{\text{2}}^{\text{2}}\text{-d}_{\text{1}}^{\text{2}}}{{{\text{d}}_{\text{2}}}\text{+}{{\text{d}}_{\text{1}}}}$

Trong đó:   $\text{d}_{\text{2}}^{\text{2}}$ = ${{\text{S}}_{\text{2}}}{{\text{M}}^{\text{2}}}$ = ${{\text{D}}^{\text{2}}}$ + ${{\left( \text{x+}\frac{\text{a}}{\text{2}} \right)}^{\text{2}}}$

                   $\text{d}_{\text{1}}^{\text{2}}$ = ${{\text{S}}_{\text{1}}}{{\text{M}}^{\text{2}}}$ = ${{\text{D}}^{\text{2}}}$ + ${{\left( \text{x-}\frac{\text{a}}{\text{2}} \right)}^{\text{2}}}$

$\Rightarrow $ $\text{d}_{\text{2}}^{\text{2}}$ - $\text{d}_{\text{1}}^{\text{2}}$ = 2ax

Khoảng cách từ hai khe đến màn rất nhỏ so với D và khoảng cách từ M đến O cũng rất nhỏ so với D (a, x << D) nên ta có công thức gần đúng: ${{\text{d}}_{1}}$ $\approx $ D; ${{\text{d}}_{\text{2}}}$ $\approx $ D $\Rightarrow $ ${{\text{d}}_{1}}$ + ${{\text{d}}_{\text{2}}}$ = 2D

Khi đó: ${{\text{d}}_{2}}$ - ${{\text{d}}_{1}}$ = $\frac{\text{d}_{\text{2}}^{\text{2}}\text{-d}_{\text{1}}^{\text{2}}}{{{\text{d}}_{\text{2}}}\text{+}{{\text{d}}_{\text{1}}}}$ = $\frac{\text{2ax}}{\text{2D}}$ = $\frac{\text{ax}}{\text{D}}$

& Vân sáng, vân tối trên màn quan sát :

☺ Tại M là vân sáng khi ${{\text{d}}_{2}}$ - ${{\text{d}}_{1}}$ = $\text{k }\!\!\lambda\!\!\text{ }$ $\Leftrightarrow $ $\frac{\text{ax}}{\text{D}}$ = $\text{k }\!\!\lambda\!\!\text{ }$

* Vị trí của các vân sáng trên màn: x = $\text{k}\frac{\text{ }\!\!\lambda\!\!\text{ D}}{\text{a}}$

Với k = 0, thì M $\equiv $ O là vân sáng trung tâm.

Với k = $\pm $ 1 thì M là vân sáng bậc 1.

Với k = $\pm $ 2 thì M là vân sáng bậc 2....

☺ Tại M là vân tối khi ${{\text{d}}_{2}}$ - ${{\text{d}}_{1}}$ = $\left( \text{2k-1} \right)\frac{\text{ }\!\!\lambda\!\!\text{ }}{\text{2}}$ $\Leftrightarrow $ $\frac{\text{ax}}{\text{D}}$ = $\left( \text{2k-1} \right)\frac{\text{ }\!\!\lambda\!\!\text{ }}{\text{2}}$

* Vị trí của các vân tối trên màn: x = $\left( \text{k-0,5} \right)\frac{\text{ }\!\!\lambda\!\!\text{ D}}{\text{a}}$ với k = 0; $\pm $ 1; $\pm $ 2; …

& Tính số vân sáng, vân tối trên trường giao thoa

* Đối với trường giao thoa đối xứng (vân trung tâm O nằm tại chính giữa của trường giao thoa) bề rộng L:

Số các giá trị k thỏa mãn hệ phương trình trên chính là số vân sáng, vân tối có trên trường giao thoa.

Hoặc có thể dùng công thức tính nhanh cho trường giao thoa đối xứng:

* Với ${{\text{x}}_{\text{P}}}$ và ${{\text{x}}_{\text{Q}}}$ là toạ độ hai mút của trường giao thoa.

M là điểm xác định tọa độ của vân sáng hay vân tối cần tìm. Ta có:

4. Khoảng vân

 Định nghĩa : Khoảng vân i là khoảng cách giữa hai vân sáng hoặc hai vân tối liên tiếp (gần nhau nhất).

 Công thức tính khoảng vân: i = $\frac{\text{ }\!\!\lambda\!\!\text{ D}}{\text{a}}$

 Tại điểm O, ta có vân sáng bậc 0 với mọi ánh sáng đơn sắc. Ta gọi nó là vân chính giữa hay vân trung tâm.

5. Ứng dụng: Đo bước sóng ánh sáng

Từ công thức tính khoảng vân suy ra $\text{ }\!\!\lambda\!\!\text{ }$ = $\frac{\text{ai}}{\text{D}}$, biết khoảng cách 2 khe hẹp a, khoảng cách hai khe đến màn D thì chỉ cần đo khoảng vân trên màn giao thoa là sẽ tính được bước sóng. Chính bằng cách này mà nhà Vật Lý Y-âng đã đo được bước sóng của một số ánh sáng đơn sắc khác nhau.

Ngoài ra, hiện tượng giao thoa sóng là một bằng chứng để chứng tỏ ánh sáng có bản chất sóng.

6. Bước sóng và màu sắc

& Mỗi bức xạ đơn sắc ứng với một bước sóng trong chân không xác định.

& Mọi ánh sáng đơn sắc mà ta nhìn thấy có: $\text{ }\!\!\lambda\!\!\text{ }$ = (380 $\div $ 760) nm.

& Ánh sáng trắng của Mặt Trời là hỗn hợp của vô số ánh sáng đơn sắc.

 

II. VÍ DỤ MINH HỌA

Hướng dẫn

Hiện tượng giao thoa ánh sáng là bằng chứng để chứng tỏ ánh sáng có tính chất sóng.

$\Rightarrow $ Chọn A

Hướng dẫn

Vân tối thứ sáu thì hiệu đường đi ${{\text{d}}_{\text{2}}}$ - ${{\text{d}}_{\text{1}}}$ = $\left( \text{6-0,5} \right)\text{ }\!\!\lambda\!\!\text{ }$ = $\text{5,5 }\!\!\lambda\!\!\text{ }$

$\Rightarrow $ Chọn A

Hướng dẫn

x = $\text{k}\frac{\text{ }\!\!\lambda\!\!\text{ D}}{\text{a}}$ = $\pm $ $4\frac{0,{{48.10}^{-6}}.2}{{{2.10}^{-3}}}$ = $\pm $ $1,{{92.10}^{-3}}$ (m) = $\pm $ 1,92 (mm)

Hướng dẫn

d = $\text{2}\frac{\text{ }\!\!\lambda\!\!\text{ D}}{\text{a}}$ + $\text{4,5}\frac{\text{ }\!\!\lambda\!\!\text{ D}}{\text{a}}$ = $6,5.\frac{0,{{6.10}^{-6}}.1}{1,{{5.10}^{-3}}}$ = $2,{{6.10}^{-3}}$ (m) = 2,6 (mm)

$\Rightarrow $ Chọn B

Hướng dẫn

i = $\frac{3,6}{5-1}$ = 0,9 (mm)

$\text{ }\!\!\lambda\!\!\text{ }$ = $\frac{\text{ai}}{\text{D}}$ = $\frac{{{10}^{-3}}.0,{{9.10}^{-3}}}{1,875}$ = $0,{{48.10}^{-6}}$ (m) = 0,48 $\text{ }\!\!\mu\!\!\text{ m}$          

$\Rightarrow $ Chọn A

Hướng dẫn

$\frac{\text{ }\!\!\Delta\!\!\text{ d}}{{{\text{ }\!\!\lambda\!\!\text{ }}_{\text{1}}}}$ = $\frac{1,{{08.10}^{-6}}}{{{720.10}^{-9}}}$ = 1,5 $\Rightarrow $ vân tối thứ 2 $\Rightarrow $ D sai

$\frac{\text{ }\!\!\Delta\!\!\text{ d}}{{{\text{ }\!\!\lambda\!\!\text{ }}_{2}}}$ = $\frac{1,{{08.10}^{-6}}}{{{540.10}^{-9}}}$ = 2 $\Rightarrow $ vân sáng bậc 2 $\Rightarrow $ C sai

$\frac{\text{ }\!\!\Delta\!\!\text{ d}}{{{\text{ }\!\!\lambda\!\!\text{ }}_{3}}}$ = $\frac{1,{{08.10}^{-6}}}{{{432.10}^{-9}}}$ = 2,5 $\Rightarrow $ vân tối thứ 3 $\Rightarrow $ B đúng

$\frac{\text{ }\!\!\Delta\!\!\text{ d}}{{{\text{ }\!\!\lambda\!\!\text{ }}_{4}}}$ = $\frac{1,{{08.10}^{-6}}}{{{360.10}^{-9}}}$ = 3 $\Rightarrow $ vân sáng bậc 3 $\Rightarrow $ A sai

$\Rightarrow $ Chọn B

Hướng dẫn

${{\text{x}}_{\text{M}}}$ = 6 (mm) = $\text{5}\frac{\text{ }\!\!\lambda\!\!\text{ D}}{\text{a}}$ = $\text{6}\frac{\text{ }\!\!\lambda\!\!\text{ D}}{\text{a+0,2}}$ $\Rightarrow $ a = 1 (mm)

$\text{ }\!\!\lambda\!\!\text{ }$ = $\frac{{{\text{x}}_{\text{M}}}\text{a}}{\text{5D}}$ = $\frac{{{6.10}^{-3}}{{.1.10}^{-3}}}{5.2}$ = $0,{{6.10}^{-6}}$ (m)

Hướng dẫn

i = $\frac{\text{ }\!\!\lambda\!\!\text{ D}}{\text{a}}$ = 1 (mm)

i’ = $\frac{\text{ }\!\!\lambda\!\!\text{ }\left( \text{D-0,25} \right)}{\text{a}}$ = 0,8 (mm)

$\Rightarrow $ $\frac{\text{D}}{\text{D-0,25}}$ = $\frac{1}{0,8}$ $\Rightarrow $ D = 1,25 (m)

$\text{ }\!\!\lambda\!\!\text{ }$ = $\frac{\text{ai}}{\text{D}}$ = $\frac{0,{{6.10}^{-3}}{{.1.10}^{-3}}}{1,25}$ = $0,{{48.10}^{-6}}$ (m)

Hướng dẫn

${{\text{x}}_{\text{M}}}$ = $\frac{\text{4 }\!\!\lambda\!\!\text{ D}}{\text{a}}$ (1) = $\frac{\text{k }\!\!\lambda\!\!\text{ D}}{\text{a- }\!\!\Delta\!\!\text{ a}}$ (2) = $\frac{\text{3k }\!\!\lambda\!\!\text{ D}}{\text{a+ }\!\!\Delta\!\!\text{ a}}$  (3) = $\frac{\text{x }\!\!\lambda\!\!\text{ D}}{\text{a+2 }\!\!\Delta\!\!\text{ a}}$ (4)

Từ (2), (3) $\Rightarrow $ a = $\text{2 }\!\!\Delta\!\!\text{ a}$ (5)

Từ (1), (4), (5) $\Rightarrow $ x = 8

Hướng dẫn

i = $\frac{\text{ }\!\!\lambda\!\!\text{ D}}{\text{a}}$ = 2 (mm)

Số vân sáng: ${{\text{N}}_{\text{s}}}$ = $\text{2}\left[ \frac{\text{L}}{\text{2i}} \right]$ + 1 = $2\left[ \frac{25,8}{2.2} \right]$ + 1 = $2\left[ 6,45 \right]$ + 1 = 2.6 + 1 = 13

$\Rightarrow $ Chọn C

Hướng dẫn

i = $\frac{\text{ }\!\!\lambda\!\!\text{ D}}{\text{a}}$ = 1,5 (mm)

Số vân sáng: ${{\text{N}}_{\text{s}}}$ = $\text{2}\left[ \frac{\text{L}}{\text{2i}} \right]$ + 1 = $2\left[ \frac{12,5}{2.1,5} \right]$ + 1 = $2\left[ 4,17 \right]$ + 1 = 2.4 + 1 = 9

Số vân tối: ${{\text{N}}_{\text{t}}}$ = $\text{2}\left[ \frac{\text{L}}{\text{2i}}\text{+0,5} \right]$ = $2\left[ \frac{12,5}{2.1,5}+0,5 \right]$ = $2\left[ 4,67 \right]$ = 2.4 = 8

N = ${{\text{N}}_{\text{s}}}$ + ${{\text{N}}_{\text{t}}}$ = 9 + 8 = 17

$\Rightarrow $ Chọn B

 

III. BÀI TẬP TỰ LUYỆN

Bài 1: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe được chiếu bằng ánh sáng đơn sắc. Nếu tại điểm M trên màn quan sát là vân sáng thì hiệu đường đi của ánh sáng từ hai khe ${{\text{S}}_{\text{1}}}$, ${{\text{S}}_{\text{2}}}$ đến M bằng

A. nguyên lần bước sóng.              B. nguyên lần nửa bước sóng.

C. nửa nguyên lần bước sóng.       D. nửa bước sóng.

Bài 2: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe được chiếu bằng ánh sáng đơn sắc. Nếu tại điểm M trên màn quan sát là vân tối thì hiệu đường đi của ánh sáng từ hai khe ${{\text{S}}_{\text{1}}}$, ${{\text{S}}_{\text{2}}}$ đến M bằng

A. nguyên lần bước sóng.              B. nguyên lần nửa bước sóng.

C. nửa nguyên lần bước sóng.       D. nửa bước sóng.

Bài 3: Ánh sáng từ hai khe di chuyển đến một màn hứng ở xa tạo ra một hệ vân giao thoa. Hiệu đường đi của hai sóng kết hợp tại một điểm M trên màn là $\text{2,5 }\!\!\lambda\!\!\text{ }$ thì tại đó là

A. vân sáng bậc 3                           B. vân sáng bậc 2

C. vân tối thứ 3                                D. vân tối thứ 2

Bài 4: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe được chiếu bằng ánh sáng đơn sắc có bước sóng $\text{ }\!\!\lambda\!\!\text{ }$. Nếu tại điểm M trên màn quan sát có vân tối thì hiệu đường đi của ánh sáng từ hai khe đến điểm M có độ lớn nhỏ nhất bằng

A. $\frac{\text{ }\!\!\lambda\!\!\text{ }}{\text{4}}$                          B. $\text{ }\!\!\lambda\!\!\text{ }$                       C. $\frac{\text{ }\!\!\lambda\!\!\text{ }}{\text{2}}$                            D. $\text{2 }\!\!\lambda\!\!\text{ }$

Bài 5: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, nguồn sáng gồm các bức xạ có bước sóng lần lượt ${{\text{ }\!\!\lambda\!\!\text{ }}_{\text{1}}}$ = 750 nm, ${{\text{ }\!\!\lambda\!\!\text{ }}_{\text{2}}}$ = 675 nm và ${{\text{ }\!\!\lambda\!\!\text{ }}_{\text{3}}}$ = 600 nm. Tại điểm M trong vùng giao thỏa trên màn mà hiệu khoảng cách đến hai khe bằng 1,5 $\text{ }\!\!\mu\!\!\text{ m}$ có vân sáng của bức xạ

A. ${{\text{ }\!\!\lambda\!\!\text{ }}_{\text{2}}}$ và ${{\text{ }\!\!\lambda\!\!\text{ }}_{\text{3}}}$      B. ${{\text{ }\!\!\lambda\!\!\text{ }}_{\text{3}}}$                      C. ${{\text{ }\!\!\lambda\!\!\text{ }}_{\text{1}}}$                          D. ${{\text{ }\!\!\lambda\!\!\text{ }}_{\text{2}}}$

Bài 6: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, nguồn sáng gồm các bức xạ có bước sóng lần lượt ${{\text{ }\!\!\lambda\!\!\text{ }}_{\text{1}}}$ = 720 nm, ${{\text{ }\!\!\lambda\!\!\text{ }}_{\text{2}}}$ = 540 nm, ${{\text{ }\!\!\lambda\!\!\text{ }}_{\text{3}}}$ = 432 nm và ${{\text{ }\!\!\lambda\!\!\text{ }}_{\text{4}}}$ = 360 nm. Tại điểm M trong vùng giao thỏa trên màn mà hiệu khoảng cách đến hai khe bằng 1,08 $\text{ }\!\!\mu\!\!\text{ m}$ có vân tối

A. thứ 3 của bức xạ ${{\text{ }\!\!\lambda\!\!\text{ }}_{\text{4}}}$                     B. thứ 3 của bức xạ ${{\text{ }\!\!\lambda\!\!\text{ }}_{\text{3}}}$

C. thứ 3 của bức xạ ${{\text{ }\!\!\lambda\!\!\text{ }}_{\text{2}}}$                     D. thứ 3 của bức xạ ${{\text{ }\!\!\lambda\!\!\text{ }}_{\text{1}}}$

Bài 7: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa với ánh sáng đơn sắc, khoảng cách giữa hai khe là 1 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 2 m và khoảng vân là 0,8 mm. Cho c = ${{3.10}^{8}}$ m/s. Tần số ánh sáng đơn sắc dùng trong thí nghiệm là

A. $5,{{5.10}^{14}}$ Hz          B. $4,{{5.10}^{14}}$ Hz C. $7,{{5.10}^{14}}$ Hz          D. $6,{{5.10}^{14}}$ Hz

Bài 8: Trong thí nghiệm giao thoa Y-âng, nguồn S phát bức xạ có bước sóng 0,6 $\text{ }\!\!\mu\!\!\text{ m}$, khoảng cách giữa hai khe 1,2 mm, màn quan sát E cách mặt phẳng hai khe 0,9 m. Để kim điện kế lại lệch nhiều nhất ta dịch chuyển một mối hàn của cặp nhiệt điện trên màn E theo đường vuông góc với hai khe thì cứ sau một khoảng bằng

A. 0,9 mm.                    B. 0,225 mm.      C. 0,1125 mm.    D. 0,45 mm.

Bài 9: Trong thí nghiệm giao thoa Y-âng với ánh sáng đơn sắc, khoảng cách giữa hai khe hẹp là 0,64 mm, khoảng cách từ mặt phẳng hai khe đến màn ảnh là 2 m. Khoảng cách giữa hai vân sáng liên tiếp trên màn là 2 mm. Xác định vị trí vân tối thừ 3 kể từ vân sáng trung tâm

A. $\pm $6 mm           B. $\pm $5 mm           C. 2 mm              D. 6 mm

Bài 10: Thực hiện thí nghiệm Y-âng về giao thoa với ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,4 $\text{ }\!\!\mu\!\!\text{ m}$, khoảng cách giữa hai khe là 0,5 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn là 1 m. Trên màn quan sát, vân sángbậc 4 cách vân sáng trung tâm

A. 3,2 mm.                    B. 4,8 mm.                    C. 1,6 mm.                    D. 2,4 mm.

Bài 11: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe cách nhau 3 mm được chiếu bằng ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,60 $\text{ }\!\!\mu\!\!\text{ m}$. Các vân giao thoa được hứng trên màn đặt cách hai khe 2 m. Tại điểm M cách vân trung tâm 1,2 mm là

A. vân sáng bậc 3.                          B. vân tối thứ 3.

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

Bài 12: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa với ánh sáng đơn sắc, khoảng vân trên màn quan sát là 1 mm. Khoảng cách giữa hai vân sáng bậc ba bằng

A. 5 m                 B. 3 mm              C. 4 mm              D. 6 mm

Bài 13: Trong thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng khoảng cách giữa hai khe là 2 mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là 1 m, ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,5 $\text{ }\!\!\mu\!\!\text{ m}$. Khoảng cách giữa vân sáng bậc 3 và vân sáng bậc 5 ở hai bên so với vân sáng trung tâm là

A. 0,50 mm         B. 0,75 mm         C. 1,25 mm                   D. 2 mm

Bài 14: trong thí nghiệm Y-âng về giao thao ánh sáng, người ta dùng ánh sáng có bước sóng 700 nm và nhận được một vân sáng thứ 3 tại một điểm M nào đó trên màn. Để nhận được vân sáng bậc 5 cũng tại vị trí đó thì phải dùng ánh sáng có bước sóng

A. 500 nm           B. 420 nm            C. 750 nm           D. 630 nm

Bài 15: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng khoảng cách giữa hai khe là 0,3 mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là 1,5 m, khoảng cách giữa 5 vân tối liên tiếp trên màn là 1 cm. Ánh sáng đơn sắc dùng trong thí nghiệm có bước sóng là

A. 0,5 $\text{ }\!\!\mu\!\!\text{ m}$             B. 0,5 nm             C. 0,5 mm           D. 0,5 pm

Bài 16: Trong thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng khoảng cách giữa hai khe là 1,5 mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là 3 m, người ta đo được khoảng cách giữa vân sáng bậc 2 đến vân sáng bậc 5 ở cùng phía với nhau so với vân sáng trung tâm là 3 mm. Tìm bước sóng của ánh sáng dùng trong thí nghiệm.

A. 0,2 $\text{ }\!\!\mu\!\!\text{ m}$             B. 0,4 $\text{ }\!\!\mu\!\!\text{ m}$              C. 0,5 $\text{ }\!\!\mu\!\!\text{ m}$             D. 0,6 $\text{ }\!\!\mu\!\!\text{ m}$

Bài 17: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, khi chiếu hai khe bằng ánh sáng đơn sắc có bước sóng 500 nm thì khoảng cách lớn nhất giữa vân tối thứ tư và vân sáng bậc năm bằng 5 mm. Khoảng cách từ hai khe đến màn quan sát bằng 2 m. Khoảng cách giữa hai khe bằng

A. 1,5 mm           B. 0,3 mm           C. 1,2 mm           D. 1,7 mm

Bài 18: 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 2 m. 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. 0,48 $\text{ }\!\!\mu\!\!\text{ m}$           B. 0,52 $\text{ }\!\!\mu\!\!\text{ m}$           C. 0,5 $\text{ }\!\!\mu\!\!\text{ m}$            D. 0,46 $\text{ }\!\!\mu\!\!\text{ m}$

Bài 19: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe là 0,5 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn là 2 m. Ánh sáng đơn sắc dùng trong thí nghiệm có bước sóng 0,5 $\text{ }\!\!\mu\!\!\text{ m}$. Vùng giao thoa trên màn rộng 26 mm (vân trung tâm ở chính giữa). Số vân sáng là

A. 15                   B. 17                   C. 13                   D. 11

Bài 20: Hai nguồn âm giống nhau được đặt tại hai điểm A, B cách nhau một khoảng AB = L = 2 m, phát cùng một âm đơn, cùng tần số 1500 Hz. Vận tốc truyền âm trong không khí là v = 340 m/s. I là trung điểm của AB, điểm O trên đường trung trực AB sao cho d = OI = 50 m. Từ O vẽ đường Ox song song với AB. Xác định khoảng cách của hai điểm gần nhau nhất trên Ox mà nghe thấy âm nhỏ nhất. Giả thiết $\text{ }\!\!\lambda\!\!\text{ }$ << L; L << D.

A. 11,33 m          B. 7,83 m             C. 2,83 m             D. 5,67 m

Bài 21: Thực hiện thí nghiệm Y-âng về giao thoa với ánh sáng đơn sắc màu vàng ta quan sát được hệ vân giao thoa trên màn. Nếu thay ánh sáng đơn sắc màu vàng bằng ánh sáng đơn sắc màu lam và các điều kiện khác của thí nghiệm được giữ nguyên thì

A. Khoảng vân tăng lên.                B. Khoảng vân giảm xuống.

C. Vị trí vân trung tâm thay đổi. D. Khoảng vân không thay đổi.

Bài 22: Cho các loại ánh sáng sau: Ánh sáng lục (I); Ánh sáng đỏ (II); Ánh sáng vàng (III); Ánh sáng tím (IV) thì loại ánh sáng nào trên hình ảnh giao thoa có khoảng vân lần lượt lớn nhất và nhỏ nhất?

A. I; IV                 B. II; III                C. III; IV              D. II; IV

Bài 23: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe được chiếu sáng bởi nguồn phát đồng thời ba bức xạ đơn sắc; đỏ, lam, lục. Trong quang phổ bậc một, tính từ vân trung tâm ta sẽ quan sát thấy các vân sáng đơn sắc theo thứ tự

A. đỏ, lam, lục    B. lục, lam, đỏ    C. lục, đỏ, lam    D. lam, lục, đỏ

Bài 24: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng của khe Y-âng, ánh sáng đơn sắc có $\text{ }\!\!\lambda\!\!\text{ }$ = 0,42 $\text{ }\!\!\mu\!\!\text{ m}$. Khi thay ánh sáng khác có bước sóng $\text{ }\!\!\lambda\!\!\text{ }$’ thì khoảng vân tăng 1,5 lần. Bước sóng $\text{ }\!\!\lambda\!\!\text{ }$’ là

A. 0,42 $\text{ }\!\!\mu\!\!\text{ m}$          B. 0,63 $\text{ }\!\!\mu\!\!\text{ m}$           C. 0,55 $\text{ }\!\!\mu\!\!\text{ m}$           D. 0,72 $\text{ }\!\!\mu\!\!\text{ m}$

Bài 25: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng với ánh sáng đơn sắc có bước sóng ${{\text{ }\!\!\lambda\!\!\text{ }}_{\text{1}}}$ = 540 nm thì thu được hệ vân giao thoa trên màn quan sát có khoảng vân ${{\text{i}}_{\text{1}}}$ = 0,36 mm. Khi thay ánh sáng trên bằng ánh sáng đơn sắc có bước sóng ${{\text{ }\!\!\lambda\!\!\text{ }}_{\text{2}}}$ = 600 nm thì thu được hệ vân giao thoa trên màn quan sát có khoảng vân

A. ${{\text{i}}_{\text{2}}}$ = 0,60 mm       B. ${{\text{i}}_{\text{2}}}$ = 0,40 mm       C. ${{\text{i}}_{\text{2}}}$ = 0,50 mm D. ${{\text{i}}_{\text{2}}}$ = 0,45 mm

Bài 26: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa với nguồn sáng đơn sắc, hệ vân trên màn có khoảng vân i. Nếu khoảng cách giữa hai khe còn một nửa và khoảng cách từ hai khe đến màn gấp đôi so với ban đầu thì khoảng vân giao thoa trên màn

A. giảm đi bốn lần.                        B. không đổi.     

C. tăng lên hai lần.                         D. tăng lên bốn lần.

Bài 27: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng đơn sắc với hai khe sáng cách màn quan sát 1,375 m thì tại điểm M trên màn quan sát được vân sáng bậc 5. Để quan sát được vân tối thứ 6 tại điểm M nói trên thì phải tịnh tiến màn theo phương vuông góc với nó một đoạn

A. 0,125 m           B. 0,25 m             C. 0,2 m               D. 0,115 m

Bài 28: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe Y-âng cách nhau 2 mm, hình ảnh giao thoa được hứng trên màn ảnh cách hai khe 1 m. Sử dụng ánh sáng đơn sắc có bước sóng $\text{ }\!\!\lambda\!\!\text{ }$, khoảng vân đo được là 0,2 mm. Thay bức xạ trên bằng bức xạ có bước sóng $\text{ }\!\!\lambda\!\!\text{ }$’ > $\text{ }\!\!\lambda\!\!\text{ }$ thì tại vị trí của vân sáng thứ 3 của bức xạ $\text{ }\!\!\lambda\!\!\text{ }$ có một vân sáng của bức xạ $\text{ }\!\!\lambda\!\!\text{ }$’. Bức xạ $\text{ }\!\!\lambda\!\!\text{ }$’ có giá trị

A. 0,6 $\text{ }\!\!\mu\!\!\text{ m}$             B. 0,48 $\text{ }\!\!\mu\!\!\text{ m}$            C. 0,58 $\text{ }\!\!\mu\!\!\text{ m}$           D. 0,52 $\text{ }\!\!\mu\!\!\text{ m}$

Bài 29: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe được chiếu bằng ánh sáng đơn sắc, khoảng cách giữa hai khe là 0,6 mm. Khoảng vân trên màn quan sát đo được là 1 mm. Từ vị trí ban đầu, nếu tịnh tiến màn quan sát một đoạn 25 cm lại gần mặt phẳng chứa hai khe thì khoảng vân mới trên màn là 0,8 mm. Bước sóng của ánh sáng dùng trong thí nghiệm là

A. 0,64 $\text{ }\!\!\mu\!\!\text{ m}$                    B. 0,50 $\text{ }\!\!\mu\!\!\text{ m}$             C. 0,45 $\text{ }\!\!\mu\!\!\text{ m}$           D. 0,48 $\text{ }\!\!\mu\!\!\text{ m}$

Bài 30: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe được chiếu bằng ánh sáng đơn sắc, khoảng cách giữa hai khe là 1 mm. Từ vị trí ban đầu, nếu tịnh tiến màn quan sát một đoạn 50 cm ra xa mặt phẳng chứa hai khe thì khoảng vân trên màn tăng thêm 0,3 mm. Bước sóng của ánh sáng dùng trong thí nghiệm là

A. 0,5 $\text{ }\!\!\mu\!\!\text{ m}$             B. 0,6 $\text{ }\!\!\mu\!\!\text{ m}$              C. 400 $\text{ }\!\!\mu\!\!\text{ m}$            D. 0,54 $\text{ }\!\!\mu\!\!\text{ m}$

Bài 31: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe được chiếu bằng ánh sáng đơn sắc. Từ vị trí ban đầu, nếu tịnh tiến màn quan sát một đoạn 50 cm lại gần mặt phẳng chứa hai khe thì khoảng vân mới thay đổi một lượng bằng 250 lần bước sóng. Tính khoảng cách giữa hai khe hẹp

A. 20 mm            B. 2 mm               C. 1 mm              D. 3 mm

Bài 32: Thí nghiệm giao thoa Y-âng với ánh sáng đơn sắc có bước sóng $\text{ }\!\!\lambda\!\!\text{ }$, khoảng cách giữa hai khe 0,5 mm. Ban đầu, tại M cách vân trung tâm 1 mm người ta quan sát được vân sáng bậc 2. Giữ cố định màn chứa hai khe, di chuyển từ từ màn quan sát ra xa và dọc theo đường thẳng vuông góc với mặt phẳng chứa hai khe một đoạn $\frac{50}{3}$ cm thì thấy tại M chuyển thành vân tối thứ 2 kể từ vân trung tâm. Bước sóng $\text{ }\!\!\lambda\!\!\text{ }$ có giá trị là

A. 0,60 $\text{ }\!\!\mu\!\!\text{ m}$           B. 0,50 $\text{ }\!\!\mu\!\!\text{ m}$           C. 0,40 $\text{ }\!\!\mu\!\!\text{ m}$           D. 0,64 $\text{ }\!\!\mu\!\!\text{ m}$

Bài 33: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe được chiếu bằng ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,6 $\text{ }\!\!\mu\!\!\text{ m}$. Khoảng cách giữa hai khe sáng là 1 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 1,5 m. Trên màn quan sát, hai vân sáng bậc 4 nằm ở hai điểm M và N. Dịch màn quan sát một đoạn 50 cm theo hướng ra 2 khe thì số vân sáng trên đoạn MN giảm so với lúc đầu là

A. 7 vân              B. 4 vân               C. 6 vân               D. 2 vân

Bài 34: Trong thí nghiệm giao thoa Y-âng, trên đoạn MN của màn quan sát khi dùng ánh sáng có bước sóng 0,6 $\text{ }\!\!\mu\!\!\text{ m}$ thì quan sát được 17 vân sáng (tại M, N là vân sáng và ở giữa là vân sáng trung tâm) nếu dùng ánh sáng có bước sóng 0,48 $\text{ }\!\!\mu\!\!\text{ m}$ thì số vân sáng quan sát  được trên MN là

A. 21                    B. 20                    C. 40                    D. 45

Bài 35: Thí nghiệm giao thoa Y-âng với ánh sáng đơn sắc có bước sóng $\text{ }\!\!\lambda\!\!\text{ }$, khoảng cách giữa hai khe 1 mm. Ban đầu, tại M cách vân trung tâm 1,2 mm người ta quan sát được vân sáng bậc 4. Giữ cố định màn chứa hai khe, di chuyển từ từ màn quan sát ra xa và dọc theo đường thẳng vuông góc với mặt phẳng chứa hai khe một đoạn 25 cm thì thấy tại M chuyển thành vân sáng bậc ba. Bước sóng $\text{ }\!\!\lambda\!\!\text{ }$ có giá trị là

A. 0,60 $\text{ }\!\!\mu\!\!\text{ m}$           B. 0,50 $\text{ }\!\!\mu\!\!\text{ m}$           C. 0,40 $\text{ }\!\!\mu\!\!\text{ m}$           D. 0,64 μm

Bài 36: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, nguồn sáng phát ra ánh sáng đơn sắc, khoảng cách 2 khe tới màn quan sát là D. Trên màn quan sát, trên đoạn thẳng AB có 9 vân sáng, A và B là vị trí của hai vân sáng. Nếu tịnh tiến ra xa mặt phẳng chứa hai khe một đoạn 40 cm thì số vân sáng trên đoạn AB là 7, tại A và B vẫn là các vân sáng. Giá trị của D là

A. 0,9 m              B. 0,8 m               C. 1,2 m               D. 1,5 m

Bài 37: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, nguồn sáng phát ra ánh sáng đơn sắc có bước sóng ${{\text{ }\!\!\lambda\!\!\text{ }}_{\text{1}}}$. Trên màn quan sát, trên đoạn thẳng MN dài 20 mm (MN vuông góc với hệ vân giao thoa) có 10 vân tối, M và N là vị trí của hai vân sáng. Thay ánh sáng trên bằng ánh sáng đơn sắc có bước sóng ${{\text{ }\!\!\lambda\!\!\text{ }}_{\text{2}}}$ = $\frac{\text{5}{{\text{ }\!\!\lambda\!\!\text{ }}_{\text{1}}}}{\text{3}}$ thì tại M là vị trí của một vân giao thoa, số vân sáng trên đoạn MN lúc này là

A. 7                      B. 5                      C. 8                      D. 6

Bài 38: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng đơn sắc, màn quan sát cách mặt phẳng hai khe một khoảng không đổi D, khoảng cách giữa hai khe ${{\text{S}}_{\text{1}}}{{\text{S}}_{\text{2}}}$ = a có thể thay đổi (${{\text{S}}_{\text{1}}}$ và ${{\text{S}}_{\text{2}}}$ luôn cách đều S). Xét điểm M trên màn, lúc đầu là vân sáng bậc 4, nếu lần lượt giảm hoặc tăng khoảng cách ${{\text{S}}_{\text{1}}}{{\text{S}}_{\text{2}}}$ một lượng ∆a thì tại đó là vân sáng bậc k và bậc 3k. Giá trị k là

A. k = 3                B. k = 4                C. k = 1                D. k = 2

Bài 39: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe được chiếu bằng ánh sáng đơn sắc $\text{ }\!\!\lambda\!\!\text{ }$, màn quan sát cách mặt phẳng hai khe một khoảng không đổi D, khoảng cách giữa hai khe có thể thay đổi (nhưng ${{\text{S}}_{\text{1}}}$ và ${{\text{S}}_{\text{2}}}$ luôn cách đều S). Xét điểm M trên màn, lúc đầu là vân sáng bậc 4, nếu lần lượt giảm hoặc tăng khoảng cách ${{\text{S}}_{\text{1}}}{{\text{S}}_{\text{2}}}$ một lượng $\text{ }\!\!\Delta\!\!\text{ a}$ thì tại đó là vân sáng bậc k và bậc 3k. Nếu tăng khoảng cách ${{\text{S}}_{\text{1}}}{{\text{S}}_{\text{2}}}$ thêm $\text{2 }\!\!\Delta\!\!\text{ a}$thì tại M là:

A. vân sáng bậc 7                                     B. vân sáng bậc 9

C. vân sáng bậc 8                                     D. vân tối thứ 9

Bài 40: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe được chiếu bằng ánh sáng đơn sắc $\text{ }\!\!\lambda\!\!\text{ }$, màn quan sát cách mặt phẳng hai khe một khoảng không đổi D, khoảng cách giữa hai khe có thể thay đổi (nhưng ${{\text{S}}_{\text{1}}}$ và ${{\text{S}}_{\text{2}}}$ luôn cách đều S). Xét điểm M trên màn, lúc đầu là vân tối thứ 4, nếu lần lượt giảm hoặc tăng khoảng cách ${{\text{S}}_{\text{1}}}{{\text{S}}_{\text{2}}}$ một lượng $\text{ }\!\!\Delta\!\!\text{ a}$ thì tại đó là vân sáng bậc k và bậc 3k. Nếu tăng khoảng cách ${{\text{S}}_{\text{1}}}{{\text{S}}_{\text{2}}}$ thêm $\text{2 }\!\!\Delta\!\!\text{ a}$ thì tại M là:

A. vân sáng bậc 7                           B. vân sáng bậc 9

C. vân sáng bậc 8                                     D. vân tối thứ 9

Bài 41: Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng đơn sắc với D không đổi, a có thể thay đổi được. Ban đầu tại điểm M trên màn quan sát là vân sáng bậc 6. Nếu lần lượt tăng hoặc giảm khoảng cách giữa hai khe một lượng $\text{ }\!\!\Delta\!\!\text{ a}$ thì tại M là vân sáng bậc 3k hoặc k; bây giờ nếu tăng khoảng cách giữa hai khe thêm một lượng $\frac{\text{ }\!\!\Delta\!\!\text{ a}}{\text{3}}$ (nguồn S luôn cách đều hai khe) thì tại M là vân sáng bậc

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

Bài 42: Thực hiện thí nghiệm Y âng về giao thoa với ánh sáng đơn sắc. Xét điểm M ban đầu là một vân sáng, sau đó dịch màn ra xa mặt phẳng chứa hai khe một đoạn nhỏ nhất là $\frac{1}{7}$ m thì tại M là vân tối. Nếu tiếp tục dịch màn ra xa thêm một đoạn nhỏ nhất $\frac{16}{35}$ m nữa thì M lại là vân tối. Khoảng cách giữa màn và hai khe lúc đầu là:

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

 

* Đáp án

1 A	2 C	3 C	4 C	5 C	6 B	7 C	8 D	9 B	10 A
11 A	12 D	13 D	14 B	15 A	16 C	17 B	18 C	19 C	20 D
21 A	22 D	23 D	24 B	25 B	26 C	27 A	28 A	29 D	30 B
31 B	32 B	33 D	34 A	35 C	36 C	37 A	38 D	39 C	40 A
41 B	42 B

 

 

Bài viết gợi ý: