Giải bài tập SBT Vật Lí 12 Bài tập cuối chương 5: Sóng ánh sáng

Gọi n_d,n_v và n_l lần lượt là chiết suất của thủy tinh đối với ánh sáng đỏ, ánh sáng vàng và ánh sáng lam. Hệ thức nào dưới đây là đúng?

A. n_d>n_v>n_l.     

B. n_d<n_v<n_l.

C. n_d>n_l>n_v.       

D. n_d<n_l<n_v.

Phương pháp giải

Chiết suất ánh sáng khả kiến tăng dần từ đỏ đến tìm

Hướng dẫn giải

- Chiết suất của của ánh sáng khả kiến: n_d<n<n_t

- Chọn B

Hiện tượng nào dưới đây giúp ta khẳng định ánh sáng có tính chất sóng?

A. Hiện tượng phản xạ ánh sáng.

B. Hiện tượng khúc xạ ánh sáng.

C. Hiện tượng tán sắc.

D. Hiện tượng giao thoa ánh sáng.

Phương pháp giải

Hiện tượng giao thoa thể hiện tính chất sóng của ánh sáng

Hướng dẫn giải

- Tính chất sóng của ánh sáng thể hiện qua hiện tượng giao thoa ánh sáng

- Chọn D

Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng của Y-âng, nếu dùng ánh sáng đỏ (λ_d=0,7μm) thì khoảng vân đo được là 1,4mm. Nếu dùng ánh sáng tím (λ_t=0,4μm) thì khoảng vân đo được là

A. 0,2mm.                          B. 0,4mm.

C. 0,8mm.0                        D. 1,2mm.

Phương pháp giải

- Tính khoảng vân đỏ theo công thức: i=λD/a

- Lập tỉ số công thức khoảng vân để tìm khoảng vân ánh sáng tím

Hướng dẫn giải

- Ta có khoảng vân:

\(\begin{array}{l} i = \frac{{\lambda D}}{a} \Rightarrow \frac{{{i_2}}}{{{i_1}}} = \frac{{{\lambda _2}}}{{{\lambda _1}}}\\ \Rightarrow {i_2} = \frac{{{\lambda _2}}}{{{\lambda _1}}}.{i_1} = \frac{{0,4}}{{0,7}}.1,4 = 0,8mm \end{array}\)

- Chọn C

Vật nào dưới đây có thể phát ra tia hồng ngoại mạnh nhất?

A. Đèn LED đỏ.

B. Đèn ống.

C. Bóng đèn pin.

D. Chiếc bàn là.

Phương pháp giải

Vật có nhiệt độ càng cao phát ra tia hồng ngoại càng mạnh

Hướng dẫn giải

- Chiếc bàn là phát ra tia hồng ngoại mạnh nhất trong các vật trên

- Chọn D

Dùng tia nào dưới đây để chữa bệnh còi xương?

A. Tia hồng ngoại.

B. Tia đỏ.

C. Tia tử ngoại.

D. Tia X.

Phương pháp giải

Chữa bệnh còi xương là ứng dụng của tia tử ngoại

Hướng dẫn giải

- Tia tử ngoại dùng dể chữa bệnh còi xương

- Chọn C

Tia nào dưới đây có khả năng đam xuyên mạnh nhất?

A. Tia hồng ngoại.

B. Tia tím.

C. Tia tử ngoại.

D. Tia X.

Phương pháp giải

Sử dụng lí thuyết về đặc điểm các bức xạ sóng điện từ

Hướng dẫn giải

- Tia có tần số càng lớn thì khả năng đâm xuyên càng mạnh

- Tia Rơn-ghen có tần số lớn nhất nên khả năng đâm xuyên mạnh nhất

- Chọn D

Ánh sáng có bước sóng 3.10⁻⁷m thuộc loại tia nào?

A. Tia hồng ngoại.

B. Tia tím.

C. Tia tử ngoại.

D. Tia X.

Phương pháp giải

Để trả lời câu hỏi này cần nắm được thang sóng điện từ

Hướng dẫn giải

- Tia tử ngoại có bước sóng khoảng 380nm đến vài nanomet

- Chọn C

Quang phổ của nguồn sáng nào dưới đây chỉ có một vạch?

A. Mặt Trời.

B. Đèn ống.

C. Đèn dây tóc nóng sáng.

D. Đèn LED đỏ.

Phương pháp giải

Từ lí thuyết về quang phổ ánh sáng, ta thấy đèn LED đỏ chỉ có một vạch quang phổ

Hướng dẫn giải

- Quang phổ của đèn LED đỏ chỉ có một vạch

- Chọn D

Chiếu một chùm tia sáng Mặt Trời vào một bể nước có pha phẩm màu. Dưới đáy bể có một gương phẳng. Nếu cho chùm tia phản xạ trở lại không khí chiếu vào khe của một máy quang phổ thì ta sẽ được loại quang phổ nào dưới đây?

A. Quang phổ liên tục.

B. Quang phổ vạch phát xạ.

C. Quang phổ hấp thụ.

D. Không có quang phổ.

Phương pháp giải

Nếu cho chùm tia phản xạ trở lại không khí chiếu vào khe của một máy quang phổ thì ta sẽ được loại quang phổ hấp thụ

Hướng dẫn giải

- Chiếu một chùm tia sáng Mặt Trời vào một bể nước có pha phẩm màu. Dưới đáy bể có một gương phẳng. Nếu cho chùm tia phản xạ trở lại không khí chiếu vào khe của một máy quang phổ thì ta sẽ được loại quang phổ hấp thụ.

- Chọn C

Tia nào dưới đây không có bản chất là sóng điện từ?

A. Tia catôt.

B. Tia hồng ngoại.

C. Tia tử ngoại.

D. Tia X.

Phương pháp giải

Tia catôt không là sóng điện từ

Hướng dẫn giải

- Tia catôt là dòng hạt electron không có bản chất sóng điện từ

- Chọn A

Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng: khoảng cách giữa hai khe là 0,2mm; khoảng cách từ hai khe đến màn quan sát là 1m; bước sóng của ánh sáng đơn sắc chiếu vào hai khe là 0,7μm. Khoảng vân sẽ là

A. 3,5μm.                          B. 0,35mm.

C. 3,5mm.                         D. 1,4μm.

Phương pháp giải

Tính khoảng vân theo công thức: i=λD/a

Hướng dẫn giải

- Khoảng vân:

\(i = \frac{{\lambda D}}{a} = \frac{{{{0,7.10}^{ - 3}}{{.10}^3}}}{{0,2}} = 3,5mm\)

- Chọn C

Trên thang sóng điện từ, vùng nào nằm tiếp giáp với vùng sóng vô tuyến?

A. Vùng tia hồng ngoại.

B. Vùng tia tử ngoại.

C. Vùng ánh sáng nhìn thấy được.

D. Vùng tia X.

Phương pháp giải

Vùng nằm tiếp giáp với vùng sóng vô tuyến là sóng điện từ

Hướng dẫn giải

- Trên thang sóng điện từ, vùng hồng ngoại nằm tiếp giáp với vùng sóng vô tuyến

- Chọn A

Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng: khoảng cách giữa hai khe là 0,5mm; khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 1,5m; ánh sáng đơn sắc chiếu vào hai khe có bước sóng 0,6μm.

a) Tính khoảng vân giao thoa.

b) Làm thế nào để phát hiện được vị trí của vân trung tâm (bậc không)?

Phương pháp giải

Tính khoảng vân theo công thức: i= λD/a

Hướng dẫn giải

a) Khoảng vân:

\(i = \frac{{\lambda D}}{a} = \frac{{{{0,6.10}^{ - 3}}{{.1,5.10}^3}}}{{0,5}} = 1,8mm\)

b) Để phát hiện được vị trí của vân trung tâm (bậc không) ta có thể dùng ánh sáng trắng, vân trung tâm sẽ có màu trắng.

Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng: khoảng cách giữa hai khe là 0,6mm; khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 1,2m. Khoảng cách giữa 6 vân sáng liên tiếp cạnh nhau là 7mm. Tính bước sóng của ánh sáng dùng trong thí nghiệm.

Phương pháp giải

Từ công thức khoảng vân i=λD/a, suy ra công thức tính bước sóng là λ= ai/D

Hướng dẫn giải

- Khoảng cách giữa 6 vân sáng liên tiếp cạnh nhau là:

\(5i \Rightarrow 5i = 7 \Rightarrow i = 1,4mm\)

- Khoảng vân:

\(\begin{array}{l} i = \frac{{\lambda D}}{a}\\ \Rightarrow \lambda = \frac{{ia}}{D} = \frac{{1,4.0,6}}{{1,2}} = 0,7\mu m \end{array}\)

Chiếu ánh sáng phát ra từ một đèn màu vào hệ thống hai khe của thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng. Trên màn quan sát ta thấy xuất hiện một hệ thống vạch màu đỏ và một hệ thống vạch màu lục.

a) Có thể coi thiết bị thí nghiệm khe Y-âng nói trên như một máy quang phổ được không? Tại sao?

b) Chứng minh rằng màu của vân trung tâm (bậc không) bao giờ cũng giống với màu của ánh sáng phát ra từ nguồn.

c) Khoảng cách giữa vân trung tâm và vân sáng cùng màu cạnh nó là 7mm và chứa 7 khoảng vân lục. Biết khoảng cách giữa hai khe là 0,6mm; khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 1,2m.Tính bước sóng của ánh sáng đỏ và ánh sáng lục nói trên.

Phương pháp giải

- Vận dụng lí thuyết về máy quang phổ để chứng minh màu của vân trung tâm (bậc không) bao giờ cũng giống với màu của ánh sáng phát ra từ nguồn

- Áp dụng công thức tính khoảng vân: i=λD/a

- Sử dụng điềuu kiện vân trùng và tìm ra được k=5 ⇒λ_d= 0,7μm là thích hợp

Hướng dẫn giải

a) Hoàn toàn có thể coi thiết bị thì nghiệm Y-âng là một máy quang phổ được. Đó là vì thiết bị này cũng cho phép ta phân tích một chùm ánh sàng hỗn tạp thành nhiều thành phần đơn sắc khác nhau.

b) Vì chùm vân sáng bậc 0 của tất cả các ánh sáng đơn sắc đều nằm ở vị trí trung tâm, nên màu của vân sáng trung tâm bao giờ cũng giống như màu mà ánh sáng đơn sắc của nguồn tạo ra.

c) Trong khoảng hai vân cùng màu vân trung tâm có 7 vân lục, và khoảng cách hai vân đó là:

\(\begin{array}{l} 7mm \Rightarrow 7{i_l} = 7\\ \Rightarrow {i_l} = 1mm = \frac{{{\lambda _l}D}}{a} \Rightarrow {\lambda _l} = 0,5\mu m \end{array}\)

- Lại có:

\(7{i_l} = k{i_d} \Leftrightarrow 7{\lambda _l} = k{\lambda _d} \Rightarrow {\lambda _d} = \frac{{7.0,5}}{k}\)

- Chỉ có giá trị k=5 ⇒λ_d= 0,7μm thích hợp