Xem toàn bộ tài liệu Lớp 12: tại đây

Xem thêm các sách tham khảo liên quan:

• Sách Giáo Khoa Vật Lý 12 nâng cao
• Sách Giáo Khoa Vật Lý 12
• Giải Vật Lí Lớp 12
• Giải Sách Bài Tập Vật Lí Lớp 12
• Sách Giáo Viên Vật Lí Lớp 12
• Sách Giáo Viên Vật Lí Lớp 12 Nâng Cao
• Sách Bài Tập Vật Lí Lớp 12
• Sách Bài Tập Vật Lí Lớp 12 Nâng Cao

Giải Bài Tập Vật Lí 12 – Bài 37: Khoảng vân. Bước sóng và màu sắc ánh sáng (Nâng Cao) giúp HS giải bài tập, nâng cao khả năng tư duy trừu tượng, khái quát, cũng như định lượng trong việc hình thành các khái niệm và định luật vật lí:

Bài C1 (trang 194 SGK Vật Lí 12 nâng cao): Trong trường hợp giao thoa sóng cơ, muốn cho tại điểm A có vân giao thoa, cực đại hoặc cực tiểu thì hiệu đường đi |d₂ − d₁| phải thoả mãn điều kiện gì ?

Lời giải:

Trong trường hợp giao thoa sóng cơ, điều kiện cho hiệu đường đi |d₂ − d₁| để:

   + Tại A có vân giao thoa cực đại là d₂ − d₁ = k.λ.

   + Tại A có vân giao thoa cực tiểu là d₂ − d₁ = (k + 0,5).λ.

Bài C2 (trang 195 SGK Vật Lí 12 nâng cao): Tính khoảng vân và vị trí các vân sáng bậc 1, bậc 2 đối với ánh sáng tím và đối với ánh sáng đỏ. Nêu nhận xét.

Lời giải:

Khoảng vân i là khoảng cách giữa 2 vân sáng liên tiếp hoặc 2 vân tối liên tiếp.

→ i = (k + 1) λ.D/a – k.λ.D/a = λ.D/a.

+ Vị trí vân sáng bậc 1 đối với ánh sáng màu đỏ:

    x_1đ = i_đ = λ_đ.D/a

+ Vị trí vân sáng bậc 2 đối với ánh sáng màu đỏ:

    x_2đ = 2.i_đ = 2.λ_đ.D/a

+ Vị trí vân sáng bậc 1 đối với ánh sáng màu tím:

    x_1t = i_t = λ_t.D/a

+ Vị trí vân sáng bậc 2 đối với ánh sáng màu tím:

    x_2t = 2.i_t = 2.λ_t.D/a

Vì ánh sáng đỏ có bước sóng cỡ 0,75μm, ánh sáng tím có bước sóng cỡ 0,38μm nên λ_đ > λ_t → x_1đ > x_1t và x_2đ > x_2t. Vậy vân sáng màu tím nằm gần vân trung tâm hơn vân màu đỏ.

Bài C3 (trang 195 SGK Vật Lí 12 nâng cao): Trong thí nghiệm giao thoa với khe Y- âng, khi bỏ kính lọc sắc (tức là dùng ánh sáng trắng), ta thấy có một vạch sáng trắng ở chính giữa, hai bên có những dải màu như cầu vồng, tím ở trong, đỏ ở ngoài (xem hình 37.2). Hãy giải thích.

Lời giải:

Khi dùng ánh sáng trắng trong thí nghiệm giao thoa thì trên màn ảnh ta thu được vô số hệ vân giao thoa có màu biến thiên liên tục từ đỏ đến tím, trong đó:

+ Vân sáng chính giữa của mọi hệ vân đều trùng nhau nên vân sáng chính giữa có màu trắng.

+ Từ vân sáng bậc 1 trở đi, các vân không trùng nhau mà ở sát cạnh nhau, tạo thành các quang phổ liên tục bậc 1, bậc 2, bậc 3,….có màu cầu vồng với tím trong, đỏ ngoài. Quang phổ bậc 2 trùng một phần với quang phổ bậc 3, bậc quang phổ càng lớn thì vùng chồng lên nhau càng rộng.

+ Bề rộng quang phổ liên tục bậc 1: Δx₁ = i_đỏ − i_tím

   Bề rộng quang phổ liên tục bậc 2: Δx₂ = 2i_đỏ − 2i_tím = 2.Δx₁.

Lời giải:

Vị trí vân sáng bậc k:

Vị trí vân sáng bậc k – 1:

Khoảng vân i là khoảng cách của hai vân sáng liên tiếp:

Lời giải:

    Trước hết dùng thí nghiệm giao thoa ta đo khoảng vân i. Biết khoảng vân I (hoặc vị trí vân) ta xác định được bước sóng ánh sáng thí nghiệm : λ = ia/D

Lời giải:

+ Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng có một bước sóng xác định. Màu ứng với ánh sáng đó gọi là màu đơn sắc hay màu quang phổ. Màu là cảm giác của mắt.

+ Các ánh sáng có màu không đơn sắc là hỗn hợp của nhiều màu đơn sắc với những tỷ lệ khác nhau.

+ Trong quang phổ liên tục, các ánh sáng đơn sắc có bước sóng lân cận nhau gần như có cùng một màu phân ra thành các vùng như bảng sau: (Chỉ đúng trong chân không và không khí) Vùng đỏ (760 nm – 640 nm); Vùng cam vàng (640 nm – 580 nm); Vùng lục (580 nm – 495 nm); Vùng lam chàm (495 nm – 440 nm); Vùng tím (440 nm – 380 nm).

Chú ý: Màu sắc ánh sáng phụ thuộc vào tần số dao động. Khi chuyển từ môi trường này sang môi trường khác tần số không thay đổi nên màu sắc không thay đổi nhưng bước sóng có thể thay đổi theo công thức: λ_n = λ₀/n

Với λ_n là bước sóng trong môi trường chiết suất n;

      λ₀ là bước sóng trong môi trường chân không, không khí.

    A. Bằng 0

    B. bằng k.λ (với k = 0; ±1; ±2; …)

    C. bằng (k – 1/2).λ (với k = 0; ±1; ±2,…)

    D. bằng (kλ – λ/4) (với k = 0, 1, 2,…)

Lời giải:

Chọn B

Nếu M là vân sáng thứ k thì hiệu đường đi bằng số nguyên lần bước sóng:

d₂ – d₁ = k.λ (với k = 0; ±1; ±2; …)

Lời giải:

Chọn B.

Khoảng cách i giữa hai vân sáng, hoặc hai vân tối liên tiếp trong hệ vân giao thoa, ở thí nghiệm hai khi Y-âng chính là khoảng vân:

    A. Xảy ra với mọi chất rắn, lỏng, hoặc khí.

    B. Chỉ xảy ra với chất rắn, và chất lỏng.

    C. Chỉ xảy ra với chất rắn.

    D. là hiện tượng đặc trưng của thủy tính.

Lời giải:

    Chọn A.

    a) Tính bước sóng ánh sáng. Ánh sáng đó có màu gì?

    b) Nếu dùng ánh sáng đó có bước sóng 0,70μm thì khoảng cách từ vân sáng thứ tư đến vân sáng thứ 10 ở cùng một bên vân sáng trung tâm là bao nhiêu?

Lời giải:

a) Từ vân sáng bậc 4 đến vân sáng bậc 10 có 6 khoảng vân.

Suy ra: 6i = 2,4 mm → i = 0,4 mm.

Áp dụng công thức

Thay số (chú ý đổi đơn vị), ta được

Đó là bước sóng của ánh sáng tím.

b) Thay λ = 0,70μm vào công thức tính i ta được:

Khoảng cách từ vân sáng thứ tư đến vân sáng thứ 10 ở cùng một bên vân sáng trung tâm là: d = 10i – 4i = 6i = 4,2mm

Lời giải:

    Trước hết tính khoảng vân :

    Nhận xét:

        + 1,2 mm = 3i; suy ra tại M có vân sáng bậc 3.

        + 1,8 mm = (4+1/2)i; suy ra tại N có vân tối thứ 5.