Mục lục bài viết

1. Bài tập trắc nghiệm Giao thoa ánh sáng có lời giải chi tiết nhất
2. Bài tập trắc nghiệm Giao thoa ánh sáng có hướng dẫn cách giải
3. Bài tập bổ sung về giao thoa ánh sáng

1. Bài tập trắc nghiệm Giao thoa ánh sáng có lời giải chi tiết nhất

Bài 1: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, khe hẹp S phát ra đồng thời ba bức xạ đơn sắc có bước sóng là $\lambda$ 1 = 0,42 μm; $\lambda$ 2 = 0,56 $\mu$ m và $\lambda$ 3 = 0,63 μm. Trên màn, trong khoảng giữa hai vân sáng liên tiếp có màu giống màu vân trung tâm, nếu vân sáng của hai bức xạ trùng nhau ta chỉ tính là một vân sáng thì số vân sáng quan sát được là

A. 27. B. 23. C. 26. D. 21.

Lời giải:

Chọn D. Ta có $\lambda$ 1: $\lambda$ 2: $\lambda$ 3 = 6: 8: 9. Vị trí trùng nhau của 3 bức xạ ứng với k1 $\lambda$ 1 = k2λ2 = k3 $\lambda$ 3.

Suy ra: 6k1 = 8k2 = 9k3 = 72n. Hay k1 = 12; k2= 9 ; k3= 8.

Số vân trùng là bội của cặp (6,8) = 24;48;72 ; (6,9) = 18;36;54;72 ; (8,9) = 72

Tổng số vân quan sát được: 12 + 9 + 8 - 8 = 21.

Bài 2: Một nguồn sáng điểm nằm cách đều hai khe I-âng và phát ra đồng thời hai bức xạ đơn sắc có bước sóng $\lambda$ 1 = 0,6 $\mu$ m và $\lambda$ 2 = 0,7 $\mu$ m. Biết khoảng cách hai khe a = 0,2 mm và khoảng cách hai khe tới màn là D = 1m. Trong khoảng rộng L = 7,2cm trên màn, có bao nhiêu vạch sáng mà các bức xạ trên chồng khít lên nhau?

A. 4 B. 5 C. 2 D. 3

Lời giải: Chọn D.

Vị trí các vân sáng cùng màu với vân trung tâm

x = k1i1 = k2i2 → k1 $\lambda$ 1 = k2 $\lambda$ 2 → 0,6k1 = 0,7k2

→ 6k1 = 7k2 → k1 = 7n; k2 = 6n (n nguyên, bằng 0)

Ta có: – 36 (mm) < x < 36 (mm) → -36 < 21n < 36 .

Suy ra n = -1; 0; 1: có 3 vân.

Bài 3: Trong thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng, nguồn phát sáng đồng thời hai bức xạ đơn sắc, có bước sóng lần lượt là 0,72 $\mu$ m và 0,45 $\mu$ m. Hỏi trên màn quan sát, giữa hai vân sáng gần nhau nhất và cùng màu với vân sáng trung tâm, có bao nhiêu vân sáng khác màu vân trung tâm?

A. 10. B. 13. C. 12. D. 11.

Lời giải: Chọn D.

Vị trí các vân sáng cùng màu với vân sáng trung tâm là vị trí vân sáng của hai bức xạ trùng nhau: k1i1 = k2i2 → k1 $\lambda$ 1 = k2 $\lambda$ 2

→ 8k2 = 5k2

→ k1 = 5n; k2 = 8n với n = 0; ±1 ; ±2 ; ...

Hai vân sáng cùng màu vân trung tâm gần nhau nhất ứng với hai giá trị liên tiếp của n là n = 0 và n = 1

+) Vân sáng bậc 5 của bức xạ $\lambda$ 1 giữa hai vân sáng này có 4 vân sáng của bức xạ thứ nhất

+) Vân sáng bậc 8 của bức xạ $\lambda$ 2 giữa hai vân sáng này có 7 vân sáng của bức xạ thứ hai Vậy tổng cộng có 11 vân sáng khác màu với vân sáng trung tâm.

Bài 4: Trong thí nghiệm giao thoa Y-âng, khe S phát ra đồng thời 3 ánh sáng đơn sắc, có bước sóng tương ứng $\lambda$ 1 = 0,4 $\mu$ m, $\lambda$ 2 = 0,48 $\mu$ m và $\lambda$ 3 = 0,64 $\mu$ m. Trên màn, trong khoảng giữa hai vân sáng liên tiếp có màu trùng với vân trung tâm, quan sát thấy số vân sáng không phải đơn sắc là:

A.11 B.9 C.44 D.35

Lời giải: Chọn B.

Xét trong khoảng hai vân sáng liên tiếp có màu trùng với vân trung tâm (sự giao nhau của 3 bức xạ)

→ x = k $\lambda$ D/a với xmin

→ k1 $\lambda$ 1 = k2 $\lambda$ 2 = k3 $\lambda$ 3

→ k1 = k3 $\lambda$ 3/ $\lambda$ 1 = 8k3/5 (1)

→ k2 = k3 $\lambda$ 3/ $\lambda$ 2 = 4k3/3 (2)

Ta có k3 = 15 → k1 = 24 và k2 = 20 (3)

Xét số vân trùng với hai bức xạ khác nhau trong khoảng xmin ở trên

Từ (1) số vân trùng của hai bức xạ $\lambda$ 1 và $\lambda$ 3

→ k31min = 5 ; k13min = 8

→ ktrùng13 = k3max/k3min = 15/5 = 3

Từ (2) số vân trùng của hai bức xạ $\lambda$ 2 và $\lambda$ 3

→ k23min = 4 ; k32min = 3

→ ktrùng23 = k23max/k23min = 20/4 = 5

Tính số vân trùng của hai bức xạ $\lambda$ 1 và $\lambda$ 2:

k1 = k2 $\lambda$ 2/ $\lambda$ 1 = 48k2/40 = 6k2/5

→ k21min = 5 ;k12min = 6

→ ktrùng12 = k12max/k12min = 24/6 = 4 hay ktrùng12 = k21max/ k21min = 20/5 = 4

Tổng số vân sáng trên màn không phải đơn sắc trong khoảng giữa hai vân hai vân sáng liên tiếp có màu với vân trung tâm.

Như vậy là không tính vân trùng ở vị trí xmin tức là phải trừ đi 3:

N = ktrùng13 + ktrùng23 + ktrùng12 – 3 = 9.

Bài 5: Thí nghiệm giao thoa ánh sáng bằng khe Young. Ánh sáng sử dụng gồm ba bức xạ đỏ, lục, lam có bước sóng lần lượt là: $\lambda$ 1 = 0,64 $\mu$ m, $\lambda$ 2 = 0,54 $\mu$ m, $\lambda$ 3 = 0,48 $\mu$ m. Vân sáng đầu tiên kể từ vân sáng trung tâm có cùng màu với vân sáng trung tâm ứng với vân sáng bậc mấy của vân sáng màu lục?

A. 24 B. 27 C. 32 D. 18

Lời giải: Chọn C.

Ta có: i1 = $\lambda$ 1.D/a, i2 = $\lambda$ 2.D/a, i3 = $\lambda$ 3.D/a

Lập tỷ số: i1/i2 = $\lambda$ 1/ $\lambda$ 2 = 32/27, i1/i3 = $\lambda$ 1/ $\lambda$ 3 = 4/3

→ khoảng vân trùng: itrùng = 32.3.i2 = 27.4.i3

→ vị trí vân sáng cùng màu với vân sáng trung tâm: xn = n.itrùng

Vân đầu tiên kể từ vân trung tâm có cùng màu ứng với n = 1

→ x = itrùng = 32.3.i2 = 27.4.i3

→ x = 32.3. $\lambda$ 2.D/a = 27.4. $\lambda$ 3.D/a = 32. $\lambda$ 2 = 36. $\lambda$ 3

x = k2.λ2 = k3.λ3

Vậy cùng màu với vân sáng trung tâm ứng với vân sáng bậc k = 32 của vân sáng màu lục.

Bài 6: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, nguồn sáng phát đồng thời hai ánh sáng đơn sắc $\lambda$ 1, $\lambda$ 2 có bước sóng lần lượt là 0,48 $\mu$ m và 0,60 $\mu$ m. Trên màn quan sát, trong khoảng giữa hai vân sáng gần nhau nhất và cùng màu với vân sáng trung tâm có

A. 4 vân sáng $\lambda$ 1 và 3 vân sáng $\lambda$ 2.

B. 5 vân sáng $\lambda$ 1 và 4 vân sáng $\lambda$ 2.

C. 4 vân sáng $\lambda$ 1 và 5 vân sáng $\lambda$ 2.

D. 3 vân sáng $\lambda$ 1 và 4 vân sáng $\lambda$ 2.

Lời giải: Chọn A.

Vị trí các vân sáng cùng màu vân sáng trung tâm k1 $\lambda$ 1 = k2 $\lambda$ 2

→ 48k1 = 60k2

→ 4k1 = 5k2

→ BSNN của 4 và 5 là 20

→ x = 20n

→ k1 = 5n; k2 = 4n

Với n = 1 → k1 = 5; k2 = 4

→ Trên màn quan sát, trong khoảng giữa hai vân sáng gần nhau nhất và cùng màu với vân sáng trung tâm có 4 vân sáng $\lambda$ 1 và 3 vân sáng $\lambda$ 2.

2. Bài tập trắc nghiệm Giao thoa ánh sáng có hướng dẫn cách giải

Câu 1: Trong một thí nghiệm về giao thoa ánh sáng. Hai khe Y-âng cách nhau 3mm, hình ảnh giao thoa được hứng trên màn cách hai khe 3m. Sử dụng ánh sáng trắng có bước sóng từ 0,38 $\mu$ m đến 0,76 $\mu$ m. Trên màn quan sát thu được các dải quang phổ. Bề rộng của dải quang phổ ngay sát vạch sáng trắng trung tâm là:

A. 0,38 mm B. 0,45 mm C. 0,5 mm D. 0,55 mm

Đáp án: A

Phương pháp giải:

Quang phổ ngay sát vạch sáng trung tâm là quang phổ bậc 1

Câu 2: Trong một 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 quan sát là 2 m. Nguồn sáng phát ánh sáng trắng có bước sóng trong khoảng từ 380nm đến 760nm. M là một điểm trên màn, cách vân sáng trung tâm 2 cm. Trong các bức xạ cho vân sáng tại M, bức xạ có bước sóng dài nhất là:

A. 417 nm B. 570 nm C. 714 nm D. 760 nm

Đáp án: C

Phương pháp giải:

Sử dụng lí thuyết về giao thoa sóng ánh sáng, điều kiện để một điểm là vị trí vân sáng

Vị trí vân sáng: xs = k $\lambda$ D/a

Câu 3: Thực hiện giao thoa với ánh sáng trắng (0,38 $\mu$ m ≤ λ ≤ 0,76 $\mu$ m) bằng hai khe Y – âng cách nhau 0,1 mm. Khoảng cách từ hai khe đến màn là 80 cm. Ánh sáng đơn sắc cho vân sáng tại vị trí cách vân sáng trung tâm 3,2 cm có bước sóng ngắn nhất là

A. 0,38 $\mu$ m B. 0,44 $\mu$ m C. 0,4 $\mu$ m D. 0,67 $\mu$ m

Đáp án: C

Phương pháp giải: Sử dụng lí thuyết về giao thoa ánh sáng trắng và công thức xác định vị trí vân sáng Vị trí vân sáng: xs = k $\lambda$ D/a

Câu 4: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe là 1mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là 1,2m. Nguồn S phát ánh sáng trắng có bước sóng từ 0,40 $\mu$ m đến 0,76 $\mu$ m. Tần số lớn nhất của bức xạ đơn sắc cho vân sáng tại điểm M trên màn cách vân trung tâm một đoạn 2,7mm là

A. 3,94.1014Hz. B. 7,5.1014Hz. C. 7,8.1014Hz. D. 6,67.1014Hz.

Đáp án: D

Phương pháp giải:

Sử dụng lí thuyết giao thoa ánh sáng Vị trí vân sáng: xs = k $\lambda$ D/a

Câu 5: Trong một thí nghiệm Y – âng về giao thoa ánh sáng, nguồn sáng phát ánh sáng trắng có bước sóng trong khoảng 380nm đến 760nm. M là một điểm trên màn, ứng với vị trí vân sáng bậc 5 bước sóng 600nm. Bước sóng ngắn nhất cho vân tối tại M là:

A. 387nm B. 414nm C. 400 nm D. 428nm

Đáp án: C

Phương pháp giải: Sử dụng lí thuyết về giao thoa ánh sáng trắng và công thức xác định vị trí vân sáng, vân tối

Câu 6: Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng, nếu sử dụng ánh sáng trắng có bước sóng 400nm đến 750nm. Tại vị trí của vân sáng bậc 3 của ánh sáng tím bước sóng 400nm còn có vân sáng của ánh sáng đơn sắc có bước sóng

A. 700nm B. 650nm C. 500 nm D. 600 nm

Đáp án: D Phương pháp giải:

Sử dụng lí thuyết về giao thoa với ánh sáng trắng Hai vân sáng trùng nhau: x1 = x2 <=> k1 $\lambda$ 1 = k2 $\lambda$ 2

Câu 7: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe được chiếu bằng ánh sáng trắng có bước sóng từ 0,38 $\mu$ m đến 0,76 $\mu$ m. Tại vị trí vân sáng bậc 4 của ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,76 $\mu$ m còn có bao nhiêu vân sáng nữa của các ánh sáng đơn sắc khác?

A. 3 B. 8 C. 7 D. 4

Đáp án: D

Phương pháp giải: Sử dụng lí thuyết về giao thoa ánh sáng trắng Vị trí vân sáng: xs = k $\lambda$ D/a

Câu 8: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe là 2mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa 2 khe đến màn quan sát là 2 m. Nguồn phát ánh sáng gồm các bức xạ đơn sắc có bước sóng trong khoảng 0,40 $\mu$ m đến 0,76 $\mu$ m. Trên màn, tại điểm cách vân trung tâm 3,3 mm có bao nhiêu bức xạ cho vân sáng?

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

Đáp án: B

Phương pháp giải: Sử dụng điều kiện để một điểm là vân sáng trong giao thoa sóng ánh sáng

Vị trí vân sáng: xs = k $\lambda$ D/a

Câu 9: Trong thí nghiệm Iâng, hai khe được chiếu sáng bằng ánh sáng trắng (có bước sóng từ 0,38 $\mu$ m đến 0,76 $\mu$ m). Khi đó tại vị trí vân sáng bậc 3 của ánh sáng đỏ ( $\lambda$ đỏ = 0,75 $\mu$ m), còn có thêm bao nhiêu bức xạ đơn sắc cho vân sáng tại đó?

A. 2 B. 3 C. 4 D. 5

Đáp án: A

Phương pháp giải : Sử dụng lí thuyết về giao thoa ánh sáng trắng

Hai vân sáng trùng nhau : x1 = x2 <=> k1 $\lambda$ 1 = k2 $\lambda$ 2

Câu 10: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng với nguồn ánh sáng trắng có bước sóng trong khoảng (0,38 $\mu$ m ≤ λ ≤ 0,76 $\mu$ m), hai khe hẹp cách nhau 1mm. Bề rộng quang phổ bậc 1 lúc đầu đo được là 0,38mm. Khi dịch chuyển màn ra xa hai khe thêm một đoạn thì bề rộng quang phổ bậc 1 trên màn lúc này đo được là 0,57mm. Màn đã dịch chuyển một đoạn là

A. 50 cm B. 40 cm C. 45 cm D. 55 cm

Đáp án: A

Phương pháp giải: Sử dụng lí thuyết về giao thoa ánh sáng trắng và công thức tính bề rộng quang phổ Bề rộng quang phổ bậc n: $\Delta$ xn = xđn - xtn

3. Bài tập bổ sung về giao thoa ánh sáng

Câu 1: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng với khe Y – âng, chiếu vào hai khe ánh sáng đơn sắc có bước sóng $\lambda$ . Khoảng cách giữa hai khe bằng 1mm. Khoảng cách từ hai khe đến màn quan sát là 3m. Tại vị trí cách vân trung tâm 6,3mm có:

A. Vân tối thứ 4

B. Vân sáng bậc 4

C. Vấn tối thứ 3 .

D. Vân sáng bậc 3

Câu 2: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng các khe S1, S2 được chiếu bởi ánh sáng có bước sóng A = 0,65 $\mu$ m. Biết khoảng cách giữa hai khe là S1S2 = a = 2mm. Khoảng cách từ hai khe đến màn là D = 1,5 m. Khoảng vân (mm), vị trí vân sáng bậc 5(mm) và vân tối thứ 7(mm) lần lượt là:

A. 3,1687; ± 2,4375; ± 0,4875

B. 2,4375; ± 0,4875; ± 3,1687

C. 0,4875; ± 3,1687; ± 2,4375

D. 0,4875; ± 2,4375; ± 3,1687

Câu 3: Trong thí nghiệm Y- ng về giao thoa ánh sáng, hai khe được chiếu bằng ánh sáng đơn sắc có bước sóng. Nếu tại điểm M trên màn quan sát có vân tối thứ hai (tính từ vân sáng trung tâm) thì hiệu đường đi của ánh sáng từ hai khe S1, S2 đến M có độ lớn bằng

A. 1,5 $\lambda$

B. 2 $\lambda$

C. 2,5 $\lambda$

D. 3 $\lambda$

Câu 4: Trong thí nghiệm Y- ng về giao thoa ánh sáng, hai khe S1, S2 được chiếu bằng ánh sáng đơn sắc có bước sóng $\lambda$ . Khoảng cách giữa hai khe là 0,8 mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là 2 m. Người ta đo được khoảng cách giữa 6 vân sáng liên tiếp trên màn là 6 mm. Bước sóng của ánh sáng dùng trong thí nghiệm và khoảng cách từ vân sáng bậc 3 đến vân sáng bậc 8 ở cùng phía với nhau so với vân sáng chính giữa lần lượt là

A. 0,54.10-6 m; 8mm

B. 0,48.10-6 m; 8mm

C. 0,54.10-6 m; 6mm

D. 0,48.10-6 m; 6mm

Câu 5: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe là 1mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là 3 m. Dùng ánh sáng đơn sắc có bước sóng $\lambda$ chiếu vào hai khe thì người ta đo được khoảng cách từ vân sáng trung tâm tới vân sáng thứ tư là 6 mm. Bước sóng $\lambda$ ( $\mu$ m) và vị trí vân sáng thứ 6 (mm) lần lượt là

A. 0,5 và 9

B. 0,9 và 6

C. 0,5 và 6

D. 0,9 và 5

Xem thêm: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa với ánh sáng đơn sắc - Vật lý 12