Chương 2 Sóng [PDF]

Zitiervorschau

Chuyên đề 2 Chủ đề

SÓNG MÔ TẢ SÓNG

1

I

Tóm tắt lý thuyết

1

Sóng cơ

- Sóng cơ là những biến dạng cơ lan truyền trong một môi trường đàn hồi.

- Nguyên nhân tạo nên sóng truyền trong một môi trường: + Nguồn dao động từ bên ngoài tác dụng lên môi trường tại điểm O. + Lực liên kết giữa các phần tử của môi trường. => Năng lượng sóng được truyền đi theo phương truyền sóng. Quá trình truyền sóng là quá trình truyền năng lượng. - Sự lệch pha giữa các phần tử dao động trên phương truyền sóng tạo nên hình ảnh của sóng.

2

Các đại lượng đặc trưng của sóng

Đại lượng Biên độ sóng

Khái niệm

Đặc điểm

Là độ lệch lớn nhất của Sóng có biên độ càng phần tử sóng khỏi vị trí lớn thì phẩn tử sóng cân bằng. dao động càng mạnh.

Kí hiệu A

Công thức

Đơn vị mét

Chu kì sóng

Tần số sóng Bước sóng Tốc độ truyền sóng

Là khoảng thời gian để hai ngọn sóng liên tiếp chạy qua một điểm đang xét. Là số các ngọn sóng đi qua một điểm đang xét trong một đơn vị thời gian. Là khoảng cách giữa hai ngọn sóng liên tiếp.

Bằng chu kì dao động của phần tử sóng.

Bằng tần số dao động của nguồn sóng.

Bằng quãng đường mà sóng truyền được trong một chu kì.

Là tốc độ lan truyền biến dạng.

Là năng lượng sóng được truyền qua một Cường độ đơn vị diện tích vuông sóng góc với phương truyền sóng trong một đơn vị thời gian.

3

T

T=

𝟏

f

f=

𝟏

𝐟

𝐓

mét

v

v = λ.f

m/s

I

I=

λ

𝒇

𝐄 𝐒.∆𝐭

Giả sử nguồn sóng O dao động điều hòa theo phương vuông góc với trục Ox, có li độ được mô tả bởi phương trình: uo = Acos (ωt) Phương trình sóng truyền theo trục Ox là:

4

2𝜋𝑥 𝜆

)

Phân loại sóng

a. Sóng ngang: là sóng trong đó các phần tử của môi trường dao động theo phương vuông góc với phương truyền sóng. Trừ trường hợp sóng mặt nước, còn sóng ngang chỉ truyền được trong chất rắn. Ví dụ: sóng trên mặt nước, sóng trên sợi dây cao su.

Hz

λ = v.T 𝒗 =

Phương trình sóng

uM = Acos (ωt -

giây

b. Sóng dọc: là sóng trong đó các phần tử của môi trường dao động theo phương trùng với phương truyền sóng. Sóng dọc truyền được cả trong chất khí, chất lỏng và chất rắn Ví dụ: sóng âm, sóng trên lò xo. Sóng cơ không truyền được trong chân không.

W/m2

II A

Bài tập ôn lí thuyết BÀI TẬP TỰ ĐIỀN KHUYẾT

Câu 1: Điền khuyết các từ khóa thích hợp vào chỗ trống: a. Biên độ sóng là độ lệch ……………………………… của phần tử sóng khỏi ……………………….. b. Sóng cơ là những …………………….. lan truyền trong một môi trường ………………………… c. Bước sóng là khoảng cách giữa ………………………………………………………………………………. d. Tốc độ truyền sóng là ……………………………………………………………………………………………. e. Cường độ sóng là …………………………….. được truyền qua một ………………………….…….… vuông góc với phương truyền sóng trong một đơn vị thời gian. Lời giải: a. lớn nhất - vị trí cân bằng b. biến dạng cơ - đàn hồi c. hai ngọn sóng liên tiếp d. tốc độ lan truyền biến dạng e. năng lượng sóng - đơn vị diện tích

B BÀI TẬ P NỐI CÂU Câu 2. Hãy nối những kí hiệu tương ứng ở cột A với những khái niệm tương ứng ở cột B CỘT A CỘT B v

Tần số (Hz)

A

Bước sóng (m hoặc cm)

f

Tốc độ truyền sóng (m/s hoặc cm/s)

λ

Biên độ (m hoặc cm)

Lời giải: 1 - c, 2 - d, 3 - a, 4 – b.

C BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM Câu 1: (SBT – CTST) Một sóng đang truyền từ trái sang phải trên một dây đàn hồi như hình 5.1. Xét hai phần tử M và N trên dây. Tại thời điểm xét, A. M và N đều chuyển động hướng lên B. M và N đều chuyển động hướng xuống C. M chuyển động hướng lên, N chuyển động hướng xuống D. M chuyển động hướng xuống, N chuyển động hướng lên Câu 2: (SBT – CTST) Một sóng truyền trên dây đàn hồi theo chiều từ trái sang phải như hình 5.2. Chọn nhận xét đúng về chuyển động của điểm M trên dây. A. M đang chuyển động xuống và có tốc độ lớn nhất. B. M đang chuyển động lên và có tốc độ lớn nhất. C. M đang đứng yên và sắp chuyển động lên. D. M đang đứng yên và sắp chuyển động xuống. Câu 3: (SBT – CTST) Khi sóng nước truyền qua một kẽ hở giữa một dải đất như hình 5.5 sẽ có hiện tượng A. giao thoa sóng. B. nhiễu xạ sóng. C. phản xạ sóng. D. truyền sóng. Câu 4: Theo định nghĩa. Sóng cơ là A. sự truyền chuyển động cơ trong không khí. B. sự co dãn tuần hoàn giữa các phần tử môi trường. C. chuyển động tương đối của vật này so với vật khác. D. những dao động cơ lan truyền trong môi trường đàn hồi. Câu 5: Khoảng cách giữa hai điểm trên phương truyền sóng gần nhau nhất và dao động cùng pha với nhau gọi là A. chu kì. B. bước sóng. C. độ lệch pha. D. vận tốc truyền sóng. Câu 6: Bước sóng là khoảng cách giữa hai điểm A. gần nhau nhất mà dao động tại hai điểm đó cùng pha. B. trên cùng một phương truyền sóng mà dao động tại hai điểm đó cùng pha. C. trên cùng một phương truyền sóng mà dao động tại hai điểm đó ngược pha. D. gần nhau nhất trên cùng một phương truyền sóng mà dao động tại hai điểm đó

cùng pha. Câu 7: Trong sóng cơ, tốc độ truyền sóng là A. tốc độ lan truyền dao động trong môi trường truyền sóng. B. tốc độ cực tiểu của các phần tử môi trường truyền sóng. C. tốc độ chuyển động của các phần tử môi trường truyền sóng. D. tốc độ cực đại của các phần tử môi trường truyền sóng. Câu 8: Một sóng cơ có tần số f, truyền trên dây đàn hồi với tốc độ truyền sóng v và bước sóng  . Hệ thức đúng là A. v   f

B. v  f



C. v 

 f

D.

v  2 f 

Câu 9: Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về quá trình truyền sóng? A. Quá trình truyền sóng là quá trình truyền dao động trong môi trường đàn hồi B. Quá trình truyền sóng là quá trình truyền năng lượng C. Quá trình truyền sóng là quá trình truyền pha dao động D. Quá trình truyền sóng là quá trình truyền các phần tử vật chất. Câu 10: Phát biểu nào sau đây về đại lượng đặc trưng của sóng cơ không đúng? A. Chu kì của sóng chính bằng chu kì dao động của các phần tử dao động. B. Tần số của sóng chính bằng tần số dao động của các phần tử dao động. C. Tốc độ của sóng chính bằng tốc độ dao động của các phần tử dao động. D. Bước sóng là quãng đường sóng truyền đi được trong một chu kì Câu 11: Vận tốc truyền sóng là A. Vận tốc truyền pha dao động và vận tốc dao động của các phần tử vật chất có sóng truyền qua. B. Vận tốc dao động của các phần tử vật chất. C. Vận tốc truyền pha dao động. D. Vận tốc dao động của nguồn sóng. Câu 12: Với một sóng nhất định, tốc độ truyền sóng phụ thuộc vào A. Năng lượng sóng B. Tần số dao động C. Môi trường truyền sóng D. Bước sóng Câu 13: Một sóng cơ học lan truyền trong một môi trường tốc độ v. Bước sóng của sóng này trong môi trường đó là λ. Chu kì dao động của sóng có biểu thức là A. T = v/λ B. T = v.λ C. T = λ/v D. T = 2πv/λ Câu 14: Tìm phát biểu sai: A. Bước sóng là khoảng cách giữa 2 điểm trên cùng phương truyền gần nhau nhất và dao động cùng pha. B. Những điểm cách nhau một số lẻ lần nửa bước sóng trên cùng phương truyền sóng thì dao động ngược pha. C. Bước sóng là khoảng truyền của sóng trong thời gian 1 chu kì T. D. Những điểm cách nhau một số nguyên lần nửa bước sóng trên cùng phương truyền thì dao động cùng pha. Câu 15: Phương trình sóng có dạng nào trong các dạng dưới đây?

A. x  Acos t   

 

B. u  Acos  t 

x  

t  D. u  Acos     𝑇 𝜆 T  Câu 16: Biên độ sóng tại một điểm nhất định trong môi trường sóng truyền qua A. là biên độ dao động của các phần tử vật chất tại đó. B. tỉ lệ năng lượng của sóng tại đó. C. biên độ dao động của nguồn. D. tỉ lệ với bình phương tần số dao động. Câu 17: (SBT – CTST) Trên hình 5.3, đầu A của lò xo được giữ cố định, đầu B dao động tuần hoàn theo phương ngang. Sóng trên lò xo là sóng (1) …. vì (2)……… Chọn cụm từ thích hợp trong các đáp án dưới đây để điền vào các chỗ trống A. (1) ngang, (2) mỗi điểm trên lò xo dao động theo phương ngang. B. (1) dọc, (2) mỗi điểm trên lò xo dao động theo phương ngang. C. (1) ngang, (2) mỗi điểm trên lò xo dao động theo phương thẳng đứng. D. (1) dọc, (2) mỗi điểm trên lò xo dao động theo phương thẳng đứng. Câu 18: (SBT– CTST) Khi sóng hình thành trên lò xo như hình 5.3, mỗi vòng trên lò xo sẽ A. chuyển động dọc theo trục lò xo từ B đến A. B. chuyển động dọc theo trục lò xo từ A đến B. C. dao động theo phương dọc theo trục lò xo, qua lại quanh một vị trí cố định. D. dao động theo phương vuông góc với trục lò xo, qua lại quanh một vị trí cố định. Câu 19: (SBT – CTST) Hai sóng truyền trên dây theo hai chiều ngược nhau như hình 5.4 khi gặp nhau sẽ A. tạo nên một xung có li độ cực đại. B. tạo nên một xung có li độ cực tiểu. C. không ảnh hưởng lẫn nhau. D. dừng lại và không tiếp tục truyền đi. Câu 20: Khi một sóng cơ học truyền từ không khí vào nước thì đại lượng nào sau đây không thay đổi: A. Vận tốc. B. Tần số. C. Bước sóng. D. Năng lượng. Câu 21: Một sóng cơ truyền dọc theo trục Ox có phương trình u  2cos  20 t  2 x  𝑡

𝑥

C. u = Acos2π( − )

(cm), với t tính bằng s. Tần số của sóng này bằng A. 15 Hz. B. 10 Hz. C. 5 Hz. D. 20 Hz. Câu 22: Một sóng cơ truyền dọc theo trục Ox với phương trình u  2cos  40 t  2 x  (mm). Biên độ của sóng này là A. 2 mm B. 4 mm C.  mm D. 40  mm Câu 23: Sóng cơ học truyền trong môi trường vật chất đồng nhất qua điểm A rồi đến điểm B thì A. chu kì dao động tại A khác chu kì dao động tại B. B. dao động tại A trễ pha hơn tại B. C. biên độ dao động tại A lớn hơn tại B. D. biên độ dao động tại A nhỏ hơn tại B. Câu 24: Tốc độ truyền sóng cơ (thông thường) không phụ thuộc vào A. tần số và biên độ của sóng. B. nhiệt độ của môi trường và tần số của sóng. C. bản chất của môi trường lan truyền sóng. D. biên độ của sóng và bản chất của môi trường.

III Bài tập phân dạng Dạng

Xác định các đặc trưng của sóng cơ

1

A PHƯƠNG PHÁP GIẢI - Chu kì (T), vận tốc (v), tần số (f), bước sóng (λ) liên hệ với nhau: 1

v

∆𝑠

T

f

∆𝑡

f = ; λ = v.T = ; v =

với Δs là quãng đường sóng truyền trong thời gian

Δt - Quan sát hình ảnh sóng có n ngọn sóng liên tiếp thì có n - 1 bước sóng. - Số lần nhô lên trên mặt nước là N trong khoảng thời gian t giây thì chu kì T =

B BÀI TẬP TỰ LUẬN Bài 1: (SGK - KNTT) Trên mặt hồ yên lặng, một người làm cho con thuyền dao động tạo ra sóng trên mặt nước. Thuyền thực hiện được 24 dao động trong 40s, mỗi dao động tạo ra một ngọn sóng cao 12cm so với mặt hồ yên lặng và ngọn sóng tới bờ cách thuyền 10m sau 5s. Với số liệu này, hãy xác định: a. Chu kì dao động của thuyền. b. Tốc độ lan truyền của sóng. c. Bước sóng. d. Biên độ sóng. Lời giải:

t N−1

a. Tần số dao động của thuyền là: f = 𝑛/𝑡=24/40=0,6𝐻𝑧 => Chu kì dao động của thuyền là: T = 1/𝑓= 1/0,6=5/3 𝑠 b. Tốc độ lan truyền của sóng là: v = 10/5 =2 𝑚/𝑠 c. Bước sóng là: λ = v.T = 2 . 5/3 = 10/3 (m) d. Biên độ sóng là: A = 12cm Bài 2: (SGK - KNTT) Hình bên là đồ thị (u -t) của một sóng âm trên màn hình của một dao động kí. Biết mỗi cạnh của ô vuông theo phương ngang trên hình tương ứng với 1ms. Tính tần số của sóng. Lời giải: Đổi 1ms = 10−3s Tần số của sóng là: f=

số dao động 1 giây

=

1 3.10−3

= 1000/3 (Hz)

Bài 3: (SGK - CTST) Một sóng truyền trên một dây rất dài có phương trình: u=10cos(2πt+0,01πx).Trong đó u và x được tính bằng cm và t được tính bằng s. Hãy xác định: a. Chu kì, tần số và biên độ sóng. b. Bước sóng và tốc độ truyền sóng. c. Giá trị của li độ u, tại điểm có x = 50 cm vào thời điểm t = 4 s. Lời giải: a. Từ phương trình đã cho đối chiếu với phương trình tổng quát u = Acos ( => A = 10cm;

2𝜋 𝑇

b. Bước sóng là

2𝜋 𝑇

𝑡 −

2𝜋 𝜆

𝑥)

= 2π => T = 1s => f = 1/T = 1 Hz 2𝜋 𝜆

= 0,01π => λ = 200cm = 2m

Tốc độ truyền sóng là v = λ.f = 2.1 = 2 m/s c. Giá trị của li độ u, tại điểm có x = 50cm vào thời điểm t = 4s là: u=10cos(2π.4 + 0,01π.50) = 0 Bài 4: (SGK - KNTT) Một sóng âm có tần số 192Hz và truyền đi được quãng đường 91,4m trong 0,27s. Hãy tính: a, Tốc độ truyền sóng. b, Bước sóng. c, Nếu tần số sóng là 442Hz thì bước sóng và chu kì là bao nhiêu? Lời giải: a. Tốc độ truyền sóng là:

v=

𝑠 𝑡

=

91,4 0,27

= 338,5 𝑚/𝑠

𝑣

338,5

𝑓

192

b. Bước sóng là v = λ. f => λ = =

= 1,76m

c. Nếu tần số sóng là 442Hz thì bước sóng là: λ′ = 1

1

f′

442

Chu kì T’= =

v f′

=

338,5 442

= 0,77m

= 0,002s

Bài 5: (SGK - KNTT) Trong thí nghiệm hình 8.1, cần rung dao động với tần số 50 Hz. Người ta đo được bán kính của 2 gợn sóng hình tròn liên tiếp lần lượt bằng 12,4cm và 14,3cm. Tính tốc độ truyền sóng.

Lời giải: Bước sóng là khoảng cách giữa 2 gợn sóng liên tiếp, theo đề bài ta có: λ = 14,3 - 12,4 = 1,90 cm Tốc độ truyền sóng v = λ. f = 1,9 . 50 = 95cm/s Bài 6: (SGK - KNTT) Một sóng hình sin đang lan truyền từ trái sang phải trên một dây dài (như hình vẽ). Cho biết tốc độ truyền sóng v = 1m/s. a. Tính tần số của sóng. b. Hỏi điểm Q, P và O đang chuyển động lên hay xuống? Lời giải: a, Từ đồ thị ta được λ = 10 cm = 0,1m Tần số của sóng là v = λ. f => f =

v λ

=

1 0,1

= 10Hz

b, Căn cứ vào sóng lan truyền tới điểm R bắt đầu đi lên. - Điểm Q cách R đúng một bước sóng nên dao động cùng pha. Vật tại điểm Q sóng bắt đầu chuyển động đi lên. - Điểm P cách R 1,5 lần bước sóng nên dao động ngược pha. Do vậy tại điểm P sóng bắt đầu chuyển động đi xuống. - Điểm O cách R đúng 2 bước sóng nên dao động cùng pha. Do vậy, tại điểm O sóng bắt đầu chuyển động đi lên. Bài 7: (SGK - KNTT) Một sóng hình sin được mô tả (như hình vẽ). a. Xác định bước sóng của sóng. b. Nếu chu kì của sóng là 1s thì tần số và tốc độ truyền sóng bằng bao nhiêu?

c. Bước sóng sẽ bằng bao nhiêu nếu tần số tăng lên 5Hz và tốc độ truyền sóng không đổi? Vẽ đồ thị ( u x) trong trường hợp này và đánh dấu rõ bước sóng trên đồ thị. Lời giải: a, Từ đồ thị ta được λ = 50 cm = 0,5m 1

1

T

1

b, Tần số của sóng là f = = = 1 Hz Tốc độ truyền sóng là v = λ. f = 0,5.1 = 0,5m c, - Khi tần số tăng lên 5Hz và tốc độ truyền sóng không đổi thì v

0,5

f

5

λ= =

= 0,1m = 10cm

- Vẽ đồ thị:

Bài 8: (SGK - CTST) Một bạn học sinh đang câu cá trên hồ nước. Khi có sóng đi qua, bạn quan sát thấy phao câu cá nhô lên cao 6 lần trong 4 s. Biết tốc độ truyền sóng là 0,5 m/s. Tính khoảng cách giữa hai đỉnh sóng liên tiếp. Lời giải: Phao câu cá nhô lên 6 lần tương ứng với 5 chu kì. Chu kì T =

∆t N

4

= = 0,8s 5

Khoảng cách giữa 2 đỉnh sóng liên tiếp tương ứng với 1 bước sóng: λ = v. T = 0,5 . 0,8 = 0,4m Bài 9: Một người ngồi ở bờ biển trông thấy có 10 ngọn sóng qua mặt trong 36 giây, khoảng cách giữa hai ngọn sóng là 10m. Tính tần số sóng biển và vận tốc truyền sóng biển. Lời giải: Xét tại một điểm có 10 ngọn sóng truyền qua ứng với 9 chu kì. Chu kì T = Tần số f =

36 9 1 T

= 4s 1

= = 0,25Hz 4

Vận tốc truyền sóng: v =

λ T

=

10 4

= 2,5m/s

Bài 10: (SBT – CTST) Một tín hiệu của sóng siêu âm được gửi đi từ một chiếc tàu xuống đáy biển theo phương thẳng đứng. Sau 0,8 giây, tàu nhận được tín hiệu

phản xạ từ đáy biển. Cho biết tốc độ truyền của sóng siêu âm trong nước biển bẳng 1,6. 103 m/s. Độ sâu của đáy biển tại nơi khảo sát bằng bao nhiêu? Lời giải: Ta có 2d = v.t => d =

1600.0,8 2

= 640m

Bài 11: (SBT – CTST) Sóng nước truyền trên một mặt hồ có phương trình: u = 3,2cos(8,5t – 0,5x) ( x được tính bằng cm, t được tính bằng s). Tính tốc độ của sóng truyền trên mặt hồ. Lời giải: Ta có

2π T

= 8,5 => T ≈ 0,74s và

2π λ

= 0,5 => λ ≈ 12,6 cm = v. T

=> v ≈ 17,03 m/s Bài 12: (SBT – CTST) Hình 6.2 là hình ảnh của một sóng trên dây đàn hồi tại một thời điểm xác định. Cho biết thời gian ngắn nhất để điểm A từ vị trí cân bằng dao động theo phương thẳng đứng và trở lại vị trí này là 0,25s và khoảng cách AB bằng 40cm. a. Tính tốc độ truyền sóng trên dây. b. Khoảng cách CD bằng bao nhiêu? Lời giải: 𝑇

𝜆

2 40.2

2

a. Ta có = 0,25𝑠 𝑣à => v =

0,25.2

= 40𝑐𝑚. Kết hợp với công thức 𝜆= v.T

= 160 cm/s

b. CD = 𝜆 = 80 cm Bài 13: (BT 6.4 – SBT trang 25 – CTST) Hình 6.3 là đồ thị li độ - khoảng cách của một sóng truyền dọc theo phương Ox tại một thời điểm xác định. Cho biết khoảng cách giữa 2 đỉnh sóng liên tiếp bằng 8,0cm và thời gian sóng truyền giữa hai đỉnh này bằng 0,02s. Thiết lập phương trình truyền sóng của sóng này. Lời giải: Ta có v =

8,0 0,02

= 400 cm/s

Ngoài ra, dựa vào đồ thị ta có: 𝜆 = 8,0 cm =

400 𝑓

=> 𝑓 = 50 Hz 𝜋

Từ dây ta có phương trình truyền sóng: u = 3,0 cos(100𝜋𝑡 - 𝑥) cm 4

Bài 14: (SBT – CTST)

Hình 6.4 là đồ thị li độ - khoảng cách của một sóng truyền dọc trên một sợi dây tại một thời điểm xác định. Cho biết biên độ sóng bằng 0,4cm và khoảng cách giữa 2 đỉnh sóng liên tiếp trên dây bằng 25,0 cm. Tốc độ truyền sóng trên dây bằng 80,0 cm/s. a. Sau khoảng thời gian ngắn nhất bằng bao nhiêu thì điểm M lại hạ xuống thấp nhất một lần nữa? b. Tính thời gian ngắn nhất kể từ lúc điểm M hạ xuống thấp nhất đến khi điểm M có li độ bằng 0,20 cm. Lời giải: 𝜆

0,25

𝑣

0,80

a. Sau khoảng thời gian T = = 𝑇

0,31

3

3

b. t = =

≈ 0,31𝑠 thì M lại ở vị trí thấp nhất.

≈ 0,10s

Bài 15: (SBT – CTST) Một sóng ngang truyền dọc trên một dây đàn hồi dài AB = 25 cm, hai điểm gần nhất trên dây dao động cùng pha nhau, cách nhau 4cm. Dọc theo dây này, có bao nhiêu điểm dao động cùng pha và bao nhiêu điểm dao động ngược pha với đầu A của dây? Lời giải: Điểm M dao động cùng pha với A: MA = k𝜆 = 4k ≤ AB => k ≤ 6,25. Vậy k = 1;2;3;4;5;6 có 6 điểm dao động cùng pha với A. Điểm N dao động cùng pha với A: MA = (k + ½) 𝜆 = 4k +2 ≤ AB => k ≤ 5,75. Vậy k = 0;1;2;3;4;5 có 6 điểm dao động ngược pha với A. Bài 16: (SBT – CTST) Một sóng có tần số 50 Hz truyền trong một môi trường đồng chất. Tại một thời điểm, hai điểm gần nhất trên cùng phương truyền sóng dao động lệch pha nhau π/2 cách nhau 60cm. Tính độ lệch pha a. giữa hai điểm cách nhau 480cm tại cùng một thời điểm. b. tại một điểm trong môi trường sau khoảng thời gian 0,01s. Lời giải: Độ lệch pha của hai điểm tại hai thời điểm t1 và t2; cách nhau một khoảng d: (𝜔t2 -

2𝜋𝑑2 𝜆

) - (𝜔t1 -

2𝜋𝑑1 𝜆

) = 𝜔∆t -

2𝜋𝑑 𝜆

Tại cùng một thời điểm: ∆t = 0 theo đề bài:

2𝜋𝑑 𝜆

𝜋

= + kπ. Hai điểm gần nhất tương 2

ứng với k = 0 nên 𝜆 = 4d = 4.60 = 240 cm a. Tại cùng một thời điểm ∆t =0; độ lệch pha

2𝜋𝑑 𝜆

=

2𝜋.480 240

= 4π

Suy ra hai điểm này dao động cùng pha. (ta thấy d = 480cm = 2𝜆 = k𝜆: hai điểm dao động cùng pha) b. Tại một điểm: d1 = d2 nên độ lệch pha: 𝜔∆t = 2π.50.0,01 = π => Hai đao động ngược pha

Bài 17: (SBT – CTST) Một dây AB rất dài căng ngang (có khối lượng dây là không đáng kể) có đầu A dao động điều hòa thẳng đứng với biên độ 2,0cm và tần số 0,5 Hz. Sau 5,0s kể từ khi A bắt đầu dao động, điểm M trên dây cách A một đoạn 5,0cm cũng bắt đầu dao động. a. Viết phương trình dao động của A. Chọn gốc thời gian là khi A bắt đầu dao động từ vị trí cân bằng theo chiều dương. b. Suy ra phương trình dao động của M. c. Vẽ hình dạng của dây vào thời điểm 6,0s kể từ khi A bắt đầu dao động. Lời giải: a. Từ dữ liệu đề bài, suy ra phương trình dao động của A: uA = 2,0 cos (πt – π/2) cm b. Ta có v =

5,0 5,0

= 1,0 cm/s ; 𝜆 =

1,0 0,5

= 2,0 𝑐𝑚

=> uM = 2,0 cos (πt – π/2 - 2π.5/2) = 2,0 cos ( πt + 3π/2) cm ( t ≥ 5s) c. uM = 2,0 cos (π.6 – π/2 - 2π.x/2) = 2,0 cos ( πx + π/2) cm ( x ≤ 6,0 cm). Bài 18: Dao đọ ng âm có tà n só f = 500Hz, biên đọ A = 0,25mm, được truyè n trong không khí với bước só ng λ = 70cm. Tìm: a. Vạ n tó c truyè n só ng âm. b. Vạ n tó c dao đọ ng cực đạ i củ a cá c phân tử không khí. Lời giải: v a. Vận tốc truyền sóng âm là: λ = => v = λ.f = 0,7.500 = 350m/s f

b. Vận tốc dao động cực đại của các phần tử không khí là: vmax = A𝜔 = 2πf.A = 0,785 m/s

C BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM Câu 1: (SBT - KNTT) Trong thí nghiệm ở hình 8.1, nếu ta thay đổi tần số dao động của nguồn sóng thì đại lượng nào sau đây không thay đổi? A. Chu kì sóng. B. Bước sóng C. Tần số sóng. D. Tốc độ truyền sóng. Câu 2: (SBT– KNTT) Vào một thời điểm Hình 8.1 là đồ thị li độ - quãng đường truyền sóng của một sóng hình sin. Biên độ và bước sóng của sóng này là: A. 5cm; 50 cm B. 6 cm; 50 cm C. 5 cm; 30 cm D. 6 cm; 30 cm

Câu 3: (SBT– KNTT) Hình 8.2 là đồ thị li độ - thời gian của một sóng hình sin. Biết tốc độ truyền sóng là 50 cm/s. Biên độ và bước sóng của sóng này là A. 5cm; 50 cm B. 10 cm; 0,5 m C. 5 cm; 0,25m D. 10 cm; 1m Câu 4: (SBT– KNTT) Tại một điểm O trên mặt nước có một nguồn dao động điều hòa theo phương thẳng đứng với tần số 2Hz. Từ điểm O có những gợn sóng trong lan rộng xung quanh. Khoảng cách giữa hai gợn sóng kế tiếp là 20cm. Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là: A. 20 cm/s B. 40 cm/s C. 80 cm/s D. 120 cm/s Câu 5: (SBT – KNTT) Một sóng có tần số 120Hz truyền trong một môi trường với tốc độ 60 m/s. Bước sóng của nó là A. 1,0 m B. 2,0 m C. 0,5 m D. 0,25 m Câu 6: (SBT – KNTT) Một sóng hình sin lan truyền trên trục Ox. Trên phương truyền sóng, khoảng cách ngắn nhất giữa 2 điểm mà các phần tử của môi trường tại điểm đó dao động ngược pha nhau là 0,4m. Bước sóng của sóng này là A. 0,4 m B. 0,8 m C. 0,4 cm D. 0,8 cm Câu 7: (SBT – KNTT) Thời gian kể từ khi ngọn sóng thứ nhất đến ngọn sóng thứ sáu đi qua trước mặt một người quan sát là 12s. Tốc độ truyền sóng là 2 m/s. Bước sóng có giá trị là A. 4,8 m B. 4 m C. 6 cm D. 0,48 cm Câu 8: (SBT – CTST) Hình 6.1 biểu diễn đồ thị li độ - khoảng cách của ba sóng 1,2 và 3 truyền dọc theo trục Ox tại cùng một thời điểm xác định. Biết ba sóng này truyền đi với tốc độ bằng nhau. Nhận xét nào sau đây không đúng? A. Sóng 1 mang năng lượng lớn nhất B. Sóng 1 và sóng 2 có cùng bước sóng C. Bước sóng của sóng 3 lớn hơn bước sóng của sóng 2. D. Tần số của sóng 3 lớn hơn tần số của sóng 2. Câu 9: (SBT – CTST) Xét một sóng truyền dọc theo trục Ox với phương trình u = 6cos (100πt - 4πx) (cm) (x được tính bằng cm, t được tính bằng s). Tại một thời điểm, hai điểm gần nhất dao động cùng pha và hai điểm gần nhất dao động ngược pha cách nhau các khoảng lần lượt bằng A. 1,00 cm và 0,50 cm. B. 0,50 cm và 0,25 cm. C. 0,25 cm và 0,50 cm. D. 100 cm và 4 cm. Câu 10: (SBT – CTST) Khi ánh sáng truyền từ không khí vào nước thì

A. bước sóng của ánh sáng tăng. B. bước sóng của ánh sáng giảm. C. tần số của ánh sáng tăng. D. tần số của ánh sáng giảm. Câu 11: (SBT – CTST) Một sóng truyền trên dây đàn hồi có biên độ bằng 6 cm, tần số bằng 16 Hz và có tốc độ truyền bằng 8,0 m/s. Phương trình truyền sóng có thể là A. u = 6cos (32πt - 4πx) (cm) (x được tính bằng m, t được tính theo s) B. u = 6cos (16πt - 4πx) (cm) (x được tính bằng m, t được tính theo s) C. u = 6cos (32πt - 2πx) (cm) (x được tính bằng m, t được tính theo s) D. u = 6cos (32πt - 2πx) (cm) (x được tính bằng m, t được tính theo s) Câu 12: SBT – CTST) Khi một sóng biển truyền đi, người ta quan sát thấy khoảng cách giữa 2 đỉnh sóng liên tiếp bằng 8,5m. Biết một điểm trên mặt sóng thực hiện một dao động toàn phần sau thời gian bằng 3,0s. Tốc độ truyền của sóng biển có giá trị bằng A. 2,8 m/s. B. 8,5 m/s C. 26 m/s D. 0,35 m/s Câu 13: (SBT – CTST) Xét một sóng truyền dọc theo trục Ox với phương trình u = 4cos (240t - 80x) (cm) (x được tính bằng cm, t được tính bằng s). Tốc độ truyền của sóng này bằng A. 6 m/s B. 4,0 cm C. 0,33 m/s D. 3,0 m/s Câu 14: Sóng cơ lan truyền trong môi trường đàn hồi với tốc độ v không đổi, khi tăng tần số sóng lên 2 lần thì bước sóng A. tăng 2 lần. B. tăng 1,5 lần. C. không đổi. D. giảm 2 lần. Câu 15: Một sóng lan truyền với tốc độ v = 200m/s có bước sóng λ = 4m. Chu kì dao động của sóng là: A. T = 0,02s. B. T = 50s C. T = 1,25s. D. T = 0,2s. Câu 16: Một sóng cơ có tần số 200 Hz lan truyền trong một môi trường với tốc độ 1500m/s. Bước sóng λ là: A. 75m. B. 7,5m C. 3m D. 30,5m Câu 17: Một sóng cơ truyền trên một sợi dây rất dài với tốc độ 1m/s và chu kì 0,5s. Sóng cơ này có bước sóng là: A. 25cm. B. 100cm C. 50cm D. 150cm Câu 18: Một người quan sát thấy một cánh hoa trên hồ nước nhô lên 5 lần trong khoảng thời gian 20 s. Khoảng cách giữa hai đỉnh sóng kế tiếp là 8 m. Tính tốc độ truyền sóng trên mặt hồ. A. 1,6m/s. B. 4m/s. C. 3,2m/s. D. 2m/s. Câu 19: Tại điểm M cách một nguồn sóng một khoảng x có phương trình dao động 2 x   sóng M là uM  4cos  200 t  (cm). Tần số của dao động sóng bằng    A. f = 0,01Hz. B. f = 200Hz. C. f = 100Hz. D. f = 200πHz. 2 x   Câu 20: Một sóng cơ được mô tả bởi phương trình u  Acos  2 ft  . Tốc độ cực    đại của các phần tử môi trường gấp 4 lần tốc độ truyền sóng khi:

A. 4λ = πA. B. 2λ = πA. C. 8λ = πA D. 6λ = πA Câu 21: Một sóng cơ truyền theo trục Ox với phương trình u = acos(4πt - 0,02πx) ( u và x tính bằng cm, t tính bằng giây). Tốc độ truyền của sóng là: A. 100 cm/s. B. 150 cm/s. C. 200 cm/s. D. 50 cm/s. Câu 22: Một người quan sát một chiếc phao trên mặt biển thì thấy nó nhô lên cao 10 lần trong 18 s. Khoảng cách giữa hai ngọn sóng liền kề là 2 m. Tốc độ truyền sóng trên mặt nước biển là A. 8 m/s. B. 2 m/s C. 4 m/s D. 1 m/s. Câu 23: Một người quan sát mặt biển thấy có 5 ngọn sóng đi qua trước mặt mình trong khoảng thời gian 10 (s) và đo được khoảng cách giữa 2 ngọn sóng liên tiếp bằng 5 m. Tốc độ của sóng biển là A. v  2 m/s. B. v  4 m/s. C. v  6 m/s. D. v  8 m/s. Câu 24: Một người quan sát sóng trên mặt hồ thấy khoảng cách giữa hai ngọn sóng liên tiếp bằng 2 m và có 6 ngọn sóng truyền qua trước mặt trong 8 (s). Tốc độ truyền sóng nước là A. v  3, 2 m/s. B. v  1, 25 m/s. C. v  2, 5 m/s. D. v  3 m/s. Câu 25: Một điểm A trên mặt nước dao động với tần số 100 Hz. Trên mặt nước người ta đo được khoảng cách giữa 7 gợn lồi liên tiếp là 3 cm. Khi đó tốc độ truyền sóng trên mặt nước là A. v  50 cm/s. B. v  50 m/s. C. v  5 cm/s. D. v  0, 5 cm/s. Câu 26: Một người quan sát thấy một cánh hoa trên hồ nước nhô lên 10 lần trong khoảng thời gian 36 (s). Khoảng cách giữa hai đỉnh sóng kế tiếp là 12 m. Tính tốc độ truyền sóng trên mặt hồ. A. v  3 m/s. B. v  3, 2 m/s. C. v  4 m/s. D. v  5 m/s. Câu 27: Trên mặt nước có một nguồn dao động tạo ra tại điểm O một dao động điều hoà có tần số f = 50 Hz. Trên mặt nước xuất hiện những sóng tròn đồng tâm O cách đều, mỗi vòng cách nhau 3 cm. Tốc độ truyền sóng ngang trên mặt nước có giá trị bằng A. v  120 cm/s. B. v  150 cm/s. C. v  360 cm/s. D. v  150 m/s. Câu 28: Tại một điểm O trên mặt thoáng của một chất lỏng yên lặng ta tạo ra một dao động điều hoà vuông góc với mặt thoáng có chu kì T = 0,5 (s). Từ O có các vòng sóng tròn lan truyền ra xung quanh, khoảng cách hai vòng liên tiếp là 0,5 m. Xem như biên độ sóng không đổi. Tốc độ truyền sóng có giá trị A. v  1, 5 m/s. B. v  1 m/s. C. v  2, 5 m/s. D. v  1,8 m/s. Câu 29: Người ta nhỏ những giọt nước đều đặn xuống một điểm O trên mặt nước phẳng lặng với tốc độ 80 giọt trong một phút, khi đó trên mặt nước xuất hiện những gợn sóng hình tròn tâm O cách đều nhau. Khoảng cách giữa 4 gợn sóng liên tiếp là 13,5 cm. Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là A. v  6 cm/s. B. v  45 cm/s. C. v  350 cm/s. D. v  60 cm/s. Câu 30: Tại điểm O trên mặt nước yên tĩnh, có một nguồn sóng dao động điều hoà theo phương thẳng đứng với tần số f = 2 Hz. Từ O có những gợn sóng tròn lan rộng

ra xung quanh. Khoảng cách giữa 2 gợn sóng liên tiếp là 20cm. Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là A. 160 cm/s. B. 20 cm/s. C. 40 cm/s. D. 80 cm/s. Câu 31: Nguồn phát sóng S trên mặt nước tạo dao động với tần số f =100 Hz gây ra các sóng tròn lan rộng trên mặt nước. Biết khoảng cách giữa 7 gợn lồi liên tiếp là 3 cm. Vận tốc truyền sóng trên mặt nước bằng bao nhiêu? A. 25 cm/s. B. 50 cm/s. C. 100 cm/s. D. 150 cm/s. Câu 32: Mũi nhọn của âm thoa dao động với tần số f = 440 Hz được để chạm nhẹ vào mặt nước yên lặng. Trên mặt nước ta quan sát khoảng cách giữa hai ngọn sóng liên tiếp là 2 mm. Tốc độ truyền sóng là Câu 33: A. v  0,88 m/s. B. v  880 cm/s. C. v  22 m/s. D. v  220

d   cm/sMột sóng truyền trên một sợi dây rất dài có li độ u  6cos   t   cm, d đo 2   bằng cm. Li độ của sóng tại d = 1 cm và t = 1 (s) là A. u  0 cm. B. u  6 cm. C. u  3 cm. D. u  6 cm. Câu 34: Lúc t = 0 đầu O của sợi dây cao su nằm ngang bắt đầu dao động đi lên với chu kỳ 2 s biên độ 5 cm, tạo thành sóng lan truyền trên dây với tốc độ 2 m/s. Điểm M trên dây cách O một khoảng bằng 1,4 cm. Thời điểm đầu tiên để M đến điểm N thấp hơn vị trí cân bằng 2 cm là A. 1,53 s. B. 2,23 s. C. 1,83 s. D. 1,23 s. Câu 35: Người ta gây một dao động ở đầu O một dây cao su căng thẳng làm tạo nên một dao động theo phương vuông góc với vị trí bình thường của dây, với biên độ a = 3 cm và chu kỳ T = 1,8 (s). Sau 3 giây chuyển động truyền được 15 m dọc theo dây. Tìm bước sóng của sóng tạo thành truyền trên dây. A.   9 m. B.   6, 4 m. C.   4,5 m. D.   3, 2 m.

Dạng

2

Cường độ sóng

A PHƯƠNG PHÁP GIẢI Cường độ sóng - Tại một vị trí trên phương truyền sóng, độ mạnh yếu của sóng được định nghĩa bởi đại lượng cường độ sóng. - Cường độ sóng I là năng lượng sóng truyền qua một đơn vị diện tích trong một đơn vị thời gian. I= Trong đó 𝒫 =

𝐸 𝛥𝑡

𝐸 𝑆.𝛥𝑡

=

𝒫 𝑆

là công suất của sóng (W)

S là diện tích mà năng lượng sóng truyền qua trong một khoảng thời gian Δt (m2). Với sóng cầu thì S = 4πR2

E là năng lượng sóng (J) - Đơn vị cường độ sóng: W/m2

B BÀI TẬP TỰ LUẬN Bài 1: (SGK - CTST) Một còi báo động có kích thước nhỏ phát sóng âm trong môi trường đồng chất, đẳng hướng. Ở vị trí cách còi một đoạn 15m, cường độ sóng âm là 0,25 W/m2. Xem gần đúng sóng âm không bị môi trường hấp thụ. Ở khoảng cách nào từ vị trí của còi thì sóng âm có cường độ bằng 0,010 W/m2?

Lời giải: Vì nguồn âm được xem như một điểm nên cường sộ sóng âm trên một mặt cầu có diện tích S = 4πr2 (hình 6.5) là như nhau, r là bán kính mặt cầu (khoảng cách từ điểm đang xét đến còi). Tại vị trí r1 = 15 m và r2, ta có I1 = =>

𝐼1 𝐼2

=

𝑟22 𝑟12

𝐼

0,25

𝐼2

0,010

; 𝑟2 = 𝑟1 . √ 1 = 15√

𝒫 4πr21

và I2 =

𝒫 4πr22

= 75 𝑚

Vậy ở khoảng cách 75m tính từ vị trí của còi thì sóng âm có cường độ bằng 0,010 W/m2. Bài 2: (SGK - CTST) Biết cường độ ánh sáng của Mặt Trời đo được tại Trái Đất là 1,37.103 W/m2 và khoảng cách từ Mặt Trời đến Trái Đất là 1,50.1011 m. Hãy tính công suất bức xạ sóng ánh sáng của Mặt Trời. Lời giải: Công suất bức xạ sóng ánh sáng của Mặt Trời: 𝒫 = I.S = I.4πr2 = 1,37.103.4π.(1,5.1011)2 = 3,87.1026W Bài 3: a, Một cái loa có công suất 1W khi mở hết công suất. Cường độ âm tại điểm cách cái loa 4m là? b, Một chiếc loa phát ra âm thanh đẳng hướng trong không gian. Biết cường độ âm tại điểm cách loa 5m là 105W/m2. Tìm công suất của loa? Lời giải: a, Cường độ âm là: I =

𝒫 𝑆

=

𝒫 4𝜋𝑟 2

=

1 4𝜋.42

= 5. 10−3 (W/m2)

b, Công suất của loa là: 𝒫 = I.S = I.4πr2 = 10-5.4π.52 = 10−3 π (W)

Bài 4: (SBT – CTST) Một còi báo động phát sóng âm trong một môi trường đẳng hướng. Tại vị trí cách còi một khoảng 75,0m cường độ âm đo được bằng 0,010 W/m2. Ở khoảng cách 15,0m cường độ âm bằng bao nhiêu? Lời giải: Ta có

𝐼1

=

𝒫

𝐼2 4𝜋𝑟12 𝑟22 2 1 2 𝑟1

=> I = I .

4𝜋𝑟22 𝒫

=

𝑟22 𝑟12

= 0,010 .(

75,0 2 ) 15,0

= 0,25 W/m2

Bài 5: (SBT – CTST) Xét tại vị trí M cách nguồn âm điểm (nguồn phát sóng âm trong môi trường đồng chất, đẳng hướng) một khoảng 200m, cường độ âm đo được bằng 6,0.10-5 W/m2. a. Tính công suất của nguồn âm này. b. Cho biết công suất được thu nhận ở bề mặt một micro đặt tại vị trí M là 4,5.10 -9 W. Tính diện tích bề mặt của micro này. Lời giải: a. Ta có 𝒫 = 4πr2 = 6,00. 10-5. 4π. (200)2 ≈ 30,2 W b. Diện tích bề mặt của micro: S =

𝒫 𝐼

=

4,5.10−9 6,00.10−3

= 0,75 cm2

Bài 6: Một điểm M cách nguồn âm một khoảng d có cường độ âm I, cho nguồn âm dịch chuyển xa điểm M một đoạn 50 m thì cường độ âm giảm 9 lần. Khoảng cách d ban đầu bằng bao nhiêu? Lời giải: Khoảng cách d ban đầu là:

𝐼 𝐼𝑜

=

(𝑑 +90)2 𝑑2

= 9 => 𝑑 = 25𝑚

C BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM Câu 1: Một cái loa có công suất 1W khi mở hết công suất biết cường độ âm chuẩn I0 = 10-12W/m2. Tại điểm cách nó 40 cm, cường độ âm là: A. 0,013W/m2 B. 0,113W/m2 C. 0,023W/m2 D. 0,223W/m2 Câu 2: Một người đứng trước cách nguồn âm S một đoạn D. Nguồn này phát ra sóng cầu. Khi người đó đi lại gần nguồn âm 50 m thì thấy cường độ âm tăng lên gấp đôi. Khoảng cách d có giá trị là bao nhiêu? A. d = 222 m. B. d = 22,5 m. C. d = 29,3 m. D. d = 171 m. Câu 3: Một nguồn âm phát ra sóng âm hình cầu truyền đi giống nhau theo mọi hướng và năng ℓượng âm được bảo toàn. Lúc đầu ta đứng cách nguồn âm một khoảng d, sau đó ta đi ℓại gần nguồn thêm10m thì cường độ âm nghe được tăng ℓên 4 ℓần. A. 160m B. 80m C. 40m D. 20m Câu 4: Một nguồn âm phát âm theo mọi hướng giống nhau vào môi trường không hấp thụ âm. Để cường độ âm nhận được tại một điểm giảm đi 4 ℓần so với vị trí trước thì khoảng cách phải A. tăng ℓên 2 ℓần B. giảm đi 2 ℓần C. tăng ℓên 4 ℓần D. giảm đi 4 ℓần

Câu 5: Nguồn âm phát ra các sóng âm đều theo mọi phương. Giả sử rằng năng lượng phát ra được bảo toàn. Ở trước nguồn âm một khoảng d có cường độ âm là I. Nếu xa nguồn âm thêm 30 m cường độ âm bằng I/9. Khoảng cách d là A. 10 m. B. 15 m. C. 30 m. D. 60 m. Câu 6: Các con dơi bay và tìm mồi bằng cách phát và sau đó thu nhận các sóng siêu âm phản xạ từ con mồi. Giả sử một con dơi và một con muỗi bay thẳng đến gần nhau với tốc độ so với tốc độ Trái đất là của con dơi là 19 m/s, con muỗi là 1 m/s. Ban đầu, từ miệng con dơi phát ra sóng âm, ngay khi gặp con muỗi sóng phản xạ trở lại, con dơi thu nhận được bước sóng này sau 1/6 s kể từ khi phát. Tốc độ truyền sóng âm trong không khí là 340 m/s. Khoảng thời gian để con dơi gặp con muỗi (kể từ khi phát sóng) gần với giá trị nào nhất sau đây? A. 1 s. B. 1,5 s. C. 1,2 s. D. 1,6 s.

Dạng

3

Độ lệch pha giữa hai điểm trên cùng phương truyền sóng

A PHƯƠNG PHÁP GIẢI - Xét 2 điểm M, N cách nguồn O các đoạn x1, x2 trên cùng phương truyền sóng

- Độ lệch pha giữa 2 điểm nằm trên phương truyền sóng cách nhau khoảng d là: Δφ =

2𝜋𝑥2 λ

-

2𝜋𝑥1 λ

=

2𝜋 λ

(𝑥2 − 𝑥1 ) =

2𝜋𝑥 λ

+ Nếu 2 dao động cùng pha thì Δφ = 2kπ => x = k.λ + Nếu 2 dao động ngược pha thì Δφ = (2k + 1)π => x = (2k + 1). 𝜋

2 𝜆

2

4

+ Nếu 2 dao động vuông pha thì Δφ = (2k + 1) => x = (2k + 1). với k = 0; ±1; ±2…..

B BÀI TẬP TỰ LUẬN Bài 1: (SGK - CD)

𝜆

Hình 2 cho thấy hai sóng được hiển thị trên một màn hình máy hiện sóng. a) Các sóng có cùng pha hay không? Giải thích. b) Núm điều chỉnh thời gian của màn hình được đặt ở chế độ 500 µs/độ chia. Xác định chu kì của mỗi sóng. c) So sánh bước sóng của chúng. d) Tính tỉ lệ cường độ của hai sóng với cùng hệ số khuếch đại. Lời giải: a) Hai sóng trên cùng pha nhau. b) Chu kì của mỗi sóng gần đúng 2 ô tương ứng nên: T = 2. 500 = 1000 µs c) Bước sóng của chúng xấp xỉ bằng nhau. d) Ta có cường độ tỉ lệ với năng lượng mà năng lượng tỉ lệ với bình phương biên độ. Nhìn vào hình vẽ ta thấy biên độ của đồ thị 2 gấp 1,5 lần biên độ của đồ thị 1 Tỉ lệ cường độ của sóng 2 so với sóng 1 là 1,52 = 2,25. Bài 2: (SBT- KNTT) Một mũi nhọn S chạm nhẹ vào mặt nước dao động điều hòa với tần số f = 40Hz. Người ta thấy rằng hai điểm A và B trên mặt nước cùng nằm trên phương truyền sóng cách nhau một khoảng d = 20 cm luôn dao động ngược pha nhau. Biết tốc độ truyền sóng nằm trong khoảng từ 3m/s đến 5 m/s. Xác định tốc độ truyền sóng. Lời giải: Vì sóng tại hai điểm A, B ngược pha nhau nên khoảng cách AB thỏa mãn: 𝜆

𝑣

2

2𝑓

AB = d = (2k + 1) = (2k +1) Theo đề bài 3 m/s ≤ v ≤ 5 m/s => 3 ≤

16 2𝑘+1

Vậy k = 2. Suy ra tốc độ truyền sóng là: v =

=> v =

2𝑓𝑑 2𝑘+1

=

16 2𝑘+1

, 𝑣ớ𝑖 𝑘 ∈ Z

≤ 5  1,1 ≤ k ≤ 2,17 16 2𝑘+1

=

16 2.2+1

= 3,2𝑚/𝑠

Bài 3: (SBT - KNTT) Trong môi trường đàn hồi có một sóng cơ tần số 10Hz lan truyền với tốc độ 40 cm/s. Hai điểm A,B trên phương truyền sóng dao động cùng pha nhau. Giữa chúng chỉ có 2 điểm khác dao động ngược pha với A. Tính khoảng cách AB. Lời giải: Hai điểm A, B dao động cùng pha nhau nên khoảng cách AB thỏa mãn: AB = d = kλ, 𝑣ớ𝑖 𝑘 ∈ Z Theo đề bài giữa AB chỉ có 2 điểm khác dao động ngược pha do đó k = 2 𝑣

40

𝑓

10

Ta có AB = k𝜆 = 2. = 2.

= 8𝑐𝑚

Bài 4: (SBT- KNTT) Trong môi trường đàn hồi có một sóng cơ tần số 10Hz lan truyền với tốc độ 40 cm/s. Hai điểm A,B trên phương truyền sóng dao động cùng pha nhau. Giữa chúng chỉ có 2 điểm M, N. Biết rằng khi M hoặc N có tốc độ dao động cực đại thì tại A có tốc độ dao động cực tiểu. Tính khoảng cách AB. Lời giải:

Theo đề bài khi M hoặc N có tốc độ dao động cực đại thì tại A có tốc độ dao động cực tiểu tức là M và N dao động vuông pha với A. Hai điểm A,B dao động cùng pha nên AB = d = kλ, 𝑣ớ𝑖 𝑘 ∈ Z 𝑣

40

𝑓

10

Nhưng giữa A,B chỉ có 2 điểm dao động vuông pha với A nên AB = 𝜆 = =

= 4𝑐𝑚

Bài 5: (SBT - KNTT) Trên mặt thoáng của một chất lỏng, một mũi nhọn O chạm vào mặt thoáng dao động điều hòa với tần số f, tạo thành óng trên mặt thoáng với bước sóng 𝜆. Xét hai phương truyền sóng Ox và Oy vuông góc với nhau. Gọi M là một điểm thuộc Ox cách O một doạn 16𝜆 và N thuộc Oy cách O một đoạn 12𝜆. Tính số điểm dao động dồng pha với nguồn O trên đoạn MN (không kể M, N). Lời giải: Vị trí của các điểm O, M,N được mô tả như trên hình 8.2G. Kẻ OH vuông góc với MN, tam giáo OMN vuông nên ta có 1 𝑂𝐻 2

=

1 𝑂𝑀2

+

1 𝑂𝑁 2

=> 𝑂𝐻 =9,6𝜆

Các điểm dao động cùng pha với O, cách O những khoảng d = k𝜆 Xét trên đoạn MH: 9,6𝜆 ≤ k𝜆 ≤ 16𝜆 => 9,6 ≤ k ≤16 => k = 10,11,…..16 trên MH có 7 điểm Xét trên đoạn NH: 9,6𝜆 ≤ k𝜆 ≤ 12𝜆 => 9,6 ≤ k ≤12 => k = 10,11,12. Trên NH có 3 điểm Như vậy tổng số điểm dao động cùng pha với O trên Mn là 10 điểm. Bài 6: Từ phương trình u = Acos (

2𝜋 𝑇

𝑡 −

2𝜋 𝜆

𝑥), xác định khoảng cách giữa hai điểm gần

nhau nhất dao động cùng pha và khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất dao động ngược pha (theo bước sóng). Lời giải: Gọi M và N là hai điểm gần nhau nhất cách nguồn sóng khoảng cách lần lượt là xM và xN. - Trường hợp M và N dao động cùng pha: 2π

(

T

t −

2π λ

xM ) − (

2π T

t −

2π λ

xN ) = 2kπ =>

2π λ

(xN − xM ) = 2kπ => xN − xM = kλ

Tức là khoảng cách giữa hai điểm gần nhất dao động cùng pha bằng một số nguyên lần bước sóng. - Trường hợp M và N dao động ngược pha: 2π

(

T

t −

2π λ

xM ) − (

2π T

t −

2π λ

xN ) = (2k + 1)π

2π λ (xN − xM ) = (2k + 1)π => xN − xM = (2k + 1) = (k + 0,5)λ λ 2 Tức là khoảng cách giữa hai điểm gần nhất dao động cùng pha bằng một số bán nguyên lần bước sóng. Bài 7: (SBT - CTST) Hai điểm gần nhất trên cùng phương truyền sóng dao động lệch pha 𝜋 nhau một góc cách nhau 60 cm. Biết tốc độ truyền sóng là 330 m/s. Tìm độ lệch pha: =>

2

a. giữa hai điểm trên cùng phương truyền sóng, cách nhau 360 cm tại cùng một thời điểm.

b. tại cùng một điểm trên phương truyền sóng sau một khoảng thời gian là 0,1 s. Lời giải: Độ lệch pha giữa hai điểm trên phương truyền sóng cách nhau một khoảng x là: Δφ = Thay số:

π 2

Chu kì T =

= λ v

2π.0,6

=

λ 2.4 330

2πx λ

=> λ = 2,4m =

2 275

s

a. Độ lệch pha giữa hai điểm trên cùng phương truyền sóng, cách nhau 360 cm tại cùng một thời điểm: Δφ =

2πx λ

=

2π.3,6 2,4

= 3π (rad)

Hai điểm này dao động ngược pha. b. Độ lệch pha tại cùng một điểm trên phương truyền sóng sau một khoảng thời gian là 0,1 s là: Δφ =

2𝜋 𝑇

. 𝛥𝑡 =

2𝜋 2 275

. 0,1= 27,5π = 26π +

3𝜋 2

, cùng một điểm nhưng ở hai thời điểm khác

nhau nó dao động vuông pha. Bài 8: (SGK - CTST) Quan sát Hình 6.3, xác định độ lệch pha của hai điểm A và B trên cùng phương truyền sóng vào thời điểm t = 7T 4

Lời giải: Ở thời điểm t =

7T 4

thì điểm A đang ở VTCB, điểm B đang ở biên dương. Nghĩa là sau

khoảng thời gian ngắn nhất Δt =

T 4

thì hai điểm có trạng thái giống nhau, nên hai điểm A

và B dao động lệch pha nhau góc Δφ =

2π T

π

T

2

. = . 4

Bài 9: (SBT - KNTT) Một sóng cơ lan truyền qua điểm M rồi đến điểm N cùng nằm trên một phương truyền sóng cách nhau một phần ba bước sóng. Tại thời điểm t = 0 li độ tại M là + 4cm và tại N là – 4cm. Xác định thời điểm t1 và t2 gần nhất để M và N lên đến vị trí cao nhất. Biết chu kì sóng là T = 1s Lời giải: Sử dụng đồ thị li độ - quãng đường hình 8.1G của sóng quy ước chiều trục dương để xác định các vùng mà các phần tử vật chất đang đi lên và đi xuống.

Vì sóng truyền qua M rồi mới đến N, nên M ở bên trái và N ở bên phải, mặt khác vì u M = +4cm và uN = -4cm nên chúng phải nằm ở vị trí như hình 8.1G (cả M và N đều đang đi lên). Vì M cách đỉnh gần nhất một khoảng là đến vị trí cao nhất là t1 =

1 12

=

1 12

𝜆 12

nên thời gian ngắn nhất để M đi từ vị trí hiện tại

s 𝑇

Tương tự ta xác định được, thời gian ngắn nhất để N đến vị trí cân bằng là và thời gian 𝑇

𝑇

𝑇

4

6

4

ngắn nhất để đi từ vị trí cân bằng đến vị trí cao nhất là nên t2 = +

=

5𝑇 12

=

6 5

12

s

Bài 10: Một mũi nhọn S đươc gắn vào đầu một lá thép nằm ngang và chạm nhẹ vào mặt nước. Khi lá thép dao động với tần số f = 50 Hz, tạo ra trên mặt nước một sóng có biên độ 0,9 cm. Biết khoảng cách giữa 13 gợn lồi liên tiếp là 36 cm. Viết phương trình sóng của phần tử tại điểm M trên mặt nước cách S một khoảng 6 cm. Chọn gốc thời gian lúc mũi nhọn chạm vào mặt thoáng và đi xuống. Chiều dương hướng xuống. Lời giải: Khoảng cách giữa 13 gợn lồi liên tiếp là 36cm => λ = M trễ pha so với nguồn S một góc Δφ =

2πd λ

36 12

= 3cm

= 4π (rad) => M cùng pha với nguồn. π

Gốc thời gian lúc mũi nhọn chạm vào mặt thoáng và đi xuống => φo = − rad 2

  Phương trình sóng tại điểm M là uM  0,9cos 100 t   cm. 2 

C BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM Câu 1: Một sóng hình sin đang lan truyền trong một môi trường. Các phần tử môi trường ở hai điểm nằm trên cùng một hướng truyền sóng và cách nhau một số nguyên lần bước sóng thì dao động: A. cùng pha nhau B. ngược pha nhau C. lệch pha nhau D. vuông pha nhau Câu 2: Một sóng cơ lan truyền trong một môi trường. Hai điểm trên cùng một phương truyền sóng, cách nhau một khoảng bằng bước sóng có dao động: 𝜋 𝜋 A. ngược pha. B. cùng pha. C. lệch pha D. lệch pha 2

4

Câu 3: Một sóng cơ có chu kì 2s truyền với tốc độ 1 m/s. Khoảng cách giữa 2 điểm gần nhau nhất trên một phương truyền mà tại đó các phần tử môi trường dao động ngược pha là: A. 0,5m. B. 1,0m. C. 2,0m. D. 2,5m. Câu 4: Trong sự truyền sóng cơ, hai điểm M và N nằm trên một phương truyền sóng dao động lệch pha nhau một góc là (2k + 1).π/2. Khoảng cách giữa hai điểm đó với k = 0,1,2,….. là 𝜋 𝜋 A. ngược pha. B. cùng pha. C. lệch pha D. lệch pha 2

4

Câu 5: Sóng cơ có tần số f= 80 Hz lan truyền trong một môi trường với tốc độ v = 4 m/s. Dao động của các phân tử vật chất tại hai điểm trên một phương truyền sóng cách nguồn sóng những đoạn lần lượt 31 cm và 33,5 cm, lệch pha nhau góc

A.  / 2 rad. B.  rad. C. 2 rad. D.  / 3 rad. Câu 6: Xét một sóng cơ dao động điều hoà truyền đi trong môi trường với tần số f = 50 Hz. Xác định độ lệch pha của một điểm nhưng tại hai thời điểm cách nhau 0,1 (s)? A. 11 rad. B. 11,5 rad. C. 10 rad. D.  rad. Câu 7: Một sóng cơ học phát ra từ một nguồn O lan truyền trên mặt nước với vận tốc v = 2 m/s. Người ta thấy 2 điểm M, N gần nhau nhất trên mặt nước nằm trên cùng đường thẳng qua O và cách nhau 40 cm luôn dao động ngược pha nhau. Tần số sóng đó là : A. 0,4 Hz B. 1,5 Hz C. 2 Hz D. 2,5Hz Câu 8: Một sóng cơ truyền trong môi trường với tốc độ 120m/s. Ở cùng một thời điểm, hai điểm gần nhau nhất trên một phương truyền sóng dao động ngược pha cách nhau 1,2m. Tần số của sóng là A. 220Hz. B. 150Hz. C. 100Hz. D. 50Hz. Câu 9: Một sóng cơ có chu kì 2 s truyền với tốc độ 1 m/s. Khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên một phương truyền mà tại đó các phần tử môi trường dao động cùng pha nhau là: A. 0,5m. B. 1,0m. C. 2,0 m. D. 2,5 m. Câu 10: Một sóng cơ học có tần số dao động là 500Hz, lan truyền trong không khí với vận tốc là 300m/s. Hai điểm M, N cách nguồn lần lượt là d1 = 40cm và d2. Biết pha của sóng tại M sớm pha hơn tại N là π/ 3 rad. Giá trị của d2 bằng: A. 40cm. B. 50cm. C. 60cm. D. 70cm. Câu 11: Xét sóng truyền theo một sợi dây căng thẳng dài. Phương trình dao động tại nguồn O có dạng u = a.cosπt (cm). Vận tốc truyền sóng 0,5m/s. Gọi M, N là hai điểm gần O nhất lần lượt dao động cùng pha và ngược pha với O. Khoảng cách từ O đến M, N là : A. 25cm và 12,5cm B. 100cm và 50cm C. 50cm và 100cm D. 50cm và 12,5cm Câu 12: Một dây đàn hồi rất dài, đầu A dao động theo phương vuông góc với sợi dây. Tốc độ truyền sóng trên dây là 4 (m/s). Xét điểm M trên dây và cách A: 40cm, người ta thấy M luôn luôn dao động lệch pha so với A một góc Δφ = (n + 0,5)π với n là số nguyên. Tính tần số. Biết tần số f có giá trị từ 8 Hz đến 13 Hz. A. 8,5 Hz B. 10 Hz C. 12 Hz D. 12,5 Hz Câu 13: Đầu A của một dây đàn hồi nằm ngang dao động theo phương thẳng đứng với chu kỳ 10s. Biết vận tốc truyền sóng trên dây v = 0,2 m/s, khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất dao động vuông pha là A. 1 m B. 1,5 m C. 2 m D. 0,5 m Câu 14: Một sóng ngang tần số 100Hz truyền trên một sợi dây nằm ngang với vận tốc 60m/s. M và N là hai điểm trên dây cách nhau 0,75m và sóng truyền theo chiều từ M tới N. Chọn trục biểu diễn li độ cho các điểm có chiều dương hướng

lên trên. Tại một thời điểm nào đó M có li độ âm và đang chuyển động đi xuống. Tại thời điểm đó N sẽ có li độ và chiều chuyển động tương ứng là : A. Âm, đi xuống B. Âm, đi lên C. Dương, đi xuống D. Dương, đi lên Câu 15: Sóng có tần số 20(Hz) truyền trên mặt thoáng nằm ngang của một chất lỏng, với tốc độ 2(m/s), gây ra các dao động theo phương thẳng đứng của các phần tử chất lỏng. Hai điểm M và N thuộc mặt thoáng chất lỏng cùng phương truyền sóng, cách nhau 22,5(cm). Biết điểm M nằm gần nguồn sóng hơn. Tại thời điểm t, điểm N hạ xuống thấp nhất. Hỏi sau đó thời gian ngắn nhất là bao nhiêu thì điểm M sẽ hạ xuống thấp nhất? A.

3 20

B.

s

3 20

s

C.

3 20

s

D.

3 20

s

Câu 16: Một sợi dây đàn hồi rất dài có đầu O dao động điều hoà với phương trình u=10cos2ft(mm). Vận tốc truyền sóng trên dây là 4m/s. Xét điểm N trên dây cách O 28cm, điểm này dao động lệch pha với O là Δφ = (2k+1)π/2 (k thuộc Z). Biết tần số f có giá trị từ 23Hz đến 26Hz. Bước sóng của sóng đó là A.16 cm B. 20 cm C. 32 cm D. 8 cm Câu 17: Sóng truyền từ A đến M với bước sóng  = 60 cm. M cách A một khoảng d = 30 cm. So với sóng tại A thì sóng tại M A. cùng pha với nhau. B. sớm pha hơn một góc là 3 / 2 rad. C. ngược pha với nhau. D. vuông pha với nhau Câu 18: Sóng truyền từ A đến M cách A một đoạn d = 4,5 cm, với bước sóng  = 6 cm. Dao động sóng tại M có tính chất nào sau đây ? A. Chậm pha hơn sóng tại A góc 3 / 2 rad. B. Sớm pha hơn sóng tại góc 3 / 2 rad. C. Cùng pha với sóng tại A. D. Ngược pha với sóng tại A. Câu 19: Một sợi dây cao su căng thẳng nằm ngang có đầu A nối với một bản rung có tần số f = 0,5 Hz. Sau 2 (s) dao động truyền đi được 10 m, tại điểm M trên dây cách A một đoạn 5 m có trạng thái dao động so với A là A. ngược pha. B. cùng pha. C. lệch pha góc  / 2 rad. D. lệch pha góc  / 4 rad.

Dạng

4

Bài tập liên quan đến phương trình truyền sóng

A PHƯƠNG PHÁP GIẢI - Nếu phương trình sóng tại nguồn O là uO  Acos t  thì phương trình dao động tại M là uM  Acos t  t 

(

uO

là li độ tại O vào thời điểm t, còn t là thời gian dao động của nguồn.)

x và   vT ta được phương trình sóng tại M là v x   2 t 2 x  uM  Acos  t    Acos   * v     T Phương trình (*) trên là phương trình sóng hình sin truyền theo trục x. Nó cho biết li độ u của phần tử có toạ độ x vào thời điểm t. Nhận xét: +) Từ (*)  dao động tại M trễ pha hơn dao động tại nguồn O góc 2 x /  2 x  x và  cùng đơn vị. +) Từ  +) Nếu cho phương trình sóng tại I là uI  t   a cos t    . Ta có thể suy ra phương - Thay t 

trình sóng tại P và Q (điểm đứng trước và đứng sau I): 2a   P đứng trước: u P  x, t   a cos  t       

2b   Q đứng sau: u Q  x, t   a cos  t       

B BÀI TẬP TỰ LUẬN Bài 1: Một sợi dây đàn hồi nằm ngang có điểm đầu O dao động theo phương đứng với biên độ A=5cm, T=0,5s. Vận tốc truyền sóng là 40cm/s. Viết phương trình sóng tại M cách O một khoảng 50 cm. Lời giải: Phương trình dao động của nguồn: u0 = Acos(ωt)(cm) Với: a = 5cm ; ω = 2πT = 2π0,5 = 4π(rad/s); u0 = 5cos(4πt)(cm) Phương trình dao động tai M: uM = Acos(ωt −

2πx λ

)

Trong đó: λ = vT = 40.0,5 = 20(cm); x = 50cm ⇒ uM = 5cos(4πt − 5π)(cm) Bài 2: Một sóng cơ học truyền theo phương Ox với biên độ coi như không đổi. Tại O, dao động có dạng u = acosωt (cm). Tại thời điểm M cách xa tâm dao động O là

1 3

bước sóng ở thời điểm bằng 0,5 chu kì thì ly độ sóng có giá trị là 5 cm?. Viết phương trình dao động ở M. Lời giải: Sóng truyền từ O đến M mất một thời gian là: t =

𝑑 𝑣

=

Phương trình dao động ở M có dạng: uM = acosω(t − Tacó:

𝜔 𝑣

=

2𝜋 𝜆 𝑇. 𝑇

=

2𝜋 𝜆

Vậy uM = acos(ωt −

Hay : uM= acos(ωt −

2𝜋 3

)cm

2𝜋𝜆 𝜆.3

).

𝜆

3𝑣 1.𝜆 3𝑣

) . Với v = λ/T

Bài 3: Một sóng cơ học truyền dọc theo trục Ox có phương trình u=28cos(20x 2000t) (cm), trong đó x là toạ độ được tính bằng mét, t là thời gian được tính bằng giây. Vận tốc truyền sóng là bao nhiêu? Lời giải: Phương trình dao động của nguồn: u = 28cos(20x - 2000t) = 28cos(2000t - 20x) (cm) 𝜔 = 2000 𝜔 = 2000 2000 => { 𝜔𝑥 = 20𝑥 { 𝑣 = 𝜔 => v = = 100(𝑚/𝑠) 20 𝑣

20

Bài 4: Một sóng cơ ngang truyền trên một sợi dây rất dài có phương trình u = 6cos(4πt - 0,02πx); trong đó u và x có đơn vị là cm, t có đơn vị là giây. Hãy xác định vận tốc dao động của một điểm trên dây có toạ độ x = 25 cm tại thời điểm t = 4 s. Lời giải: Vận tốc dao động của một điểm trên dây được xác định là: v = u’ = -24πsin(4πt - 0,02πx)(cm/s) Thay: x = 25cm và t = 4s vào ta được: v = -24πsin(16π - 0,5π) = 24π (cm/s) Bài 5: Một sóng cơ học lan truyền trên một phương truyền sóng với vận tốc 5m/s. 𝜋 Phương trình sóng của một điểm O trên phương truyền đó là: u0 = 6cos(5πt + )cm. 2

Phương trình sóng tại M nằm trước O và cách O một khoảng 50cm là gì? Lời giải: Tính bước sóng λ = v/f =5/2,5 =2m Phương trình sóng tại M trước O (lấy dấu cộng) và cách O một khoảng x là: 𝜋

2𝜋𝑥

2

𝜆

uM = Acos(ωt + +

)(cm)

=> Phương trình sóng tại M nằm trước O và cách O một khoảng x= 50cm= 0,5m là: 𝜋

2𝜋0,5

2

2

uM = 6cos(5πt + +

)(cm) = 6cos(5πt + 𝜋)(cm)

Bài 6: Một sóng cơ học lan truyền trên mặt nước với tốc độ 25cm/s. Phương trình sóng tại nguồn là u = 3cosπt(cm). Vận tốc của phần tử vật chất tại điểm M cách O một khoảng 25cm tại thời điểm t = 2,5s là bao nhiêu? Lời giải: Bước sóng: λ =

𝑣.2𝜋 𝜔

=

25.2𝜋 𝜋

= 50 cm/s

Phương trình sóng tại M (sóng truyền theo chiều dương) là: uM = 3cos(πt -

2𝜋25 50

) = 3cos(πt - π) cm

Vận tốc thì bằng đạo hàm bậc nhất của li độ theo t: vM = -Aωsin(ωt + φ) = -3π. sin (π. 2,5 - π) = -3. sin(1,5π) = 3π (cm/s) Bài 7: Một sóng cơ học lan truyền dọc theo một đường thẳng có phương trình sóng 𝜋 tại nguồn O là: u = 4.sin 𝑡(cm). Biết lúc t thì li độ của phần tử M là 3cm, vậy lúc t + 2

6 (s) li độ của M là bao nhiêu?

Lời giải: T = 4s => 3T/2 = 6s => Li độ của M lúc t + 6 (s) là -3cm. Bài 8: Một sóng cơ học lan truyền dọc theo một đường thẳng có phương trình sóng 𝜋 tại nguồn O là: u = 4.sin 𝑡(cm). Biết lúc t thì li độ của phần tử M là 3cm, vậy lúc t + 2

6 (s) li độ của M là bao nhiêu? Lời giải: T = 4s => 3T/2 = 6s => Li độ của M lúc t + 6 (s) là -3cm. Bài 9: Một sóng cơ lan truyền từ nguồn O, dọc theo trục Ox với biên độ sóng không đổi, chu kì sóng T và bước sóng λ . Biết rằng tại thời điểm t = 0, phần tử tại O qua vị trí cân bằng theo chiều dương và tại thời điểm t = 5T/6 phần tử tại điểm M cách O một đoạn d = λ/6 có li độ là -2 cm. Biên độ sóng là bao nhiêu? Lời giải: π

5π

2

6

uo = Acos(ωt − ) => uM = Acos(ωt −

) => Acos

5𝜋 6

= -2 => A =

4 √3

C BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM Câu 1: Một sóng ngang có phương trình sóng là u = 8cos[π(t – d/5)] mm, trong đó d có đơn vị là cm. Bước sóng của sóng là A. λ =10 mm. B. λ = 5 cm. C. λ = 1 cm. D. λ =10 cm. Câu 2: Một sóng ngang có phương trình dao động u = 6cos[2π(t/0,5 – d/50)] cm, với d có đơn vị mét, t đơn vị giây. Chu kỳ dao động của sóng là A. T = 1 (s). B. T = 0,5 (s). C. T = 0,05 (s). D. T = 0,1 (s). Câu 3: Một sóng cơ có phương trình u = 8cos[2π(t/0,1 – d/50)] mm. Chu kỳ dao động của sóng là A. T = 0,1 (s). B. T = 50 (s). C. T = 8 (s). D. T = 1 (s). Câu 4: Tìm vận tốc truyền sóng cơ biểu thị bởi phương trình: u = 2cos(100πt - 5πd) (cm), (d tính bằng m) A. 20m/s B. 30m/s C. 40m/s D. kết quả khác Câu 5: Một sóng ngang truyền trên sợi dây rất dài với phương trình sóng u=u0cos(20πt – πx/10). Trong đó x tính bằng cm, t tính bằng giây. Tốc độ truyền sóng bằng bao nhiêu? A. 2m/s B. 4m/s C. 1m/s D. 3m/s Câu 6: Một sóng truyền theo trục Ox với phương trình u = acos(4πt – 0,02πx) (u và x tính bằng cm, t tính bằng giây). Tốc độ truyền của sóng này là A.100 cm/s. B. 150 cm/s. C. 200 cm/s. D. 50 cm/s. Câu 7: Một sóng cơ truyền trong một môi trường dọc theo trục Ox với phương trình u=5cos(6πt-πx) (cm) (x tính bằng mét, t tính bằng giây). Tốc độ truyền sóng bằng A. 1/6 m/s. B. 3 m/s. C. 6 m/s. D. 1/3 m/s. Câu 8: Phương trình dao động của một nguồn phát sóng có dạng u = acos(20πt) cm. Trong khoảng thời gian 0,225 (s) sóng truyền được quãng đường

A. bằng 0,225 lần bước sóng. B. bằng 2,25 lần bước sóng. C. bằng 4,5 lần bước sóng. D. bằng 0,0225 lần bước sóng. Câu 9: Một nguồn phát sóng dao động theo phương trình u = acos(20πt) cm, với t tính bằng giây. Trong khoảng thời gian 2 (s), sóng này truyền đi được quãng đường bằng bao nhiêu lần bước sóng? A.10 lần. B. 20 lần. C. 30 lần. D. 40 lần. Câu 10: Một sóng ngang truyền trên trục Ox được mô tả bởi phương trình u = 0,5cos(50x –1000t) cm, trong đó x có đơn vị là cm. Tốc độ dao động cực đại của phần tử môi trường lớn gấp bao nhiêu lần tốc độ truyền sóng A. 20 lần. B. 25 lần. C. 50 lần. D. 100 lần. Câu 11: Một sóng ngang có phương trình sóng là u = 5cosπ (t/0,1 – x/2) mm. Trong đó x tính bằng cm, t tính bằng giây. Vị trí của phần tử sóng M cách gốc toạ độ 3m ở thời điểm t = 2 s là A. uM = 5 mm B. uM = 0 mm C. uM = 5 cm D. uM = 2.5 cm Câu 12: Đầu O của một sợi dây đàn hồi dao động với phương trình u O = 2cos(2πt) cm tạo ra một sóng ngang trên dây có tốc độ v = 20 cm/s. Một điểm M trên dây cách O một khoảng 2,5 cm dao động với phương trình là A. uM = 2cos(2πt + π/2) cm. B. uM = 2cos(2πt – π/4) cm. C. uM = 2cos(2πt + π) cm. D. uM = 2cos(2πt) cm. Câu 13: Phương trình sóng tại nguồn O là uO = acos(20πt) cm. Phương trình sóng tại điểm M cách O một đoạn OM = 3 cm, biết tốc độ truyền sóng là v = 20 cm/s có dạng A. uM = acos(20πt) cm. B. uM = acos(20πt – 3π) cm. C. uM = acos(20πt – π/2) cm. D. uM=acos(20πt–2π/3) cm. Câu 14: Một sóng ngang có phương trình dao động u = 6cos[2π(t/0,5 – d/50)] cm, với d có đơn vị mét, t có đơn vị giây. Tốc độ truyền sóng có giá trị là A. v =100 cm/s. B. v =10 m/s. C. v =10 cm/s. D. v =100 m/s. Câu 15: Một sóng ngang có phương trình dao động u = 6cos[2π(t/0,5 – d/50)] cm, với d có đơn vị mét, t có đơn vị giây. Tốc độ truyền sóng có giá trị là A. v =100 cm/s. B. v =10 m/s. C. v =10 cm/s. D. v =100 m/s. Câu 16: Một sóng truyền theo trục Ox với phương trình u = acos(4πt – 0,02πx) (u và x tính bằng cm, t tính bằng giây). Tốc độ truyền của sóng này là : A. 100 cm/s. B. 150 cm/s. C. 200 cm/s. D. 50 cm/s. Câu 17: Cho một sóng ngang có phương trình sóng là u= 8cos2π(

𝑡 0,1

−

𝑥 50

)mm,

trong đó x tính bằng cm, t tính bằng giây. Bước sóng là A. 0,1m B. 50cm C. 8mm D. 1m Câu 18: Một sóng cơ học lan truyền trong môi trường vật chất tại một điểm cách 𝜋 nguồn x(m) có phương trình sóng: u = 4cos(2πt - 𝑥)𝑐𝑚. Vận tốc truyền sóng trong 4

môi trường đó có giá trị: A. 8m/s B. 4m/s

C. 16m/s

D. 2m/s

Câu 19: Sóng truyền tại mặt chất lỏng với bước sóng 0,8cm. Phương trình dao động tại O có dạng u0 = 5cos ωt (mm). Phương trình dao động tại điểm M cách O một đoạn 5,4cm theo hướng truyền sóng là A. uM = 5cos(ωt + π/2) (mm) B. uM = 5cos(πt + 13,5π) (mm) B. uM = 5cos(ωt – 13,5π) (mm). D. uM = 5cos(πt + 12,5π) (mm) Câu 20: Một sóng cơ học lan truyền trên một phương truyền sóng với vận tốc 𝜋 4m/s. Phương trình sóng của một điểm 0 có dạng : u0 = 10cos(πt + )cm . Phương 3

trình sóng tại M nằm sau 0 và cách 0 một khoảng 80cm là: 𝜋 𝜋 A. u0 = 10cos(πt - )cm B. u0 = 10cos(πt + )cm C. u0 = 10cos(πt +

5 2𝜋 15

)cm

D. u0 = 10cos(πt -

5 8𝜋 15

)cm

Câu 21: Một sóng cơ học truyền theo phương Ox có phương trình sóng u  10cos 800t  20d  cm, trong đó tọa độ d tính bằng mét (m), thời gian t tính bằng giây. Tốc độ truyền sóng trong môi trường là A. v  40 m/s. B. v  80 m/s. C. v  100 m/s. D. v  314 m/s. Câu 22: Phương trình sóng tại nguồn O có dạng uO = 3cos(10πt) cm, tốc độ truyền sóng là v = 1 m/s thì phương trình dao động tại M cách O một đoạn 5 cm có dạng A. uM = 3cos(10πt + π/2) cm. B. uM = 3cos(10πt + π) cm. C. uM = 3cos(10πt – π/2) cm. D. uM = 3cos(10πt – π) cm. Câu 23: Một sóng cơ học lan truyền trên một phương truyền sóng với tốc độ v = 40 cm/s. Phương trình sóng của một điểm O trên phương truyền sóng đó là uO = 2cos(πt) cm. Phương trình sóng tại điểm M nằm trước O và cách O một đoạn10 cm là A. uM = 2cos(πt – π) cm. B. uM = 2cos(πt) cm. C. uM = 2cos(πt – 3π/4) cm. D. uM = 2cos(πt + π/4) cm. Câu 24: Một sóng cơ học lan truyền trên một phương truyền sóng với tốc độ v = 50 cm/s. Sóng truyền từ O đến M, biết phương trình sóng tại điểm M là uM = 5cos(50πt – π) cm. M nằm sau O cách O một đoạn 0,5 cm thì phương trình sóng tại O là A. uO = 5cos(50πt – 3π/2) cm. B. uO = 5cos(50πt + π) cm. C. uO = 5cos(50πt – 3π/4) cm. D. uO=5cos(50πt – π/2) cm. Câu 25: Một dao động lan truyền trong môi trường liên tục từ điểm M đến điểm N cách M một đoạn 0,9(m) với vận tốc 1,2(m/s). Biết phương trình sóng tại N có dạng uN = 0,02cos2πt(m). Viết biểu thức sóng tại M: A. uM = 0,02cos2πt (m) B. uM=0,02cos(2πt+3π/2) (m) B. uM=0,02cos(2πt-3π/2) (m) D. uM=0,02cos(2πt+π/2) Câu 26: Đầu O của một sợi dây đàn hồi nằm ngang dđđh theo phương vuông góc với sợi dây với biên độ 3cm với tần số 2Hz. Tốc độ truyền sóng trên dây là 1m/s.

Chọn gốc thời gian lúc đầu O đi qua VTCB theo chiều dương. Ly độ của điểm M trên dây cách O đoạn 2,5m tại thời điểm 2s là: A. uM = 1,5cm. B. uM = -3cm. C. uM = 3cm. D. uM = 0. Câu 27: Một sóng cơ học lan truyền từ O theo phương Oy với vận tốc v = 40(cm/s). Năng lượng của sóng được bảo toàn khi truyền đi. Dao động tại điểm O có dạng: x = 4sin(πt/2) cm. Biết li độ dao động tại một điểm M nào đó trên phương truyền sóng ở thời điểm t là 3(cm). Li độ của điểm M sau thời điểm đó 6(s). A. – 2cm B. 3 cm C. 2cm D. – 3cm Câu 28: Sóng truyền từ điểm M đến điểm O rồi đến điểm N trên cùng 1 phương truyền sóng với tốc độ v = 20 m/s. Cho biết tại O dao động có phương trình u O = 4cos(2πƒt – π/6) cm và tại 2 điểm gần nhau nhất cách nhau 6 m trên cùng phương truyền sóng thì dao động lệch pha nhau 2π/3 rad Cho ON = 0,5 m. Phương trình sóng tại N là A. uN = 4cos(20πt/9 – 2π/9) cm. B. uN=4cos(20πt/9+2π/9) cm. C. uN=4cos(40πt/9–2π/9) cm. D. uN = 4cos(40πt/9 + 2π/9)cm. Câu 29: Một sóng cơ học lan truyền trên một phương truyền sóng với tốc độ v. Phương trình sóng của một điểm O trên phương truyền sóng đó là u O = Acos(2πt/T) cm. Một điểm M cách O khoảng x = λ/3 thì ở thời điểm t = T/6 có độ dịch chuyển uM = 2 cm. Biên độ sóng A có giá trị là A. A = 2 cm. B. A = 4 cm. C. A = 4 cm. D. A = 2 cm.

Chủ đề

I A

2

SÓNG NGANG. SÓNG DỌC. SỰ TRUYỀN NĂNG LƯỢNG CỦA SÓNG CƠ

Bài tập ôn lí thuyết BÀI TẬP TỰ ĐIỀN KHUYẾT

Câu 1: Điền khuyết các từ khóa thích hợp vào chỗ trống: a. Sóng trong đó các phần tử của môi trường dao động theo phương …………………... với phương truyền sóng gọi là sóng ngang. b. Sóng trong đó các phần tử của môi trường dao động theo phương …………………… với phương truyền sóng gọi là sóng dọc. c. Sóng âm khi truyền trong không khí hay trong chất lỏng là …………………… d. Sóng truyền trên mặt nước là…………………….. e. Quá trình truyền sóng là quá trình………………………………... Lời giải: a. vuông góc b. trùng c. sóng dọc d. sóng ngang e. truyền năng lượng

B BÀI TẬP NỐI CÂU Câu 2. Hãy nối những ý ở cột A với những khái niệm tương ứng ở cột B. CỘT A CỘT B Âm nghe được có tần số nằm trong khoảng từ

phương dao động và phương truyền sóng.

Sóng ánh sáng truyền được trong

chân không.

Nguồn sóng là

16 Hz - 20 000 Hz

Để phân biệt sóng ngang và sóng dọc người ta dựa vào

Lời giải: 1 - c, 2 - b, 3 - d, 4 – a.

C BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM

nguồn năng lượng.

Câu 1: Chọn câu đúng. A. Sóng dọc là sóng truyền dọc theo một sợi dây. B. Sóng dọc là sóng truyền theo phương thẳng đứng, còn sóng ngang là sóng truyền theo phương nằm ngang. C. Sóng dọc là sóng trong đó phương dao động (của các phần tử của môi trường) trùng với phương truyền sóng. D. Sóng dọc là sóng truyền theo trục tung, còn sóng ngang là sóng truyền theo trục hoành. Câu 2: [Trích đề thi THPT QG năm 2017]. Trong sóng cơ, sóng dọc truyền được trong các môi trường. A. Rắn, lỏng và chân không. B. Rắn, lỏng, khí. C. Rắn, khí và chân không. D. Lỏng, khí và chân không. Câu 3: [TN-2008]. Khi nói về sóng, phát biểu nào dưới đây là sai? A. Sóng ngang là sóng mà phương dao động của các phần tử vật chất nơi sóng truyền qua vuông góc với phương truyền sóng. B. Khi sóng truyền đi, các phần tử vật chất nơi sóng truyền qua cùng truyền đi theo sóng. C. Sóng cơ không truyền được trong chân không. D. Sóng dọc là sóng mà phương dao động của các phần tử vật chất nơi sóng truyền qua trùng với phương truyền sóng. Câu 4: [TN-2008] Khi nói về sóng phát biểu nào sau đây là sai? A. Quá trình truyền sóng cơ là quá trình truyền năng lượng. B. Sóng cơ lan truyền trên mặt nước là sóng ngang. C. Sóng âm truyền trong không khí là sóng dọc. D. Sóng cơ truyền được trong tất cả các môi trường rắn, lỏng, khí và chân không. Câu 5: Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về về quá trình truyền sóng A. Quá trình truyền sóng là quá trình truyền dao động trong môi trường đàn hồi. B. Quá trình truyền sóng là quá trình truyền năng lượng. C. Quá trình truyền sóng là quá trình truyền pha dao động. D. Quá trình truyền sóng là quá trình truyền các phần tử vật chất. Câu 6: Sóng ngang truyền được trong các loại môi trường nào? A. Cả rắn, lỏng, khí. B. Chỉ truyền được trong chất rắn. C. Chỉ truyền được trong chất rắn và bề mặt chất lỏng. D. Truyền được trong môi trường rắn và lỏng. Câu 7: (SBT- KNTT) Chọn câu đúng A. Sóng dọc là sóng truyền dọc theo một sợi dây B. Sóng dọc là sóng truyền theo phương thẳng đứng, còn sóng ngang là sóng truyền theo phương nằm ngang C. Sóng dọc là sóng trong đó phương dao động (của các phần tử môi trường)

trùng với phương truyền. D. Sóng ngang là sóng trong đó phương dao động (của các phần tử môi trường) trùng với phương truyền. Câu 8: (SBT- KNTT) Tìm phát biểu sai khi nói về sóng cơ. A. Bước sóng là khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên cùng một phương truyền sóng dao động ngược pha nhau. B. Sóng trong đó các phần tử môi trường dao động theo phương trùng với phương truyền sóng được gọi là sóng dọc. C. Tại mỗi điểm của môi trường có sóng truyền qua, biên độ của sóng là biên độ dao động của phần tử môi trường. D. Sóng trong đó các phần tử môi trường dao động theo phương vuông góc với phương truyền sóng được gọi là sóng ngang. Câu 9: (SBT-KNTT) Sóng cơ không truyền được trong: A. Chân không B. Không khí C. Nước D. Kim loại Câu 10: Phát biểu nào sau đây về sóng không đúng? A. Sóng là quá trình lan truyền dao động trong một môi trường liên tục. B. Sóng ngang là sóng có các phần tử dao động theo phương ngang. C. Sóng dọc là sóng có các phần tử dao động theo phương trùng với phương truyền sóng. D. Bước sóng là quãng đường sóng truyền đi được trong một chu kì. Câu 11: Cho mũi nhọn P chạm nước và dao động theo phương thẳng đứng để tạo sóng ngang trên mặt nước. Kết luận đúng: A. Khi có sóng truyền tới các phần tử nước dao động theo phương vuông góc với phương truyền sóng. B. Khi có sóng truyền tới miếng xốp trên mặt nước, miếng xốp bị đẩy đi xa theo chiều truyền. C. Khi có sóng truyền tới miếng xốp trên mặt nước, miếng xốp dao động xung quanh vị trí cân bằng theo phương vuông góc với phương thẳng đứng. D. Khi có sóng truyền tới, các phần tử nước không dao động mà đứng yên tại chỗ. Câu 12: Hình dạng sóng truyền theo chiều dương trục Ox ở một thời điểm có dạng như hình vẽ, ngay sau thời điểm đó chiều chuyển động của các điểm A, B, C, D và E là

A. Điểm B, C và E đi xuống còn A và D đi lên. B. Điểm A, B và E đi xuống còn điểm C và D đi lên.

C. Điểm A và D đi xuống còn điểm B, C và E đi lên. D. Điểm C và D đi xuống và A, B và E đi lên.

II A

Bài tập phân dạng BÀI TẬP TỰ LUẬN

Bài 1: (SGK -Vật lý 11 KNTT) Quan sát hình 9.4 mô tả biên độ và tần số của âm qua dao động kí để trả lời các câu hỏi sau: - Ở hình 9.4a loa phát ra âm có chu kì bằng bao nhiêu? So với hình 9.4a: - Ở hình nào biên độ âm lớn hơn nhưng tần số không thay đổi? - Ở hình nào tần số âm giảm nhưng không giảm biên độ? - Ở hình nào biên độ âm giảm nhưng không giảm tần số? Lời giải: 𝑇

Hình 9.4a loa phát ra âm có chu kì bằng 2,67 ms ( + 2𝑇 = 0,006 → 𝑇 ≈ 4

−3

2,67. 10 (𝑠) = 2,67 (𝑚𝑠)); Hình 9.4b có biên độ âm lớn hơn nhưng tần số không thay đổi; Hình 9.4e có tần số âm giảm nhưng không giảm biên độ; Hình 9.4c có biên độ giảm nhưng không giảm tần số. Bài 2: (SGK -Vật lý 11 KNTT) Hình 9.2 cho thấy hình ảnh sóng truyền trên lò xo a) Sóng đã truyền được bao nhiêu bước sóng? b) Trong các điểm X, Y, Z điểm nào là điểm chưa dao động?

Lời giải: Hình 9.4a loa phát a. Sóng đã truyền được hai bước sóng vì có hai quá trình dãn, nén. b. Trong các điểm X, Y, Z điểm X là điểm chưa dao động vì sóng chưa truyền đến.

Bài 3: (SGK - KNTT) Dải tần số mà một học sinh có thể nghe thấy từ 30 Hz đến 16000 Hz. Tốc độ truyền âm trong không khí là 330 m/s. Tính bước sóng ngắn nhất của âm thanh trong không khí mà bạn học sinh đó nghe được. Lời giải: Dải tần số mà HS có thể nghe thấy là từ 30Hz đến 16000Hz, nên bước sóng ngắn nhất của âm thanh trong không khí mà bạn học sinh đó nghe được ở tần số 16000Hz 𝑣 330 𝜆𝑚𝑖𝑛 = = ≈ 0,02(𝑚) 𝑓𝑚𝑎𝑥 16000 Bài 4: (SBT - KNTT) Hình dưới mô tả một phần của sóng dọc truyền trên một sợi dây lò xo. Hãy nêu cách xác định bước sóng của của sóng này và chỉ ra điểm tương đồng của nó với sóng âm truyền trong không khí.

Lời giải: - Xác định bước sóng bằng khoảng cách giữa hai tâm nén gần nhau nhất. - Điểm tương đồng giữa sóng nén, dãn trên dây lò xo và sóng âm truyền trong không khí là đều là sóng dọc (có phương dao động trùng với phương truyền sóng; đều truyền năng lượng; lan truyền sự nén, dãn theo phương truyền sóng….). Bài 5: (SBT - KNTT) P và Q là hai điểm trên mặt nước cách nhau một khoảng 20 cm. Tại một điểm O trên đường thẳng PQ và nằm ngoài đoạn PQ, người ta đặt nguồn dao động điều hòa theo phương vuông góc với mặt nước với phương trình: u = 5cos𝜔𝑡 (cm), tạo ra sóng trên mặt nước với bước sóng λ = 15 cm. Khoảng cách xa nhất và gần nhất giữa hai phần tử môi trường tại P và Q khi có bước sóng truyền qua là bao nhiêu? Lời giải: Đối với trường hợp sóng ngang, khoảng cách giữa hai điểm P, Q khi dao động được mô tả như hình dưới Gọi O1, O2 lần lượt là vị trí cân bằng của P và Q; u1, u2 lần lượt là li độ dao động của các phần tử tại P và Q; Δu = u2 – u1. Khoảng cách giữa P và Q trong quá trình dao động là ℓ = √(𝑂1 𝑂2 )2 + (∆𝑢)2 ⇒ {

ℓ𝑚𝑖𝑛 = √(𝑂1 𝑂2 )2 + (0)2 = 𝑂1 𝑂2

ℓ𝑚𝑎𝑥 = √(𝑂1 𝑂2 )2 + (𝛥𝑢𝑚𝑎𝑥 )2 Vậy khoảng cách gần nhất giữa P và Q là: ℓ𝑚𝑖𝑛 = 𝑂1 𝑂2 = 20 cm. Khoảng cách xa nhất giữa P và Q là: ℓ𝑚𝑎𝑥 = √(𝑂1 𝑂2 )2 + (𝛥𝑢𝑚𝑎𝑥 )2 Giả sử sóng truyền qua P rồi mới đến Q thì dao động tại P sớm pha hơn Q là Δ𝜑 =

2𝜋(𝑃𝑄) 𝜆

=

8𝜋 3

Chọn mốc thời gian để phương trình dao động của phần tử tại P là u1 = 5cos𝜔𝑡 (cm) thì phương trình dao động của phần tử tại Q là: u2 = 5cos(𝜔𝑡 −

8𝜋 3

) (cm).

Δu = u2 – u1 = 5cos(𝜔𝑡 −

8𝜋 3

) − 5cos𝜔𝑡 = 5√3cos(𝜔𝑡 −

5𝜋 6

) (cm).

⇒ 𝛥𝑢𝑚𝑎𝑥 = 5√3 cm. ℓ𝑚𝑎𝑥 = √(20)2 + (5√3)2 = 5√19 𝑐𝑚.

Bài 6: (SBT - KNTT) Một sóng dọc truyền trong môi trường với bước sóng 15 cm, biên độ không đổi A = 5√3 cm. Gọi P và Q là hai điểm cùng nằm trên một phương truyền sóng. Khi chưa có sóng truyền đến hai điểm P và Q nằm cách nguồn các khoảng lần lượt là 20 cm và 30 cm. Khoảng cách xa nhất và gần nhất giữa hai phần tử môi trường tại P và Q khi có sóng truyền qua là bao nhiêu? Lời giải: Đối với trường hợp sóng dọc, khoảng cách giữa hai điểm P, Q khi dao động được mô tả như hình

Gọi O1, O2 lần lượt là vị trí cân bằng của P và Q; u1, u2 lần lượt là li độ dao động của các phần tử tại P và Q; Δu = u2 – u1. Khoảng cách giữa P và Q trong quá trình dao động là ℓ = |𝑂1 𝑂2 − ∆𝑢𝑚𝑎𝑥 | ℓ = 𝑂1 𝑂2 + ∆𝑢 ⇒ { 𝑚𝑖𝑛 ℓ𝑚𝑎𝑥 = |𝑂1 𝑂2 + ∆𝑢𝑚𝑎𝑥 | Giả sử sóng truyền qua P rồi mới đến Q thì dao động tại P sớm pha hơn Q là Δ𝜑 =

2𝜋(𝑃𝑄) 𝜆

=

4𝜋 3

Chọn mốc thời gian để phương trình dao động của phần tử tại P là u1 = 5√3cos𝜔𝑡 (cm) thì phương trình dao động của phần tử tại Q là: u2 = 5√3cos(𝜔𝑡 − Δu = u2 – u1 = 5√3cos(𝜔𝑡 −

4𝜋 3

) − 5√3cos𝜔𝑡 = 15cos(𝜔𝑡 −

⇒ 𝛥𝑢𝑚𝑎𝑥 = 15 cm. ℓ = |𝑂1 𝑂2 − ∆𝑢𝑚𝑎𝑥 | = |10 − 15| = 5 𝑐𝑚 ⇒ { 𝑚𝑖𝑛 ℓ𝑚𝑎𝑥 = |𝑂1 𝑂2 + ∆𝑢𝑚𝑎𝑥 | = 10 + 15 = 25 𝑐𝑚

5𝜋 6

4𝜋 3

) (cm).

) (cm).

B BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM Câu 1: (SBT - KNTT) Một sóng ngang có tần số 100 Hz truyền trên một sợi dây nằm ngang với tốc độ 60 m/s, qua điểm A rồi đến điểm B cách nhau 7,95 m. Tại một thời điểm nào đó A có li độ âm và đang chuyển động đi lên thì điểm B đang có li độ A. âm và đang đi xuống. B. âm và đang đi lên. C. dương và đang đi lên. D. dương và đang đi xuống. Lời giải : Sử dụng đồ thị li độ - quãng đường của sóng, quy ước chiều dương để xác định các vùng mà các phần tử vật chất đang đi lên và đi xuống. 𝑣

60

𝑓

100

Ta có λ = =

= 0,6 m ; AB =

7,95 m = 7,8 + 0,15 = 13.0,6 + 𝜆

0,15 = 13λ + . 4

Từ hình ta thấy B có li độ âm và đang đi xuống. Câu 2: (SBT - KNTT) Mũi tên nào trong hình mô tả đúng hướng truyền dao động của các phần tử môi trường ?

A. ↑. B. ↓. C. →. D. ↔. Câu 3: (SBT - KNTT) Nếu tốc độ truyền sóng âm trong hình bên là 340 m/s thì tần số của sóng khoảng

A. 566,7 Hz.

B. 204 Hz.

C. 0,00176 Hz.

D. 0,176 Hz.

Câu 4: (SBT -Vật lý 11 KNTT) Một sóng ngang truyền trên một sợi dây rất dài từ P đến Q. Hai điểm P, Q trên phương truyền sóng cách nhau PQ = sau đây là đúng? A. Khi P có li độ cực đại thì Q có vận tốc cực đại. B. Li độ P, Q luôn trái dấu.

5𝜆 4

. Kết luận nào

C. Khi Q có li độ cực đại thì P có vận tốc cực đại. D. Khi P có li độ cực đại thì Q qua vị trí cân bằng theo chiều âm. Khi Q có li độ cực đại thì P qua vị trí cân bằng theo chiều dương. Lời giải : Sử dụng đồ thị li độ - quãng đường hình a,b.

Ta thấy theo hình a, khi Q có li độ cực đại thì P qua vị trí cân bằng theo chiều âm ; theo hình b thì khi P có li độ cực đại thì Q qua vị trí cân bằng theo chiều dương. Câu 5: (SBT -Vật lý 11 KNTT) Một sóng cơ có tần số 20 Hz truyền trên mặt nước với tốc độ 1,5 m/s. Trên phương truyền sóng, sóng truyền tới điểm P rồi mới tới điểm Q cách nó 16,125 cm. Tại sai thời điểm t, điểm P hạ xuống thấp nhất thì sau thời gian ngắn nhất là bao nhiêu điểm Q sẽ hạ xuống thấp nhất? A.

1 400 3

𝑪.

400

s.

B.

s.

𝑫. 𝑣

1,5

𝑓

20

Lời giải : Ta có: λ = =

1 200 1 100

s. s.

= 0,075 𝑚 = 7,5 𝑐𝑚.

PQ = 16,125 cm = 2λ + 0,15λ = Q’Q + PQ’ Kết hợp với sử dụng đồ thị trên ta thấy thời gian ngắn nhất để Q’ đi từ vị trí hiện tại đến vị trí thấp nhất là 0,15T =

0,15 20

=

3 400

s.

Chủ đề

3

I

Tóm tắt lý thuyết

1

Sóng điện từ

SÓNG ĐIỆN TỪ

- Sóng điện từ là điện từ trường lan truyền trong không gian. - Tốc độ lan truyền của sóng điện từ trong chân không bằng 3.108 (m/s). Đúng bằng tốc độ ánh sáng trong chân không. - Ánh sáng là sóng điện từ. - Sóng điện từ là sóng ngang, phương truyền sóng vuông góc với phương dao động của điện trường và từ trường. - Các thành phần vectơ đặc trưng cho điện trường và từ trường dao động cùng pha, vuông góc với nhau và vuông góc với phương truyền sóng điện từ.

2

Thang sóng điện từ

- Toàn bộ thang sóng điện từ, từ sóng dài nhất (hàng chục km) đến sóng ngắn nhất (cỡ 1012m đến 10-15 m) đã được khám phá và sử dụng. - Bức xạ có bước sóng càng ngắn, thì tần số càng lớn, mang năng lượng càng lớn và ngược lại. Bảng 1. So sánh các bức xạ trong thang sóng điện từ Loại Bước sóng Nguồn phát Ứng dụng Bức xạ bức xạ khả kiến Hồng Nằm trong Vật có nhiệt độ - Công nghiệp: sấy khô các Không ngoại khoảng từ cao hơn môi sản phẩm. nhìn thấy 0,76 𝜇m đến trường xung - Y học: sưởi ấm chữa các 1 mm quanh. bệnh ngoài da, bệnh về Ví dụ: Bóng đèn xương khớp, giúp máu lưu dây tóc, bếp ga, thông. bếp than,… - Quân sự: đèn hồng ngoại, tên lửa dẫn đường ban đêm

1

Ánh sáng nhìn thấy

Tử ngoại

Nằm trong khoảng từ 0,38 nm đến 0,76 𝜇m, ánh sáng đỏ 0,76 𝜇m, ánh sáng tím khoảng 0,38 nm. Nằm trong khoảng từ 10 nm đến 400 nm

Sóng vô tuyến

Nằm trong khoảng từ 1 mm đến 100 km

Tia X

Bước sóng nhỏ hơn tia tử ngoại (khoảng từ 30 pm đến 3 nm)

Tia Khoảng từ gamma 10-5 nm đến 0,1 nm.

Mặt trời, tia sét, - Tác dụng nhiệt: làm nóng bóng đèn, bếp vật lửa… - Tác dụng sinh học: gây ra các biến đổi sinh học trong cơ thể sinh vật - Tác dụng quang điện: tác dụng lên pin quang điện.

Nhìn thấy. Quang phổ là một dải màu biến thiên liên tục từ tím đến đỏ.

Vật có nhiệt độ - Đời sống: Chụp ảnh trên 2000°C - Công nghiệp: Phát hiện các vết nứt, trầy xước trên bề mặt sản phẩm - Y tế: Khử trùng, chữa còi xương.. Phát ra từ anten Sử dụng để "mang" các thông tin như âm thanh, hình ảnh đi rất xa. - Sử dụng trong đài phát thanh, truyền hình địa phương - Sử dụng trong viễn thông quốc tế, truyền hình qua vệ tinh Tia X được tạo ra - Y học: chẩn đoán hình ảnh, khi các electron chữa trị chuyển động với - Công nghiệp: phát hiện các tốc độ cao tới đập khuyết tật của vật liệu đúc vào tấm kim loại - Giao thông: kiểm tra hành lí có nguyên tử của khách hàng… lượng lớn trong ống tia X Sinh ra chủ yếu - Y học: dùng trong phẫu từ các phản ứng thuật, điều trị các căn bệnh hạt nhân. liên quan đến khối u, dị dạng

Không nhìn thấy

Không nhìn thấy

Không nhìn thấy

Không nhìn thấy

2

mạch máu, các bệnh chức năng của não. - Công nghiệp: phát hiện các khuyết tật của một cách rõ nét

II A

Bài tập ôn lí thuyết BÀI TẬP TỰ ĐIỀN KHUYẾT

Câu 1: Điền khuyết các từ khóa thích hợp vào chỗ trống: a. Sóng điện từ là …………………..lan truyền trong………………………... b. Tốc độ lan truyền của sóng điện từ trong chân không bằng …………………bằng tốc độ ánh sáng trong chân không c. Bản chất ánh sáng là…………………. d. Sóng điện từ là……………., phương truyền sóng vuông góc với phương dao động của điện trường và từ trường. e. Ánh sáng nhìn thấy có quang phổ là một dải màu biến thiên liên tục từ…………………. f. Sóng điện từ có thể lan truyền trong các môi trường……………………….. Lời giải: a. điện từ trường - không gian b. 3.108 (m/s) c. sóng điện từ d. sóng ngang. e. tím đến đỏ f. rắn, lỏng, khí, chân không Câu 2. Hãy xác định phạm vi của tần số tương ứng với các dải bước sóng trong bảng sau: Loại bức xạ Phạm vi bước sóng Phạm vi tần số (Hz) Sóng vô tuyến Từ 1 mm đến 100 km …… Sóng vi ba Từ 1 mm đến 1m …… Tia hồng ngoại Từ 0,76 μm đến 1mm …… Ánh sáng nhìn thấy Từ 0,38 μm đến 0,76 μm …… Tia tử ngoại Từ 10 nm đến 400 nm …… Tia X Từ 30 pm đến 3 nm …… Lời giải: a. Từ 3000 đến 3.1011 c. Từ 3. 1011 đến 3,95. 1014 e. Từ 7,5. 1014 đến 3. 1016

b. Từ 3. 108 đến 3. 1011 d. Từ 3,95. 1014 đến 7,89.1014 f. Từ 1. 1017 đến 1. 1019 3

B BÀI TẬP NỐI CÂU Câu 3. Hãy nối những kí hiệu tương ứng ở cột A với những khái niệm tương ứng ở cột B CỘT A CỘT B Bước sóng 1km

Sóng vi ba

Bước sóng 10-8 m

Sóng vô tuyến

Bước sóng 5 μm

Tia X

Bước sóng 500nm nm

Ánh sáng nhìn thấy

Lời giải: 1 - b, 2 - c, 3 - a, 4 – d.

C BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM Câu 1: Phát biểu nào sau đây sai khi nói về sóng điện từ? A. Sóng điện từ là điện từ trường lan truyền trong không gian. B. Sóng Viba là sóng điện từ C. Sóng điện từ là sóng ngang. D. Sóng điện từ không lan truyền được trong chân không. Câu 2: Khi nói về sóng điện từ, phát biểu nào sau đây là sai? Sóng điện từ: A. bị phản xạ khi gặp mặt phân cách giữa hai môi trường. B. chỉ truyền được trong môi trường vật chất đàn hồi. C. là sóng ngang. D. lan truyền trong chân không với vận tốc c = 3.108 m/s. Câu 3: Sóng điện từ A. mang năng lượng. B. là sóng dọc C. truyền đi với cùng một vận tốc trong mọi môi trường. D. luôn không bị phản xạ, khúc xạ khi gặp mặt phân cách giữa 2 môi trường Câu 4: Khi nói về sóng ngắn, phát biểu nào sau đây sai? A. Sóng ngắn phản xạ tốt trên tầng điện li. 4

B. Sóng ngắn không truyền được trong chân không C. Sóng ngắn phản xạ tốt trên mặt đất D. Sóng ngắn có mang năng lượng. Câu 5: Ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,75μm ứng với màu A. Lục B. Đỏ C. Tím D. Chàm Câu 6: Khi nói về tia hồng ngoại, phát biểu nào sau đây sai? A. Tia hồng ngoại có khả năng gây một số phản ứng hóa học. B. Bản chất của tia hồng ngoại là sóng điện từ. C. Tia hồng ngoại có bước sóng nhỏ hơn bước sóng của tia X. D. Tính chất nổi bật của tia hồng ngoại là tác dụng nhiệt. Câu 7: Cơ thể con người có thân nhiệt 37oC là một nguồn phát ra A. tia hồng ngoại. B. tia gamma C. tia X D. tia tử ngoại. Câu 8: Tia Rơn-ghen có bước sóng A. nhỏ hơn bước sóng của tia tử ngoại. B. nhỏ hơn bước sóng của tia gamma. C. lớn hơn bước sóng của ánh sáng tím. D. lớn hơn bước sóng của tia tử ngoại. Câu 9: Nguồn sáng nào không phát ra tia tử ngoại A. Mặt Trời. B. Hồ quang điện. C. Đèn thủy ngân. D. Cục than hồng. Câu 10: Khi nói về sóng điện từ, phát biểu nào dưới đây là sai? A. Sóng ngắn có tần số lớn hơn tần số sóng cực dài. B. Sóng cực ngắn không truyền được trong chân không. C. Sóng dài được dùng để thông tin dưới nước. D. Sóng cực ngắn được dùng trong thông tin vũ trụ. Câu 11: Nguồn sáng nào không phát ra tia hồng ngoại A. Mặt Trời. B. Cốc nước lạnh C. Con người D. Cục than hồng. Câu 12: Sóng điện từ khi truyền từ không khí vào nước thì: A. tốc độ truyền sóng và bước sóng đều giảm B. tốc độ truyền sóng giảm, bước sóng tăng C. tốc độ truyền sóng tăng, bước sóng giảm D. tốc độ truyền sóng và bước sóng đều tăng Câu 13: Phát biểu nào sau đây sai? Sóng điện từ và sóng cơ A. đều tuân theo quy luật phản xạ . B. đều tuân theo quy luật giao thoa. C. đều mang năng lượng. D. đều truyền được trong chân không. Câu 14: Sóng ngắn vô tuyến có bước sóng vào cỡ A. vài chục km. B. vài km. C. vài chục m. D. vài m. 5

Câu 15: Khi nói về tia tử ngoại, phát biểu nào dưới đây là sai? A. Tia tử ngoại có tần số lớn hơn tần số của ánh sáng tím. B. Tia tử ngoại bị thuỷ tinh và nước hấp thụ rất mạnh. C. Tia tử ngoại có bản chất không phải là sóng điện từ. D. Tia tử ngoại tác dụng rất mạnh lên kính ảnh. Câu 16: Khi nói về tia hồng ngoại, phát biểu nào sau đây sai? A. Tia hồng ngoại là bức xạ nhìn thấy được. B. Tia hồng ngoại được ứng dụng để sấy khô, sưởi ấm. C. Tia hồng ngoại có bản chất là sóng điện từ. D. Tia hồng ngoại có tính chất nổi bật là tác dụng nhiệt. Câu 17: Khi nói về tia Röntgen (tia X), phát biểu nào dưới đây là đúng? A. Tia Röntgen bị lệch trong điện trường và trong từ trường. B. Trong chân không, bước sóng tia Röntgen lớn hơn bước sóng tia tím. C. Tần số tia Röntgen nhỏ hơn tần số tia hồng ngoại. D. Tia Röntgen có tác dụng lên kính ảnh. Câu 18: Khi nói về tia hồng ngoại và tia tử ngoại, phát biểu nào sau đây là đúng? A. Tia hồng ngoại và tia tử ngoại đều là những bức xạ không nhìn thấy. B. Tia hồng ngoại gây ra hiện tượng quang điện còn tia tử ngoại thì không. C. Tia hồng ngoại và tia tử ngoại đều có khả năng ion hóa chất khí như nhau. D. Nguồn phát ra tia tử ngoại thì không thể phát ra tia hồng ngoại. Câu 19: Một người đang dùng điện thoại di động để thực hiện cuộc gọi. Lúc này điện thoại phát ra: A. bức xạ gamma. B. tia tử ngoại. C. tia Rơn-ghen. D. sóng vô tuyến. Câu 20: Phát biểu nào sau đây là đúng khi nói về sóng điện từ? A. Sóng điện từ là sóng dọc, truyền được trong chân không. B. Sóng điện từ là sóng ngang, truyền được trong chân không. C. Sóng điện từ là sóng dọc, không truyền được trong chân không. D. Sóng điện từ là sóng ngang, không truyền được trong chân không. Câu 21: Phát biểu nào sau đây là không chính xác khi nói về sóng điện từ? A. Sóng điện từ mang năng lượng. B. Tia hồng ngoại là sóng điện từ có bước sóng nhỏ hơn so với bước sóng của tia tử ngoại. C. Sóng điện từ là sóng ngang. D. Tia X là sóng điện từ có bước sóng nhỏ hơn so với bước sóng của ánh sáng nhìn thấy. Câu 22: (SBT - KNTT) Theo thứ tự bước Sóng tăng dần thì sắp xếp nào dưới đây là đúng? A. Vi sóng, tai tử ngoại, tia hồng ngoại, tia X. B. tia X, tai tử ngoại, tia hồng ngoại, vi sóng. 6

C. Tia tử ngoại, tia hồng ngoại, vi sóng. D. Tia hồng ngoại, tia tử ngoại, vi Sóng, tia X. Câu 23: (SBT - KNTT) Nội dung nào sau đây tóm tắt đúng đặc điểm của sóng điện từ, tính từ sóng vô tuyến đến tia 𝛾 trong thang của sóng điện từ? Tần số Bước sóng Tốc độ trong chân không A. tăng dần giảm dần giảm dần B. giảm dần tăng dần tăng dần C. tăng dần giảm dần Không đổi D. giảm dần tăng dần Không đổi Câu 24: (SBT - KNTT) Sóng điện từ có bước sóng nào dưới đây thuộc về tia hồng ngoại? A. 7.10−2 m. B. 7.10−6 m C. 7.10−9 m D. 7.10−12 m Câu 25: Từ Trái Đất, các nhà khoa học điều khiển các xe tự hành trên Mặt Trăng nhờ sử dụng các thiết bị thu phát sóng vô tuyến. Sóng vô tuyến được dùng trong ứng dụng này thuộc dải: A. sóng dài. B. sóng ngắn. C. Sóng trung. D. sóng cực ngắn. Câu 26: Sóng điện từ sóng âm khi truyền từ không khí vào thủy tinh thì tần số: A. của cả hai sóng đều không đổi. B. của sóng điện từ tăng, của sóng âm giảm C. của hai sóng đều giảm D. của sóng điện từ giảm, của sóng âm tăng Câu 27: Khi nói về tia hồng ngoại, phát biểu nào sau đây sai? A. Tia hồng ngoại có khả năng gây một số phản ứng hóa học. B. Bản chất của tia hồng ngoại là sóng điện từ. C. Tia hồng ngoại có bước sóng nhỏ hơn bước sóng của tia X. D. Tính chất nổi bật của tia hồng ngoại là tác dụng nhiệt. Câu 28: Phát biểu nào trong các phát biểu sau đây về tia Röntgen là sai? A. Tia Röntgen truyền được trong chân không. B. Tia Röntgen có khả năng đâm xuyên. C. Tia Röntgen có bước sóng lớn hơn bước sóng tia hồng ngoại. D. Tia Röntgen không bị lệch hướng đi trong điện trường và từ trường. Câu 29: Tia hồng ngoại, ánh sáng nhìn thấy, tia tử ngoại, tia X và tia gamma đều là A. sóng vô tuyến, có bước sóng khác nhau. B. sóng cơ học, có bước sóng khác nhau. C. sóng ánh sáng có bước sóng giống nhau. 7

D. sóng điện từ có tần số khác nhau. Câu 30: Có bốn bức xạ: ánh sáng nhìn thấy, tia hồng ngoại, tia X và tia 𝛾. Các bức xạ này được sắp xếp theo thứ tự bước sóng tăng dần là : A. tia X, AS nhìn thấy, tia 𝛾, tia hồng ngoại. B. tia 𝛾,tia X, tia hồng ngoại, AS nhìn thấy. C. tia 𝛾, tia X, AS nhìn thấy, tia hồng ngoại. D. tia 𝛾, AS nhìn thấy, tia X, tia hồng ngoại. Câu 31: Các bức xạ có bước sóng trong khoảng từ 3.10-9 m đến 3.10-7 m là A. tia Röntgen. B. tia tử ngoại. C. ánh sáng nhìn thấy. D. tia hồng ngoại. Câu 32: Sóng Tia tử ngoại được dùng A. để tìm khuyết tật bên trong sản phẩm bằng kim loại B. để tìm vết nứt trên bề mặt sản phẩm bằng kim loại C. trong y tế để chụp điện, chiếu điện D. để chụp ảnh bề mặt Trái Đất từ vệ tinh Câu 33: Sóng Khi nói về tia hồng ngoại và tia tử ngoại, phát biểu nào sau đây đúng? A. Tia hồng ngoại và tia tử ngoại gây ra hiện tượng quang điện đối với mọi kim loại. B. Tia hồng ngoại và tia tử ngoại đều làm ion hóa mạnh các chất khí. C. Tần số của tia hồng ngoại nhỏ hơn tần số của tia tử ngoại. D. Một vật bị nung nóng phát ra tia tử ngoại, khi đó vật không phát ra tia hồng ngoại. Tia hồng ngoại, ánh sáng nhìn thấy, tia tử ngoại, tia X và tia gamma đều là Câu 34: Với f1, f2, f3 lần lượt là tần số của tia hồng ngoại, tia tử ngoại và tia gamma (tia γ) thì A. f1 > f3 > f2. B. f3 > f1 > f2. C. f3 > f2 > f1. D. f2 > f1 > f3. Câu 35: Với ε1, ε2, ε3 lần lượt là năng lượng của phôtôn ứng với các bức xạ màu vàng, bức xạ tử ngoại và bức xạ hồng ngoại thì A. ε1 > ε2 > ε3. B. ε2 > ε3 > ε1. C. ε2 > ε1 > ε3. D. ε3 > ε1 > ε2. Câu 36: Trong chân không, các bức xạ được sắp xếp theo thứ tự bước sóng giảm dần là: A. tia hồng ngoại, ánh sáng tím, tia tử ngoại, tia Rơn-ghen. B. tia hồng ngoại, ánh sáng tím, tia Rơn-ghen, tia tử ngoại. C. ánh sáng tím, tia hồng ngoại, tia tử ngoại, tia Rơn-ghen. D. tia Rơn-ghen, tia tử ngoại, ánh sáng tím, tia hồng ngoại. Câu 37: Nhận xét nào dưới đây về tia tử ngoại là không đúng? A. Tia tử ngoại là những bức xạ không nhìn thấy, có tần số nhỏ hơn tần số sóng của AS tím. B. Tia tử ngoại bị nước và thủy tinh hấp thụ rất mạnh. C. Tia tử ngoại tác dụng lên phim ảnh. 8

D. Tia tử ngoại kích thích nhiều phản ứng hóa học. Với ε1, ε2, ε3 lần lượt là năng lượng của phôtôn ứng với các bức xạ màu vàng, bức xạ tử ngoại và bức xạ hồng ngoại thì Câu 38: Sắp xếp theo thứ tự giảm dần của tần số các sóng điện từ sau: A. AS nhìn thấy, tia hồng ngoại, tia tử ngoại B. Tia hồng ngoại, tia tử ngoại, AS thấy được. C. Tia tử ngoại, AS thấy được, tia hồng ngoại. D. AS thấy được, tia tử ngoại, tia hồng ngoại. Câu 39: Nêu loại sóng điện từ ứng với tần số 1018 Hz A. tia X B. tia hồng ngoại C. Sóng Viba D. ánh sáng nhìn thấy Câu 40: Nêu loại sóng điện từ ứng với tần số 200 kHz A. tia X B. tia hồng ngoại C. Sóng Viba D. Sóng vô tuyến Câu 41: Nêu tên sóng điện từ trong chân không ứng với mỗi bước sóng bằng 3 cm? A. tia X B. tia hồng ngoại C. Sóng Viba D. Sóng vô tuyến Câu 42: Nêu tên sóng điện từ trong chân không ứng với mỗi bước sóng bằng 760 Nm? A. ánh sáng nhìn thấy B. tia hồng ngoại C. Sóng Viba D. Sóng vô tuyến Câu 43: (SBT - CTST) Sóng điện từ khi truyền từ không khí vào nước thì A. tốc độ truyền sóng tăng, bước sóng giảm. B. tốc độ truyền sóng giảm, bước sóng tăng. C. tốc độ truyền sóng và bước sóng đều tăng. D. tốc độ truyền sóng và bước sóng đều giảm. Câu 44: (SBT - CTST) Phát biểu nào dưới đây là không chính xác khi nói về sóng điện từ? A. Trong quá trình truyền sóng, vectơ cường độ điện trường và vectơ cảmứng từ luôn cùng phương. B. Sóng điện từ truyền được trong môi trường vật chất và trong chân không. C. Trong chân không, sóng điện từ lan truyền với tốc độ bằng tốc độ ánh sáng. D. Sóng điện từ bị phản xạ khi gặp mặt phân cách giữa hai môi trường. Câu 45: (SBT - KNTT) Một sóng ánh có bước sóng 𝜆1 và tốc độ 𝑣1 khi truyền trong chân không. Khi đi vào trong tám thuỷ tinh có bước sóng 𝜆2 và tốc độ 𝑣2 . Biểu thức nào dưới đây biểu diễn đúng mối liên hệ giữa 𝑣2 với 𝜆1 , 𝜆2 , 𝑣1 ? A. 𝑣2 = C. 𝑣2 =

𝜆1

. 𝑣1

𝜆2 𝜆1 .𝜆2 𝑣1

B. 𝑣2 =

𝜆2 𝜆1

. 𝑣1

D. 𝑣2 = 𝜆1 . 𝜆2 . 𝑣1

Câu 46: (SBT - CTST) Một sóng điện từ truyền theo phương thẳng đứng, chiều từ dưới 9

lên trên theo chiều dương của trục Oz (Hình 7.1). Tại một thời điểm xác định vectơ cường độ điện trường hướng theo chiều dương của trục Oy. Vectơ cường độ từ trường A. hướng ngược chiều dương của trục Oz. B. hướng theo chiều dương của trục Ox. C. hướng ngược chiều dương của trục Ox. D. hướng ngược chiều dương của trục Oy.

III Bài tập phân dạng Dạng

1

Xác định loại bức xạ dựa vào tần số hoặc bước sóng

A PHƯƠNG PHÁP GIẢI - Dựa vào tần số (bước sóng) của các bức xạ trong thang sóng điện từ

- Tốc độ truyền sóng của sóng điện từ trong chân không là c = 3.10 8 m/s. - Trong mọi môi trường vật chất, tốc độ truyền của sóng điện từ đều nhỏ hơn c. Công thức xác định tần số của bức xạ: 𝒇 = 𝒄/𝝀 Với: f: Tần số (Hz) c: Tốc độ ánh sáng c = 3.108 m/s λ: Bước sóng (m)

B BÀI TẬ P TỰ LUẬ N

Bài 1: (SGK - KNTT) Cho Nêu loại sóng điện từ ứng với mỗi tần số sau: 10

a) 200 kHz;

b) 100 MHz;

c) 5.1014 Hz;

d) 1018 Hz.

Lời giải: a) 200 kHz – Sóng vô tuyến b) 100 MHz – Sóng vô tuyến c) 5.1014 Hz – Ánh sáng nhìn thấy d) 1018 Hz – Tia X. Bài 2: (SGK - KNTT) Vào Nêu tên sóng điện từ trong chân không ứng với mỗi bước sóng. a) 1 km; b) 3 cm; c) 5 μm; d) 500 nm; e) 50 nm; g) 10-12 m. Lời giải: a) 1 km – Sóng vô tuyến b) 3 cm – Sóng vi ba c) 5 μm – Tia hồng ngoại d) 500 nm – Ánh sáng nhìn thấy e) 50 nm – Tia tử ngoại g) 10-12 m – Tia X Bài 3: Cho biết tần số của ánh sáng đỏ và tần số của ánh sáng tím lần lượt là 760 nm và 380 nm. Hãy xác định tần số của vùng ánh sáng nhìn thấy? Lời giải: c Sử dụng công thức f = λ

Tần số của ánh sáng đỏ: fđỏ

c 3.108 = = = 3,9.1014 Hz λđỏ 760. 10−9

Tần số của ánh sáng tím: 3.108 ftím = = = 7,9.1014 Hz λtím 380. 10−9 Tần số của vùng ánh sáng nhìn thấy: từ 3,9.1014 Hz đến 7,9.1014 Hz. Bài 4: (SGK - CTST) Vào thời điểm năm 2022, điện thoại di động ở Việt Nam sử dụng sóng điện từ có tần số trong khoảng từ 850 MHz đến 2 600 MHz. Tính bước sóng của sóng điện từ tương ứng với dải tần số này. Mắt chúng ta có thể thấy được các sóng này không? Vì sao? Lời giải: c Sử dụng công thức λ = c

f

Bước sóng ứng với tần số 850 MHz: 11

c 3. 108 λ1 = = = 0,35 m f1 850. 106 Bước sóng ứng với tần số 2 600 MHz: c 3. 108 λ2 = = = 0,12 m f2 2600. 106 Mắt chúng ta không thể nhìn thấy các sóng này vì chúng không nằm trong dải ánh sáng nhìn thấy.

C BÀI TẬ P TRẮ C NGHIỆ M

Câu 1: (SBT - KNTT) Một sóng vô tuyến có tần số 108 Hz được truyền trong không trung với tốc độ 3.108 m/s. Bước sóng của sóng đó là A. 1,5 m B. 3 m C. 0,33 m D. 0,16 m Câu 2: (SBT - KNTT) Sóng vô tuyến truyền trong không trung với tốc độ 3.108 m/s. Một đài phát sóng radio có tần số 108 Hz. Bước sóng của sóng radio này là A. 300 m B. 150 m C. 0,30 m D. 0,15 m

Dạng

2

Bài tập vệ tinh địa tĩnh

A PHƯƠNG PHÁP GIẢI - Thông tin được đài phát phát đi, vệ tinh thu nhận tín hiệu đó và phát trở lại trái đất. Các điểm trên mặt đất sẽ nhận được thông tin đó thông qua đầu thu tín hiệu. - Cường độ sóng mà máy thu vô tuyến ở mặt đất ngay phía dưới vệ tinh thu được: P I= 4πr 2

B BÀI TẬP TỰ LUẬN Bài 1: Một vệ tinh nhân tạo chuyển động ở độ cao 575 km so với mặt đất phát sóng vô tuyến có tần số 92,4 MHz với công suất bằng 25,0 kW về phía mặt đất. Hãy tính cường độ sóng nhận được bởi một máy thu vô tuyến ở mặt đất ngay phía dưới vệ tinh. Bỏ qua sự hấp thụ sóng của khí quyển. Lời giải: Cường độ sóng mà máy thu vô tuyến ở mặt đất ngay phía dưới vệ tinh thu được: 12

P 25. 10−3 I= = = 6. 10−9 W/m2 4πr 2 4π. (575. 103 )2 Bài 2: Một vệ tinh thông tin (vệ tinh địa tĩnh) chuyển động trên quỹ đạo tròn ngay phía trên xích đạo của Trái Đất, quay cùng hướng và cùng chu kì tự quay của Trái Đất ở độ cao 36600 km so với đài phát trên mặt đất. Đài phát nằm trên đường thẳng nối vệ tinh và tâm Trái Đất. Coi Trái Đất là một hình cầu có bán kính R = 6400 km. Vệ tinh nhận sóng truyền hình từ đài phát rồi phát lại tức thời tín hiệu đó về Trái Đất. Biết sóng có bước sóng λ = 0,5 m; tốc độ truyền sóng c = 3.108 m/s. Tính khoảng thời gian lớn nhất mà sóng truyền hình đi từ đài phát đến một điểm trên mặt Trái Đất, vẽ hình minh hoạ? Lời giải: Thông tin được đài phát phát đi, vệ tinh thu nhận tín hiệu đó và phát trở lại trái đất. Các điểm trên mặt đất sẽ nhận được thông tin đó thông qua đầu thu tín hiệu. Khoảng thời gian lớn nhất mà sóng truyền hình đi từ đài phát đến một điểm trên mặt Trái Đất tương ứng với thời gian sóng truyền từ điểm D đến A sau đó từ A về B. Độ dài đoạn AB là: 𝐴𝐵 = √𝐴𝐶 2 − 𝐵𝐶 2 = √(ℎ + 𝑅)2 − 𝑅2 = √(36600 + 6400)2 − 64002 = 42521,1 𝑘𝑚 Thời gian cần tìm: 𝐴𝐷 𝐴𝐵 (36600 + 42521,1). 103 𝑡 = 𝑡𝐷𝐴 + 𝑡𝐴𝐵 = + = = 0,264 𝑠 𝑐 𝑐 3. 108 Bài 3: (SBT -Vật lý 11 CTST) Biết tốc độ ánh sáng trong chân không là c = 3.108m/s. a) Tính bước sóng của một ánh sáng có tần số ƒ = 6.1014 Hz. b) Bước sóng của ánh sáng này bằng bao nhiêu khi truyền trong nước có chiết suất bằng 4/3? Lời giải: a) Bước sóng của một ánh sáng là: λ =

3.108 6.1014

= 5.10−7 m

b) Bước sóng của ánh sáng khi truyền trong nước là: v c/n λ 5.10−7 λn = = = = = 3,75.10−7 f f n 4/3 13

Bài 4: (SBT -Vật lý 11 CTST) Biết cường độ của vi sóng tối đa không gây nguy hiểm cho cơ thể người khi bị phơi nhiễm là 1,5 W/m2. Một radar phát vi sóng có công suất 10 W, xác định khoảng cách tối thiểu từ người đến radar để đảm bảo an toàn cho người? Lời giải: Ta có: Imax =

P 4πr2min

=>

10 4πr2min

= 1,5 W/m2

Từ đó, ta suy ra khoảng cách tối thiểu từ người đến radar để đảm bảo an toàn là: rmin ≈ 72,8 cm Bài 5: (SBT -Vật lý 11 CTST) Một trạm không gian đo được cường độ của bức xạ điện từ phát ra từ một ngôi sao bằng 5,0.103 W/m?. Cho biết công suất bức xạ trung bình của ngôi sao này bằng 2,5.1025 W. Giả sử ngôi sao này phát bức xạ đẳng hướng, tính khoảng cách từ ngôi sao này đến trạm không gian. Lời giải: Ta có: I =

P 4πr2

nên 5,0.103 =

2,5.1025 4πr2

Suy ra: r ≈ 2,0.1010 m

Bài 6: (SBT -Vật lý 11 CTST) Một máy phát sóng vô tuyến AM đẳng hướng trong không gian. Ở khoảng cách 30,0 km từ máy phát này, ta nhận được sóng có cường độ bằng 4,42.10-6 W/m?. Tính công suất của máy phát này. Lời giải: I=

P 4πr2

Nên 4,2.10−6 =

P 4π(30,0.103 )2

Suy ra: P ≈ 50kW

Bài 7: (SBT -Vật lý 11 CTST) Hệ thống định vị toàn cầu (GPS - Global Positioning System) gồm 24 vệ tinh nhân tạo. Mỗi vệ tính thực hiện hai vòng quay quanh Trái Đất trong một ngày ở độ 2,02.107 m đối với mặt đất và phát tín hiệu điện từ đẳng hướng có công suất 25 W về phía mặt đất. Một trong các tín hiệu điện từ này có tần số 1575,42 MHz. a) Tính cường độ tín hiệu điện từ nhận được ở trạm thụ sóng tại một vị trí trên mặt đất ngay ở phía dưới một vệ tinh. b) Trạm thu sóng nhận được tín hiệu có bước sóng bằng bao nhiêu? Lời giải: a) Ta có: I =

25,0 4π(2,02.107 )2

≈ 4,88.10−15 W/m2

b) Trạm thu sóng nhận được tín hiệu có bước sóng bằng: 3.108 λ= ≈ 0,19 m 1575.106 Bài 8: Thang của sóng điện từ được biểu diễn theo bước sóng tăng dần như Hình 11.1 a) Xác định các loại bức xạ được đánh dấu A, B. b) Mô tả ngắn gọn một ứng dụng của tia X trong thực tiễn.

14

c) Chỉ ra hai đặc điểm khác nhau giữa sóng điện từ và sóng âm

Lời giải: a) A - tia tử ngoại; B - tia hồng ngoại. b) Tia X bước sóng ngắn có khả năng đâm xuyên mạnh nên được ứng dụng trong việc chụp X quang chẩn đoán hình ảnh trong y học. c) Hai đặc điểm khác nhau giữa sóng âm và sóng điện từ: - Sóng điện từ là sóng ngang, sóng âm là sóng dọc. - Sóng điện từ truyền được trong chân không, sóng âm không truyền được trong chân không. Bài 9: (SBT - KNTT) Sóng vô tuyến ngắn có thể được sử dụng để đo khoảng cách từ Trái Đất đến Mặt Trăng, bằng cách phát một tín hiệu từ Trái Đất tới Mặt Trăng và thu tín hiệu trở lại, đo khoảng thời gian từ khi phát đến khi nhận tín hiệu. Khoảng thời gian từ khi phát tới khi nhận được tín hiệu trở lại là 2,5 s. Biết tốc độ của sóng vô tuyến này là 3.108 m/s và có tần số 107 Hz. Tính: a) Khoảng cách từ Mặt Trăng tới Trái Đất. b) Bước sóng của sóng vô tuyến đã sử dụng. Lời giải: Khoảng cách từ Trái Đất đến Mặt Trăng là: d = c

3.108

f

107

b) λ = =

ct 2

=

3.108 .2,5 2

= 3,75.108 m

= 30 m

Bài 10: (SBT - KNTT) Một vệ tinh địa tĩnh ở độ cao 36 600 km so với một đài phát hình trên mặt đất, nằm trên đường thẳng nối vệ tinh và tâm Trái Đất. Coi Trái Đất là một hình cầu có bán kính 6 400 km. Vệ tinh nhận sóng truyền hình từ đài phát rồi phát lại tức thời tín hiệu đó về Trái Đất. Biết tốc độ truyền sóng c = 3.108 m/s. Tính khoảng thời gian lớn nhất mà sóng truyền hình đi từ đài phát đến Trái Đất. Lời giải: Thời gian lớn nhất mà sóng truyền hình đi từ đài phát đến Trái Đất chính là thời gian sóng đi từ đài phát đến vệ tinh sau đó từ vệ tinh truyền về Trái Đất theo phương tiếp tuyến với Trái Đất Khoảng cách lớn nhất đó là: D = QM + 36600 = √(36600 + 6400)2 − 64002 + 36600 ≈ 79121km Khoảng thời gian lớn nhất mà sóng truyền hình đi từ đài phát đến vệ tinh rồi quay lại Trái Đất là: 15

d 79121000 = ≈ 0,26s c 3.108 Bài 11: (SBT - KNTT) Một anten radar phát ra những sóng điện từ đến vật đang chuyển động về phía radar. Thời gian từ lúc anten phát sóng đến lúc nhận sóng phản xạ từ vật trở lại là 80 𝜇s. Sau hai phút, đo lần thứ hai, thời gian từ lúc phát đến lúc nhận lần này là 76 𝜇s. Tính tốc độ trung bình của vật. Coi tốc độ của sóng điện từ trong không khí bằng 3.108 m/s. Lời giải: t=

Lần 1: d1 = Lần 2: d2 = => v̅ =

ct1 2 ct2

2 |d2 − d1 | ∆t

3.108 .80.10−6

= = =

2 3.108 .76.10−6

2 12000−11400 2

= 12000m = 11400m = 300 m/s

Bài 12: (SBT - KNTT) Giả sử một vệ tinh truyền thông đang đứng yên so với mặt đất ở một độ cao xác định trong mặt phẳng xích đạo Trái Đất đường thẳng nối vệ tinh với tâm trái đất đi qua kinh tuyến số 0 hoặc kinh tuyến gốc. Coi trái đất như một quả cầu bán kính 6400km khối lượng là 6.1024 kg và chu kỳ quay quanh trục của nó là 24h hằng số hấp dẫn G = 6,67.10-11 Nm2/kg2 . Sóng cực ngắn f > 30MHz phát vệ tinh chuyển thẳng đến các điểm nằm trên xích đạo trái đất trong khoảng kinh độ nào? Lời giải: Quỹ đạo của vệ tinh Trái Đất được mô tả như hình 11.2G:

Vì vệ tinh địa tĩnh đứng yên so với Trái Đất, lực hấp dẫn là lực hướng tâm, nên: Mm 2π Fhd = Fht ↔ G 2 = m( )2 r r T 3

T

3

=> r = √GM( )2 = √6,67.10−11 . 6.1024 ( 2π

24.60.60 2 ) 2π

≈ 42,3.106 m

Vùng phủ sóng nằm trong miền giữa hai tiếp tuyến kẻ từ vệ tinh tới Trái Đất Do vậy, ra xác định được: R 1 cosφ = ≈ => φ ≈ 81o 20′ r 7 o ′ Từ 81 20 kinh độ Tây đến kinh độ Đông 16

Chủ đề

4

GIAO THOA SÓNG CƠ

I

Tóm tắt lý thuyết

1

Hiện tượng giao thoa của hai sóng mặt nước

- Hiện tượng hai sóng gặp nhau tạo nên các gợn sóng ổn định gọi là hiện tượng giao thoa của hai sóng. - Các gơn sóng ổn định gọi là các vân giao thoa.

2

Điều kiện giao thoa

Để xảy ra hiện tượng giao thoa, 2 nguồn sóng phải là 2 nguồn kết hợp: - Dao động cùng phương, cùng tần số. - Có độ lệch pha không đổi theo thời gian.

3

Vị trí vân giao thoa Vị trí của các điểm cực đại, cực tiểu trong giao thoa sóng nước

- Những điểm dao động với biên độ cực đại: d2 – d1 = kλ với k = 0, ± 1, ±2 … 1

- Những điểm dao động với biên độ cực tiểu: d2 – d1 = (k + )λ với k = 0, ± 1, ±2 … 2

17

II

Bài tập ôn lí thuyết

A BÀI TẬP TỰ ĐIỀN KHUYẾT Câu 1: Điền khuyết các từ khóa thích hợp vào chỗ trống: a. Để xảy ra hiện tượng giao thoa, 2 nguồn sóng phải là …………………… b. Hai nguồn kết hợp là hai nguồn sóng dao động cùng ……………………, cùng ………………… và ………………………………… không đổi theo thời gian. c. Hiện tượng hai sóng gặp nhau tạo nên các gợn sóng ổn định gọi là ………………………………… d. Các gợn sóng ổn định gọi là……………………… Lời giải: b. 2 nguồn kết hợp b. phương – tần số - độ lệch pha c. hiện tượng giao thoa của hai sóng d. các vân giao thoa

B BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM Câu 3: (SBT - KNTT) Hiện tượng giao thoa sóng là hiện tượng A. giao thoa của hai sóng tại một điểm trong môi trường. B. tổng hợp của hai dao động. C. tạo thành các gợn lồi lõm. D. hai sóng khi gặp nhau có những điểm cường độ sóng luôn tăng cường hoặc triệt tiêu nhau. Câu 4: (SBT - KNTT) Hai nguồn kết hợp là hai nguồn có A. cùng biên độ. B. cùng tần số. C. cùng pha ban đầu. D. cùng tần số và hiệu số pha không đổi theo thời gian. Câu 5: (SBT - KNTT) Hai sóng phát ra từ hai nguồn kết hợp. Cực đại giao thoa nằm tại các điểm có hiệu khoảng cách tới hai nguồn sóng bằng A. một ước số của bước sóng. B. một bội số nguyên của bước sóng. C. một bội số lẻ của nửa bước sóng. D. một ước số của nửa bước sóng. Câu 6: Điều kiện để hai sóng cơ khi gặp nhau, giao thoa được với nhau là hai sóng phải xuất phát từ hai nguồn dao động. A. Cùng biên độ và có hiệu số pha không đổi theo thời gian. B. Cùng tần số, cùng phương. C. Cùng pha ban đầu và cùng biên độ. D. Cùng tần số cùng phương và có hiệu số pha không đổi theo thời gian. Câu 7: Trong hiện tượng giao thoa sóng trên mặt nước, khoảng cách giữa hai cực đại liên tiếp nằm trên đường nối hai tâm sóng bằng bao nhiêu? 18

A. bằng hai lần bước sóng. B. bằng một bước sóng. C. bằng một nửa bước sóng. D. bằng một phần tư bước sóng. Câu 8: Hai sóng như thế nào có thể giao thoa với nhau? A. Hai sóng cùng biên độ, cùng tần số, hiệu số pha không đổi theo thời gian. B. Hai sóng cùng chu kỳ và biên độ. C. Hai sóng cùng tần số, hiệu lộ trình không đổi theo thời gian. D. Hai sóng cùng bước sóng, biên độ. Câu 9: Trong hiện tượng giao thoa sóng của hai nguồn kết hợp A, B cùng pha, điều kiện để tại điểm M cách các nguồn d1, d2 dao động với biên độ cực đại là A. d2 – d1 = kλ/2. B. d2 – d1 = (2k + 1)λ/2. C. d2 – d1 = kλ. D. d2 – d1 = (2k + 1)λ/4.

Thông hiể u Câu 10: Phát biểu nào sau đây là không đúng? A. Khi xảy ra hiện tượng giao thoa sóng trên mặt chất lỏng, tồn tại các điểm dao động với biên độ cực đại. B. Khi xảy ra hiện tượng giao thoa sóng trên mặt chất lỏng, tồn tại các điểm không dao động. C. Khi xảy ra hiện tượng giao thoa sóng trên mặt chất lỏng, các điểm không dao động tạo thành các vân cực tiểu. D. Khi xảy ra hiện tượng giao thoa sóng trên mặt chất lỏng, các điểm dao động mạnh tạo thành các đường thẳng cực đại. Câu 11: Khi xảy ra hiện tượng giao thoa sóng nước với hai nguồn kết hợp cùng pha A, B. Những điểm trên mặt nước nằm trên đường trung trực của AB sẽ A. dao động với biên độ lớn nhất. B. dao động với biên độ bé nhất. C. đứng yên không dao động. D. dao động với biên độ có giá trị trung bình.

III Bài tập phân dạng Dạng

1

Điều kiện cực đại - cực tiểu

A PHƯƠNG PHÁP GIẢI - Những điểm dao động với biên độ cực đại: d2 – d1 = kλ với k = 0, ± 1, ±2 … 19

1

- Những điểm dao động với biên độ cực tiểu: d2 – d1 = (k + )λ với k = 0, ± 1, ±2 … 2

B BÀI TẬP TỰ LUẬN Bài 1: (SGK - KNTT) Trong thí nghiệm ở hình 12.1, tốc độ truyền sóng trên mặt nước là 20 cm/s, cần rung có tần số 40 Hz. Tính khoảng cách giữa hai điểm cực đại giao thoa cạnh nhau trên đoạn thẳng S1S2. Lời giải: Khoảng cách giữa hai điểm cực đại giao thoa cạnh nhau có độ dài bằng nửa bước sóng nên có giá trị bằng

𝜆 2

=

𝑣 2𝑓

=

0,2 2.40

= 2,5.10-3 cm.

Bài 2: (SGK - CTST) Trong thí nghiệm giao thoa sóng trên mặt nước với hai nguồn kết hợp cùng pha, ta thấy tại một điểm cách hai nguồn các khoảng lần lượt là 20 cm và 12 cm, sóng có biên độ cực đại, đồng thời giữa điểm này và đường trung trực của hai nguồn có 4 dãy gồm những điểm dao động với biên độ cực đại. Biết tốc độ truyền sóng là 40 cm/s. Tính tần số của sóng. Lời giải:

Hai nguồn dao động cùng pha nên những điểm thuộc đường trung trực của đoạn nối hai nguồn là những điểm có biên độ cực đại. Gọi điểm M là điểm cách hai nguồn các khoảng lần lượt là 20 cm và 12 cm, sóng có biên độ cực đại: d2 - d1 = 20 - 12 = 8 = kλ Do giữa điểm M và đường trung trực của hai nguồn có 4 dãy gồm những điểm dao động với biên độ cực đại nên M thuộc dãy cực đại bậc 5. 8

𝑣

40

5

𝜆

1,6

=> k = 5 => λ = = 1,6cm => f = =

= 25 𝐻𝑧

C BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM Câu 1: (SBT - KNTT) 20

Trong thí nghiệm về giao thoa sóng nước Hình 12.1, tốc độ truyền sóng là 1,5 m/s, cần rung có tần số 40 Hz. Khoảng cách giữa 2 điểm cực đại giao thoa cạnh nhau trên đoạn thẳng S1S2 là: A. 1,875m B. 3,75 m C. 60 m D. 30 m Câu 2: (SBT - KNTT) Trong thí nghiệm ở hình 12.1 SGK, khoảng cách giữa 2 điểm S1, S2 là d = 11cm. cho cần rung, ta thấy hai điểm S1, S2 gần như đứng yên và giữa chúng còn 10 điểm đứng yên không dao động. Biết tần số rung là 26 Hz, tốc độ truyền sóng là: A. 0,52 m/s B. 0,26 cm/s C. 0,13 cm/s D. 2,6 cm/s Câu 1: (SBT - CTST) Hai xung có các trung điểm P và Q truyền đến gần nhau như hình 8.1. Khi các điểm P và Q trùng nhau, xung tổng hợp sẽ có dạng như hình nào trong các hình dưới đây?

Gợi ý: Dùng nguyên lí chồng chất sóng để cộng đại số hai xung. Câu 3: Trong thí nghiệm tạo vân giao thoa sóng trên mặt nước, người ta dùng nguồn dao động có tần số 50Hz và đo được khoảng cách giữa hai cực tiểu liên tiếp nằm trên đường nối hai tâm dao động là 2mm. Bước sóng của sóng trên mặt nước là bao nhiêu? A. λ = 1mm. B. λ = 2mm. C. λ = 4mm. D. λ = 8mm. Câu 4: Trong thí nghiệm tạo vân giao thoa sóng trên mặt nước, người ta dùng nguồn dao động có tần số 100Hz và đo được khoảng cách giữa hai cực tiểu liên tiếp nằm trên đường nối hai tâm dao động là 4mm. Tốc độ sóng trên mặt nước là bao nhiêu? A. v = 0,2m/s. B. v = 0,4m/s. C. v = 0,6m/s. D. v = 0,8m/s. Câu 2: Tại mạ t thoáng của một chất lỏng có hai nguồn sóng S1 và S2 dao động theo phương thẳng đứng với cùng phương trình u = acos40πt (a không đổi, t tính bằng s). Tốc độ truyền sóng trên mạ t chất lỏng bằng 80 cm/s. Khoảng cách ngắn nhất giữa hai phần tử chất lỏng trên đoạn thẳng S1S2 dao động với biên độ cực đại là A.4 cm. B.6 cm. C.2 cm. D.1 cm.

21

Câu 3: Ở mạ t thoáng của một chất lỏng có hai nguồn kết hợp A và B dao động đều hòa cùng pha với nhau và theo phương thẳng đứng. Biết tốc độ truyền sóng không đổi trong quá trình lan truyền, bước sóng do mỗi nguồn trên phát ra bằng 12 cm. Khoảng cách ngắn nhất giữa hai điểm dao động với biên độ cực đai nằm trên đoạn thẳng AB là A.9 cm. B.12 cm. C.6 cm. D.3 cm. Câu 4: Dùng một âm thoa có tần số rung ƒ =100 Hz người ta tạo ra tại hai điểm S1, S2 trên mặt nước hai nguồn sóng cùng biên độ, ngược pha. Kết quả tạo ra những gợn sóng dạng hypebol, khoảng cách giữa hai gợn lồi liên tiếp là 2 cm. Tốc độ truyền pha của dao động trên mặt nước là A. v = 2 m/s. B. v = 3 m/s. C. v = 1,5 cm/s. D. v = 4 m/s. Câu 5: Trong một thí nghiệm về giao thoa sóng nước, hai nguồn sóng kết hợp được đạ t tại A và B dao động theo phương trình uA = uB = acos25πt (a không đổi, t tính bằng s). Trên đoạn thẳng AB, hai điểm có phần tử nước dao động với biên độ cực đại cách nhau một khoảng ngắn nhất là 2 cm. Tốc độ truyền sóng là A.25 cm/s. B.100 cm/s. C.75 cm/s. D.50 cm/s. Câu 6: Hai nguồn sóng kết hợp S1 và S2 luôn luôn dao động cùng pha, cùng tần số f = 50 Hz và nằm cách nhau 6 cm trên mặt nước. Người ta quan sát thấy rằng các giao điểm của các gợn lồi với đoạn thẳng S1S2 chia S1S2 làm 10 đoạn bằng nhau. Giá trị của tốc độ truyền sóng là A. 24 cm/s B. 30 cm/s C. 60 cm/s D. 66,67 cm/s Câu 7: Trên đường nối hai nguồn dao động kết hợp trên mặt nước, giữa hai đỉnh của hai vân cực đại giao thoa có 3 vân cực đại giao thoa nữa và khoảng cách giữa hai đỉnh này là 5 cm. Biết tần số dao động của nguồn là 9 Hz. Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là A. 25 cm/s B. 15 cm/s C. 22,5 cm/s D. 20 cm/s Câu 8: Trong một thí nghiệm về giao thoa sóng trên mặt nước, hai nguồn kết hợp A, B dao động với tần số f = 15Hz và cùng pha. Tại một điểm M trên mặt nước cách A, B những khoảng d1 = 16cm, d2 = 20cm sóng có biên độ cực tiểu. Giữa M và đường trung trực của AB có hai dãy cực đại. Vận tốc truyền sóng trên mặt nước là A. 24cm/s. B. 20cm/s. C. 36cm/s. D. 48cm/s. Câu 9: Trong thí nghiệm về giao thoa sóng trên mặt nước, hai nguồn kết hợp A, B dao động cùng pha với tần số 16Hz. Tại một điểm M cách các nguồn A, B lần lượt những khoảng d1 = 30cm, d2 = 25,5cm, sóng có biên độ cực đại. Giữa M và đường trung trực của AB có 3 dãy cực tiểu khác nhau. Vận tốc truyền sóng trên mặt nước là A. 24m/s. B. 24cm/s. C. 36m/s. D. 36cm/s. Câu 10: Trong thí nghiệm giao thoa trên mặt nước, hai nguồn A, B dao động cùng pha với tần số f. Tại một điểm M cách các nguồn A, B những khoảng d1 = 19cm, d2 = 21cm, sóng

22

có biên độ cực đại. Giữa M và đường trung trực của AB không có dãy cực đại nào khác. Vận tốc truyền sóng trên mặt nước là v = 26cm/s. Tần số dao động của hai nguồn là A. 26Hz. B. 13Hz. C. 16Hz. D. 50Hz. Câu 11: Tại hai điểm M và N trong một môi trường truyền sóng có hai nguồn sóng kết hợp cùng phương và cùng pha dao động. Biết biên độ, vận tốc của sóng không đổi trong quá trình truyền, tần số của sóng bằng 40 Hz và có sự giao thoa sóng trong đoạn MN. Trong đoạn MN, hai điểm dao động có biên độ cực đại gần nhau nhất cách nhau 1,5 cm. Tốc độ truyền sóng trong môi trường này có giá trị là A. v = 0,3 m/s. B. v = 0,6 m/s. C. v = 2,4 m/s. D. v = 1,2 m/s. Câu 12: Trong thí nghiệm về giao thoa sóng, hai nguồn kết hợp A, B dao động cùng tần số ƒ = 10 Hz và cùng pha. Vận tốc truyền sóng trên mặt nuớc là v = 30 cm/s. Tại một điểm M cách các nguồn A, B những đoạn d1 = MA = 31 cm và d2 = MB = 25 cm là vân cực đại hay vân đứng yên thứ mấy tính từ đường trung trực của AB? A. Đứng yên thứ 2. B. Cực đại thứ 2. C. Đứng yên thứ 3. D. Cực đại thứ 3. Câu 13: Hai nguồn phát sóng A, B trên mặt nước dđđh với tần số f = 15Hz, cùng pha. Tại điểm M trên mặt nước cách các nguồn đoạn d1 = 14,5cm và d2 = 17,5cm sóng có biên độ cực đại. Giữa M và trung trực của AB có hai dãy cực đại khác. Tính tốc độ truyền sóng trên mặt nước. A. v = 15cm/s; B. v = 22,5cm/s; C. v = 0,2m/s; D. v = 5cm/s; Câu 14: Trên mặt chất lỏng tại có hai nguồn kết hợp A, B dao động với chu kỳ 0,02 (s). Tốc độ truyền sóng trên mặt chất lỏng là v = 15 cm/s. Trạng thái dao động của M1 cách A, B lần lượt những khoảng d1 = 12 cm, d2 = 14,4 cm và của M2 cách A, B lần lượt những khoảng d1’= 16,5 cm, d2’= 19,05 cm là A. M1 đứng yên không dao động và M2 dao động với biên độ cực đại. B. M1 dao động với biên độ cực đại và M2 đứng yên không dao động. C. M1 và M2 đứng yên không dao động. D. M1 và M2 dao động với biên độ cực đại. Câu 15: Trên mặt nước phẳng lặng có hai nguồn điểm dao động S1 và S2. Biết S1S2 = 10 cm, tần số và biên độ dao động của S1, S2 là ƒ = 120 Hz, a = 0,5 cm. Khi đó trên mặt nước, tại vùng giữa S1 và S2 người ta quan sát thấy có 5 gợn lồi và những gợn này chia đoạn S1S2 thành 6 đoạn mà hai đoạn ở hai đầu chỉ dài bằng một nữa các đoạn còn lại. Bước sóng λ có giá trị là A. λ = 4 cm. B. λ = 8 cm. C. λ = 2 cm. D. λ = 6 cm. Câu 16: Một âm thoa có tần số rung ƒ = 100 Hz người ta tạo ra tại hai điểm S1, S2 trên mặt nước hai nguồn sóng cùng biên độ, cùng pha. Một hệ gợn lồi xuất hiện gồm một gợn thẳng là trung trực của đoạn S1S2 và 14 gợn dạng hypebol mỗi bên, khoảng cách giữa hai gợn 23

ngoài cùng đo dọc theo S1, S2 là 2,8 cm. Tính tốc độ truyền pha của dao động trên mặt nước là A. v = 20 cm/s. B. v = 15 cm/s. C. v = 30 cm/s. D. v = 20 m/s. Câu 17: Hai điểm O1, O2 trên mặt nước dao động cùng biên độ, cùng pha. Biết O1O2 = 3 cm. Giữa O1 và O2 có một gợn thẳng và 14 gợn dạng hypebol mỗi bên. Khoảng cách giữa O1 và O2 đến gợn lồi gần nhất là 0,1 cm. Biết tần số dao động ƒ = 100 Hz. Tốc độ truyền sóng có giá trị là A. v = 10 cm/s. B. v = 20 cm/s. C. v = 40 cm/s. D. v = 15 cm/s. Câu 18: Tại hai điểm S1, S2 cách nhau 5 cm trên mặt nước đặt hai nguồn kết hợp phát sóng ngang cùng tần số ƒ = 50 Hz và cùng pha. Tốc độ truyền sóng trong nước là 25 cm/s. Coi biên độ sóng không đổi khi truyền đi. Hai điểm M, N nằm trên mặt nước với S1M = 14,75 cm, S2M = 12,5 cm và S1N = 11 cm, S2N = 14 cm. Kết luận nào là đúng? A. M dao động biên độ cực đại, N dao động biên độ cực tiểu. B. M, N dao động biên độ cực đại. C. M dao động biên độ cực tiểu, N dao động biên độ cực đại. D. M, N dao động biên độ cực tiểu. Câu 19: Hai điểm M và N trên mặt chất lỏng cách 2 nguồn O1O2 những đoạn lần lượt là O1M = 3,25cm, O1N =33cm, O2M=9,25cm, O2N = 67cm, hai nguồn dao động cùng tần số 20Hz, cùng pha, vận tốc truyền sóng trên mặt chất lỏng là 80cm/s. Hai điểm này dao động thế nào? A. M đứng yên, N dao động mạnh nhất B. M dao động mạnh nhất, N đứng yên C. Cả M và N đều dao động mạnh nhất D. Cả M và N đều đứng yên Câu 20: Trên mặt chất lỏng tại có hai nguồn kết hợp A, B dao động với chu kỳ 0,02(s). Tốc độ truyền sóng trên mặt chất lỏng là v = 15cm/s. Trạng thái dao động của M1 cách A,B lần lượt những khoảng d1  12cm, d 2  14, 4cm và của M2 cách A,B lần lượt những khoảng

d1'  65cm, d2'  19,05cm là A. M1 và M2 dao động với biên độ cực đại B. M1 đứng yên không dao động và M2 dao động với biên độ cực đại. C. M1 dao động với biên độ cực đại và M2 đứng yên không dao động. D. M1 và M2 đứng yên không dao động Câu 21: Trên mặt nước phẳng lặng có hai nguồn điểm dao động A và B, với AB = 8 cm, f = 20 Hz. Khi đó trên mặt nước, tại vùng giữa A và B người quan sát thấy có 11 gợn lồi và những gợn này chia đoạn AB thành 12 đoạn mà hai đoạn ở hai đầu chỉ dài bằng một phần ba các đoạn còn lại. Tốc độ truyền sóng có giá trị bằng 24

A. 32cm/s B. 28cm/s C. 30cm/s D. 26cm/s Câu 22: Trên mặt nước phẳng lặng có hai nguồn điểm dao động A và B, với AB = 8,1 cm, f = 30 Hz. Khi đó trên mặt nước, tại vùng giữa A và B người quan sát thấy có 14 gợn lồi và những gợn này chia đoạn AB thành 15 đoạn mà hai đoạn ở hai đầu chỉ dài bằng một phần tư các đoạn còn lại. Tốc độ truyền sóng có giá trị bằng A. 42cm/s B. 38cm/s C. 30cm/s D. 36cm/s

Dạng

2

Phương trình giao thoa – Biên độ giao thoa

A PHƯƠNG PHÁP GIẢI Xét 2 nguồn kết hợp cùng pha u1= u2=Acos( t ) Xét điểm M trong vùng giao thoa có khoảng cách tới các nguồn là d1, d2 Phương trình sóng do u1, u2 truyền tới M: u1M = Acos( t  2 d1 ) ; u2M = Acos( t  2 d 2 ) 



Phương trình sóng tổng hợp tại M: d d   d d   uM= u1M + u2M =  2 Acos  2 1  cos 2t   1 2        Độ lệch pha của hai sóng từ hai nguồn đến M:  M  2 (d1  d 2 ) 

 (d  d )  Biên độ dao động tổng hợp tại M: AM  2 A cos  2 1    

B BÀI TẬP TỰ LUẬN Bài 1: Cho phương trình dao động của hai nguồn A và B trên mặt nước đều là u  a cos t . Biên độ sóng do A và B truyền đi đều bằng 1mm. Vận tốc truyền sóng là 3 m/s. Điểm M cách A và B lần lượt là d1  2m và d 2  2,5m . Tần số dao động là 40Hz. Viết phương trình dao động tại M do hai nguồn A và B truyền tới. Lời giải: 𝑣 Ta có ω = 2πf = 80π (rad/s); λ = = 7,5𝑐𝑚 𝑓

Hai nguồn cùng pha nên ta có:

  d1  d 2       d 2  d1   u M  u1M  u 2M  2A cos  t     cos         .450    50   2cos  80t  cos     cos 80t   x  cos 80t    mm  7,5    7,5  25

Phương trình truyền sóng là x  cos 80t    mm  Bài 2: Tại S , S trên mặt chất lỏng ta tạo ra hai dao động điều hòa giống nhau với phương 1

2

trình u1  u 2  2 cos 100t  cm . Cho rằng sóng truyền đi với biên độ không đổi và bước sóng là 12 cm. M là một điểm trên mặt chất lỏng ấy cách S1 , S2 lần lượt S1M  14cm và

S2 M  16cm . Biên độ sóng tổng hợp tại M do hai sóng truyền tới là bao nhiêu? Lời giải:

2   d 2  d1    3   2 3  cm  Biên độ dao động tổng hợp tại M là: AM  2A cos 2 Bài 3: Trên mặt thoáng chất lỏng có hai nguồn kết hớp A, B có phương trình dao động là u A  u B  2 cos10  cm  . Vận tốc truyền sóng là 3 m/s. Xác định biên độ và pha ban đầu Độ lệch pha của hai sóng tại M là:  

của sóng tại điểm N cách A 45cm và cách B 60cm. Lời giải: Ta có f  5Hz,   60cm Hai nguồn cùng pha nên ta có:   d1  d 2       d 2  d1   u M  u1M  u 2M  2A cos  t     cos        

105  .15 7     4cos 10t   2 2 cos 10t    cm   cos 60  60 4   Vậy biên độ là 2√2cm; pha ban đầu là

−7𝜋 4

Bài 4: Tại mặt chất lỏng có hai nguồn phát sóng kết hợp và dao động theo phương vuông góc với mặt chất lỏng có cùng phương trình (trong đó u tính bằng cm, t tính bằng s). Tốc độ truyền sóng trên mặt chất lỏng là 80cm/s. Gọi M là điểm trên mặt chất lỏng cách , lần lượt là 12cm và 9cm. Coi biên độ của sóng truyền từ hai nguồn trên đến điểm M là không đổi. Phần tử chất lỏng tại M dao động với biên độ là bao nhiêu? Lời giải: 𝑣 Bước sóng λ = = 4𝑐𝑚 𝑓

 (d  d )  AM  2 A cos  2 1  Thay số ta được A = 2√2𝑐𝑚 M   

C BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM

26

Câu 1: (SBT - CTST) Trên mặt nước có hai nguồn kết hợp S1 và S2 dao động cùng pha với cùng biên độ A. Khi xảy ra hiện tượng giao thoa của hai sóng này trên mặt nước, trung điểm của đoạn S1S2 dao động với biên độ bằng A. 0,5A B. A C. 2A D. 0 Câu 2: (SBT - CTST) Tại 2 điểm A và B trong cùng một môi trường có 2 nguồn sóng kết hợp dao động cùng phương với phương trình lần lượt là uA = acos𝜔t và uB = acos (𝜔t + π). Xem tốc độ và biên độ sóng do mỗi nguồn tạo ra không đổi trong quá trình sóng truyền. Trong khoảng giữa A và B xảy ra hiện tượng giao thoa sóng do 2 nguồn trên gây ra. Phần tử vật chất tại trung điểm của đoạn AB dao động với biên độ bằng A. 2a B. 0,5a C. a D. 0 Câu 5: Tại hai điểm A và B trên mặt nước có hai nguồn sóng giống nhau với biên độ a, bước sóng là 10cm. Điểm M cách A một khoảng 25cm, cách B một khoảng 5cm sẽ dao động với biên độ là A. 2a. B. A C. -2a. D. 0. Câu 6: Tại hai đểm A và B trên mặt nước có hai nguồn sóng giống nhau với biên độ a, bước sóng là 10cm. Điểm N cách A một khoảng 25cm, cách B một khoảng 10cm sẽ dao động với biên độ là A. 2a. B. a. C. -2a. D. 0. Câu 7: Hai nguồn kết hợp A và B dao động cùng tần số , cùng biên độ a = 2cm nhưng ngược pha nhau. Coi biên độ sóng không đổi, tốc độ truyền sóng v = 90cm/s. Biên độ dao động tổng hợp tại điểm M cách A, B một đoạn AM = 15cm, BM = 13cm bằng A. 2cm. B. 2√3cm. C. 4cm. D. 0cm. Câu 8: Hai điểm A và B cách nhau 10cm trên mặt chất lỏng dao động với phương trình u A  u B  2cos 100t  cm , tốc độ truyền sóng là v = 100cm/s. Phương trình sóng tại điểm M nằm trên đường trung trực của AB là A. u M  4cos 100t  d  cm . C.

u M  2cos 100t  d  cm .

B. u M  4cos 100t  d  cm . D. u M  4cos 100t  2d  cm .

Câu 9: Cho hai nguồn kết hợp A, B dao động với các phương trình u A  u B  2sin 10t  cm . Tốc độ truyền sóng là v = 3 m/s. Phương trình sóng tại M cách A, B một khoảng lần lượt d  15cm , d  20cm là 1

2

A. u  4cos  .sin 10t  7  cm . 12 12 

C. u  2cos



 7   .sin 10t   cm . 12 12  

B. u  4cos

 7   .sin 10t   cm . 12 12  

D. u  2cos

 7   .sin 10t   cm . 12 6  

27

Câu 10: Hai nguồn sóng kết hợp A, B trên mặt nước cùng dao động với phương trình u = Acos(100πt) cm. Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là v = 40 cm/s. Xét điểm M trên mặt nước có AM = 9 cm và BM = 7 cm. Hai dao động tại M do hai sóng từ A và B truyền đến là hai dao động A. cùng pha. B. ngược pha. C. lệch pha 900. D. lệch pha 1200.

28

Chủ đề I 1

5

GIAO THOA ÁNH SÁNG

Tóm tắt lý thuyết Thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng

Trên màn E ta thấy trong vùng 2 ánh sáng gặp nhau có những vạch tối (2 sóng ánh sáng triệt tiêu nhau) và có những vạch sáng (2 sóng ánh sáng tăng cường lẫn nha) => Ánh sáng có tính chất sóng.

2

Công thức về giao thoa ánh sáng

a. Điều kiện để tại A có vân sáng, vân tối - Tại A có vân sáng khi d2 – d1 = kλ với k = 0, ±1; ±2;… 1

- Tại A có vân tối khi d2 – d1 = (k+ )λ với k = 0, ±1; ±2;… 2

b. Vị trí các vân sáng, các vân tối - Khoảng cách giữa 2 vân sáng hoặc 2 vân tối liên tiếp được gọi là khoảng vân, kí hiệu là i. i= - Vị trí các vân sáng: xS  ki  k  D a

𝜆𝐷 𝑎

Với k = 0, vân sáng trung tâm, vân sáng bậc 1, ứng với k = ±1; vân sáng bậc 2, ứng với k = ±2…  1   1  D - Vị trí các vân tối: xt   k   i   k    2  2 a Vân tối thứ nhất ứng với k = 0, k = -1; vân tối thứ hai ứng với k = 1, k = -2… Trong đó a là khoảng cách giữa hai nguồn kết hợp, D là khoảng cách từ hai nguồn kết hợp đến màn quan sát, i là khoảng vân, λ là bước sóng ánh sáng

II A

Bài tập ôn lí thuyết BÀI TẬP NỐI CÂU

Câu 1. Hãy nối những công thức/ kí hiệu tương ứng ở cột A với những khái niệm tương ứng ở cột B

1

CỘT B CỘT A 𝑖𝑎 𝐷

Vị trí vân tối

𝜆𝐷 𝑎

Bước sóng λ

1

(k + )i

Vị trí vân sáng

ki

Khoảng vân (m hoặc cm)

2

B

BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM

Câu 1: Hiện tượng giao thoa ánh sáng là bằng chứng thực nghiệm chứng tỏ ánh sáng A. là sóng siêu âm. B. có tính chất sóng. C. là sóng dọc. D. có tính chất hạt. Câu 2: (SBT - KNTT) Một trong hai khe của thí nghiệm Young được làm mờ sao cho nó chỉ truyền ánh sáng được bằng ½ cường độ sáng của khe còn lại. Kết quả là A. vân giao thoa biến mất. B. vân giao thoa tối đi. C. vạch sáng trở nên sáng hơn và vạch tối thì tối hơn. D. vạch tối sáng hơn và vạch sáng tối hơn. Câu 3: Chọn câu phát biểu sai: Khi nói về thí nghiệm giao thoa ánh sáng với khe Young A. Khoảng cách a giữa 2 nguồn phải rất nhỏ so với khoảng cách D từ 2 nguồn đến màn B. Hai nguồn sáng đơn sắc phải là 2 nguồn kết hợp C. Vân trung tâm quan sát được là vân sáng D. Nếu 1 nguồn phát ra bức xạ 𝜆1 và 1 nguồn phát ra bức xạ 𝜆2 thì ta được hai hệ thống vân giao thoa trên màn Câu 4: Trong các thí nghiệm sau, thí nghiệm nào được sử dụng để đo bước sóng ánh sáng? A. Thí nghiệm tổng hợp ánh sáng trắng. B. Thí nghiệm về sự tán sắc ánh sáng của Niu-tơn. C. Thí nghiệm với ánh sáng đơn sắc của Niu-tơn. 2

D. Thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng. Câu 5: Hiện tượng giao thoa ánh sáng chỉ quan sát được khi hai nguồn ánh sáng là hai nguồn A. đơn sắc B. cùng màu sắc C. kết hợp D. cùng cường độ sáng. Câu 6: Trong thí nghiệm giao thoa với ánh sáng trắng của Y-âng, khoảng cách giữa vân sáng và vân tối liên tiếp bằng A. một khoảng vân B. một nửa khoảng vân. C. một phần tư khoảng vân D. hai lần khoảng vân. Câu 7: Trong thí nghiệm Iâng về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe là a, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là D, khoảng vân i. Bước sóng ánh sáng chiếu vào hai khe là A. λ = D/(ai). B. λ = aD/i. C. λ = ai/D. D. λ = iD/a. Câu 8: Để 2 sóng kết hợp có bước sóng tăng cường lẫn nhau khi giao thoa thì hiệu được đi của chúng 1

A. bằng (k - )𝜆. 2

B. bằng 0.

1

C. bằng (k + )𝜆. 4

D. bằng k𝜆.

Câu 9: Chọn hiện tượng liên quan đến hiện tượng giao thoa ánh sáng: A. Màu sắc sặc sỡ của bong bóng xà phòng. B. Bóng đèn trên tờ giấy khi dùng một chiếc thước nhựa chắn chùm tia sáng chiếu tới. C. Màu sắc của ánh sáng trắng sau khi chiếu qua lăng kính. D. Vệt sáng trên tường khi chiếu ánh sáng từ đèn pin. Câu 10: Chọn định nghĩa đúng khi nói về khoảng vân: A. Khoảng vân là khoảng cách giữa hai vân sáng kế tiếp. B. Khoảng vân là khoảng cách nhỏ nhất giữa hai vân sáng. C. Khoảng vân là khoảng cách giữa hai vân tối kế tiếp. D. Cả A, B, C đều đúng. Câu 11: Trong một thí nghiệm về giao thoa ánh sáng, tại điểm M có vân tối khi hiệu số pha của hai sóng ánh sáng từ hai nguồn kết hợp đến M bằng A. số chẵn lần π/2 B. số lẻ lần π/2 C. số chẵn lần π D. số lẻ lần π Câu 12: Trong các thí nghiệm về giao thoa ánh sáng, khoảng vân i được tính bằng công thức nào ? A. i=λ/aD B. i=λDa C. i=λD/a D. i=λa/D Câu 13: Thí nghiệm giao thoa khe Y-âng, ánh sáng có bước sáng λ. Tại A trên màn quan sát cách S1 đoạn d1 và cách S2 đoạn d2 có vân tối khi A. d2-d1 = (k +0,5)λ (k ϵ N) B. d2-d1 =(k-1)λ/2 (k ϵ N) C. d2-d1 = kλ (k ϵ N) D. d2-d1 = k λ/2 (k ϵ N) Câu 14: 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 S1, S2 đến M bằng 3

A. nguyên lần bước sóng. B. nguyên lần nửa bước sóng. C. nửa nguyên lần bước sóng. D. nửa bước sóng. Câu 15: 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 S1, S2 đến M bằng A. nguyên lần bước sóng. B. nguyên lần nửa bước sóng. C. nửa nguyên lần bước sóng. D. nửa bước sóng. Câu 16: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, bước sóng ánh sáng đơn sắc dùng trong thí nghiệm là λ, khoảng cách giữa hai khe là a, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn là D. Trên màn quan sát vị trí của vân sáng N cách vân sáng trung tâm một đoạn A. x = kλa/D với kϵZ B. x = (k+0,5)λD/a với kϵZ C. x = kλD/a với kϵZ D. x = (k+0,5)λa/D với kϵZ Câu 17: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, bước sóng ánh sáng đơn sắc dùng trong thí nghiệm là λ, khoảng cách giữa hai khe là a, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn là D. Trên màn quan sát vị trí của vân tối N cách vân sáng trung tâm một đoạn A. x = kλa/D với kϵZ B. x = (k+0,5)λD/a với kϵZ C. x = kλD/a với kϵZ D. x = (k+0,5)λa/D với kϵZ Câu 18: Trong thí nghiệm I-âng, vân tối thứ nhất xuất hiện ở trên màn tại các vị trí cách vân sáng trung tâm là A. i/4 B. i/2 C. i D. 2i Câu 19: Trong thí nghiệm I - âng về giao thoa ánh sáng, hai khe được chiếu bằng ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ. 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.1,5λ B.2,5λ C.2λ D.3λ Câu 20: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe được chiếu bằng ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ. Nếu tại điểm M trên màn quan sát có vân tối thứ ba thì hiệu đường đi của ánh sáng từ hai khe S1, S2 đến M có độ lớn bằng A. 2λ. B. 1,5λ. C. 3λ. D. 2,5λ. Câu 21: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe được chiếu bằng ánh sáng đơn sắc có bước sóng 𝜆. 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. λ/4 B. 𝜆. C. λ/2 D. 2𝜆. Câu 22: Trong thí nghiệm I-âng, vân sáng bậc nhất xuất hiện ở trên màn tại các vị trí mà hiệu đường đi của ánh sáng từ hai nguồn đến các vị trí đó bằng A. λ/4. B. λ/2. C. λ. D. 2λ. Câu 23: Thực hiện giao thoa với ánh sáng trắng, trên màn quan sát thu được hình ảnh 4

như thế nào sau đây? A. Vân trung tâm là vân sáng trắng, hai bên có những dải màu như màu cầu vồng. B. Không có các vân màu trên màn. C. Các vạch màu khác nhau riêng biệt hiện trên một nền tối. D. Một dải màu biến thiên liên lục từ đỏ đến tím. Câu 24: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng, khoảng vân sẽ A. giảm đi khi tăng khoảng cách từ màn chứa 2 khe và màn quan sát. B. không thay đổi khi thay đổi khoảng cách giữa hai khe và màn quan sát. C. giảm đi khi tăng khoảng cách hai khe. D. tăng lên khi tăng khoảng cách giữa hai khe. Câu 25: Trong thí nghiệm Iâng về giao thoa ánh sáng người ta dùng ánh sáng lục thay ánh sáng đơn sắc chàm và đồng thời giữ nguyên các điều kiện khác thì A. vân chính giữa có màu chàm B. hệ vân vẫn không đổi C. khoảng vân tăng lên. D. khoảng vân giảm xuống. Câu 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. Câu 27: Thực hiện thí nghiệm Y-âng về giao thoa với ánh sáng đơn sắc màu lam ta quan sát được hệ vân giao thoa trên màn. Nếu thay ánh sáng đơn sắc màu lam bằng ánh sáng đơn sắc màu vàng 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. Câu 28: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng đơn sắc của Iâng, khoảng vân đo được trên màn sẽ tăng lên khi A. giảm bước sóng ánh sáng B. tịnh tiến màn lại gần hai khe C. tăng khoảng cách hai khe D. tăng bước sóng ánh sáng Câu 29: 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. Câu 30: 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 Câu 31: 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 5

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. Câu 32: Nếu trong thí nghiệm giao thoa Y-âng với ánh sáng đa sắc gồm 4 đơn sắc: đỏ, vàng, lục, lam. Như vậy, vân sáng đơn sắc gần vân trung tâm nhất là vân màu A. vàng. B. lục. C. lam. D. đỏ. Câu 33: Trong thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng, nếu dùng ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ1 thì khoảng vân là i1. Nếu dùng ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ2 thì khoảng vân là: A. i2 = λ2λ1/i1 B. i2 = λ2i1/λ1 C. i2 = λ2i1/( λ2 - λ1) D.i2 = λ1i1/λ2 Câu 34: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, bước sóng ánh sáng đơn sắc dùng trong thí nghiệm là λ. Gọi d1, d2 lần lượt là khoảng cách từ hai nguồn đến vị trí vân sáng thứ hai (tính từ vân sáng chính giữa). Ta luôn có d1-d2 có độ lớn bằng A. 3 λ B. 1,5 λ C. 2 λ D. 2,5 λ Câu 35: 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.

III Bài tập phân dạng Dạng A

1

Vị trí vân sáng, vân tối – khoảng vân

PHƯƠNG PHÁP GIẢI

a. Điều kiện để tại A có vân sáng, vân tối - Tại A có vân sáng khi d2 – d1 = kλ với k = 0, ±1; ±2;… 1

- Tại A có vân tối khi d2 – d1 = (k+ )λ với k = 0, ±1; ±2;… 2

b. Vị trí các vân sáng, các vân tối - Khoảng cách giữa 2 vân sáng hoặc 2 vân tối liên tiếp được gọi là khoảng vân, kí hiệu là i. i= - Vị trí các vân sáng: xS  ki  k  D a

𝜆𝐷 𝑎

Với k = 0, vân sáng trung tâm, vân sáng bậc 1, ứng với k = ±1; vân sáng bậc 2, ứng với k = ±2…  1   1  D - Vị trí các vân tối: xt   k   i   k    2  2 a 6

Vân tối thứ nhất ứng với k = 0, k = -1; vân tối thứ hai ứng với k = 1, k = -2… Trong đó a là khoảng cách giữa hai nguồn kết hợp, D là khoảng cách từ hai nguồn kết hợp đến màn quan sát, i là khoảng vân, λ là bước sóng ánh sáng

B

BÀI TẬP TỰ LUẬN

Bài 1: (SBT - KNTT) Trong một thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng với a = 0,2 mm, D = 1,2 m, người ta đo được i = 0,36 mm. Tính bước sóng λ và tần số f của bức xạ. Lời giải: Công thức khoảng vân: i = 𝑐

3.108

𝜆

0,06.10−6

Tần số: f = =

𝜆𝐷 𝑎

=> λ =

a.i D

=

0,2.10−3 .0,36.10−3 1,2

= 0,06.10-6m

= 5.1015Hz

Bài 2: (SBT - KNTT) Trong một thí nghiệm Y-âng, biết a = 0,15mm, D = 1,20 m, khoảng cách giữa 12 vân sáng liên tiếp là 5,2 mm. Tính bước sóng ánh sáng. Lời giải: Khoảng cách giữa 12 vân sáng liên tiếp tương ứng với 11 khoảng vân. Khoảng vân i = 5,2/11 = 0,473mm Bước sóng λ =

a.i D

=

0,15.10−3 .0,473.10−3 1,2

= 5,9.10−8m

Bài 3: (SBT - KNTT) Trong một 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. Tính bước sóng của ánh sáng dùng trong thí nghiệm. Lời giải: Khoảng vân ban đầu: i =

𝜆𝐷 𝑎

Khoảng vân sau khi dịch chuyển màn quan sát: i’ = 𝑖

𝐷

𝑖′

𝐷 − 0,25 a.i

Ta có: =

Bước sóng λ =

D

=> =

1

=

𝐷

0,8 𝐷 − 0,25 0,6.10−3 .1.10−3 1,25

𝜆𝐷′ 𝑎

=

𝜆 (𝐷 − 0,25) 𝑎

=> 𝐷 = 1,25𝑚

= 4,8.10−7m

Bài 4: (SGK - CTST) Trong một thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng, khi nguồn sáng là ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ, người ta đo khoảng cách giữa 9 vân sáng liên tiếp là 25,3 mm. Cho biết khoảng cách giữa hai khe là 0,200 mm và khoảng cách từ hai khe đến màn là 1m. a. Tính bước sóng λ. b. Tính khoảng cách từ vân sáng bậc hai đến vân tối thứ tư ở cùng bên so với vân sáng trung tâm( vân sáng cách đều hai khe sáng). Lời giải: a. Ta có 8i = 25,3 mm, suy ra I = 3,16 mm.

7

Bước sóng λ =

a.i D

=

0,200.10−3 .3,16.10−3 1

= 0,632.10−6m = 632 nm

b. Khoảng cách từ vân sáng bậc hai đến vân tối thứ tư ở cùng bên so với vân sáng trung tâm là: 3,5i - 2i = 1,5i = 1,5.3,16 = 4,74 mm Bài 5: (SGK - CTST) Thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng thường được sử dụng để đo bước sóng của ánh sáng đơn sắc. Khi chiếu hai khe bằng một nguồn phát ánh sáng đơn sắc, ta thấy vân sáng thứ năm cách vân trung tâm là 2,8 cm. Biết hai khe đặt cách nhau 0,2 mm và cách màn một khoảng 1,5 m. Xác định bước sóng của ánh sáng được dùng trong thí nghiệm. Lời giải: Khoảng cách từ vân sáng thứ 5 đến vân sáng trung tâm: 5i = 2,8cm => i = 0,56cm Khoảng vân i =

𝜆𝐷 𝑎

⇔ 0,56.10-2 =

𝜆.1,5 0,2.10−3

⇔ λ = 0,75.10-6 m

Bài 6: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa của ánh sáng đơn sắc, hai khe hẹp cách nhau 1 mm, mặt phẳng chứa hai khe cách màn quan sát 1,5 m. Khoảng cách giữa 5 vân sáng liên tiếp là 3,6 mm. Bước sóng của ánh sáng dùng trong thí nghiệm này bằng bao nhiêu? Lời giải: Biên độ 5 vân sáng liên tiếp có 4 khoảng vân: 4i = 3,6 => i = 0,9mm. Bước sóng 𝜆 =

𝑎𝑖 𝐷

=

10−3 .0,9.10−3 1,5

= 0,6. 10−6 𝑚

Bài 7: (SBT - KNTT) Trong thí nghiệm Young về giao thoa với ánh sáng đơn sắc có bước sóng 𝜆, khoảng cách giữa 2 khe là 0,15mm, khoảng cách giữa mặt phẳng chứa 2 khe và màn quan sát là 1m. Hai điểm M và N trên màn quan sát đối xứng nhau qua vân sáng trung tâm. Trên đoạn MN có 11 vân sáng, tại M và N là hai vân sáng, Biết khoảng cách MN là 30mm. Tính bước sóng của ánh sáng dùng trong thí nghiệm này. Lời giải: i=

𝑀𝑁 11−1

=

30.10−3 11−1

= 3. 10−3 𝑚 => 𝜆 =

𝑎𝑖 𝐷

=

0,15.10−3 .0,3.10−3 1

= 0,45. 10−6 𝑚

Bài 8: (SBT - CTST) Trong thí nghiệm Young về giao thoa của ánh sáng đơn sắc, hai khe hẹp cách nhau 1,2mm, mặt phẳng chứa 2 khe cách màn quan sát là 1,5m. Khoảng cách giữa 5 vân sáng liên tiếp là 3,6mm. Bước sóng của ánh sáng dùng trong thí nghiệm này bằng bao nhiêu? Lời giải: Ta có 4i = 4

𝜆𝐷 𝑎

=4

𝜆.1,5 1,2.10−3

= 3,6. 10−3 suy ra 𝜆 = 720 nm

Bài 9: (SBT - CTST) Khi thực hiện thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng với ánh sáng đơn sắc có bước sóng 560 nm, ta thấy khoảng cách giữa vân sáng bậc hai và vân tối thứ 5 kể từ vân trung tâm và cùng phía với vân trung tâm là 3 mm. Cho biết khoảng cách từ mặt phẳng chứa 2 khe đến màn quan sát là 1,2 m. Tính khoảng cách giữa hai khe. 8

Lời giải: Ta có 4,5i – 2i = 2,5

𝜆𝐷 𝑎

= 2,5

560.10−9 .1,2 𝑎

= 3. 10−3 => 𝑎 = 0,56 𝑚𝑚

Bài 10: (SBT - KNTT) Trong thí nghiệm Young về giao thoa với ánh sáng, nguồn S phát ánh sáng đơn sắc có bước sóng 𝜆. Màn quan sát cách 2 khe một khoảng không đổi D, khoảng cách giữa 2 khe S1S2 = a có thể thay đổi (nhưng S1, S2 luôn cách đều S). Xét điểm P trên màn quan sát, lúc đầu là vân sáng bậc 4, nếu lần lượt giảm hoặc tăng khoảng cách S1S2 một lượng ∆a thì tại đó là vân sáng bậc k và 3k. Nếu tăng khoảng cách S1S2 một lượng 2∆a thì tại đó là vân sáng hay vân tối, bậc hoặc thứ bao nhiêu? Lời giải: 𝜆𝐷

Lúc đầu : xM = k.

𝑎−∆𝑎

=>

3(𝑎−∆𝑎) 𝑎+∆𝑎

𝜆𝐷

𝑘" 4.2

𝜆𝐷 𝑎+∆𝑎

= 1 => ∆a = 0,5m

Lúc sau : xM = 4. =>

và xM = 3k.

𝑎

và xM = k’.

𝜆𝐷 𝑎+2∆𝑎

= 1 => k ‘ = 8

Khi đó tại M là vân sáng bậc 8. Bài 11: (SBT - CTST) Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng, hai khe được chiếu bằng ánh sáng trắng có bước sóng trong khoảng từ 400 nm đến 760 nm. Biết khoảng cách giữa 2 khe là 0,3 mm; khoảng cách từ mặt phẳng chứa 2 khe đến màn quan sát là 2,00m a. Tính khoảng cách từ vân sáng bậc 1 màu đỏ đến vân sáng bậc một màu tím ở cùng phía so với vân trung tâm. Khoảng cách giữa hai vân sáng này có màu gì? b. Tính khoảng cách từ vân sáng bậc 2 màu đỏ đến vân sáng bậc 2 màu tím ở cùng phía so với vân trung tâm. Trong khoảng giữa hai vân sáng này có xuất hiện dải màu cầu vồng không? Lời giải: a. xđ1 – xt1 = 1.

𝜆đ 𝐷 𝑎

− 1.

𝜆𝑡 𝐷 𝑎

= 2,4𝑚𝑚: trong khoảng giữa vân sáng bậc 1 màu đỏ và

vân sáng bậc một màu tím là dải màu biến thiên liên tục từ đỏ đến tím như màu cầu vồng (quang phổ bậc một của ánh sáng trắng). b. xđ2 – xt2 = 2. 𝑥𝑡3 = 3.

𝜆𝑡 𝐷 𝑎

𝜆đ 𝐷 𝑎

− 2.

𝜆𝑡 𝐷 𝑎

= 2(𝑥đ1 − 𝑥𝑡1 ) = 4,8𝑚𝑚

= 8,0 mm ; 𝑥đ2 = 2.

𝜆đ 𝐷 𝑎

= 10,13 mm : 𝑥𝑡3 > 𝑥đ2

=> vân sáng bậc ba màu tím nằm trong vùng quang phổ bậc hai nên vùng quang phổ bậc hai này không có dải màu biến thiên liên tục từ đỏ đến tím như màu cầu vồng. Bài 12: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa với ánh sáng đơn sắc có bước sóng , khoảng cách giữa hai khe hẹp là a, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe hẹp đến màn quan sát là 2 m. Trên màn quan sát, tại điểm M cách vân sáng trung tâm 6 mm, có vân sáng bậc 5. Khi thay đổi khoảng cách giữa hai khe hẹp một đoạn bằng 0,2 mm

9

sao cho vị trí vân sáng trung tâm không thay đổi thì tại M có vân sáng bậc 6. Giá trị của 𝜆 bằng bao nhiêu? Lời giải Vì bậc vân tăng lên nên a tăng thêm:

Bài 13: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa với ánh sáng đơn sắc xác định, thì tại điểm M trên màn quan sát là vân sáng bậc 5. Sau đó giảm khoảng cách giữa hai khe một đoạn bằng 0,2 mm thì tại M trở thành vân tối thứ 5 so với vân sáng trung tâm. Ban đầu khoảng cách giữa hai khe là bao nhiêu? Lời giải

Bài 14: Trong thí nghiệm giao thoa Y-âng, khoảng cách hai khe là 1 mm. Giao thoa thực hiện với ánh sáng đơn sắc có bước sóng 𝜆 thì tại điểm M có tọa độ 1,2 mm là vị trí vân sáng bậc 4. Nếu dịch màn xa thêm một đoạn 25 cm theo phương vuông góc với mặt phẳng hai khe thì tại M là vị trí vân sáng bậc 3. Xác định bước sóng. Lời giải

Bài 15: Thực hiện thí nghiệm Y-âng về giao thoa với ánh sáng có bước sóng . Khoảng cách giữa hai khe hẹp là 1 mm. Trên màn quan sát, tại điểm M cách vân trung tâm 4,2 mm có vân sáng bậc 5. Giữ cố định các điều kiện khác, di chuyển dần màn quan sát dọc theo đường thẳng vuông góc với mặt phẳng chứa hai khe ra xa cho đến khi vân giao thoa tại M chuyển thành vân tối thứ hai thì khoảng dịch màn là 0,6 m. Bước sóng 𝜆 bằng bao nhiêu? Lời giải Vị trí điểm M: Ban đầu, các vân tối tính từ vân trung tâm đến M lần lượt có tọa độ là 0,5i; 1,5i; 2,5i; 3,5i và 4,5i. Khi dịch màn ra xa 0,6m M trở thành vân tối thứ 2 thì

Từ (1) và (2) tính ra:

hay

.

10

C

BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM Vận dụng

Câu 1: Trong thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng, biết a = 0,4 mm, D = 1,2 m, nguồn S phát ra bức xạ đơn sắc có λ = 600 nm. Khoảng cách giữa 2 vân sáng liên tiếp trên màn là A. 1,6 mm. B. 1,2 mm. C. 1,8 mm. D. 1,4 mm. Câu 2: (SBT - KNTT) Trong thí nghiệm Young về giao thoa với ánh sáng đơn sắc, khoảng cách giữa 2 khe là 0,25mm, khoảng cách giữa mặt phẳng chứa 2 khe và màn quan sát là 2m. Ánh sáng sử dụng trong thí nghiệm là ánh sáng đơn sắc màu vàng có bước sóng 0,58 𝜇m. Vị trí vân sáng bậc 3 trên màn quan sát cách vân trung tâm một khoảng là A. 0,232.10-3m B. 0,812.10-3m C. 2,23.10-3m D. 8,12.103m Câu 3: (SBT - KNTT) Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng, giữa hai điểm P và Q trên màn cách nhau 9mm chỉ có 5 vân sáng mà tại P là một trong 5 vân sáng đó, còn tại Q là vị trí của vân tối. Vị trí vân tối thứ 2 cách vân trung tâm một khoảng là A. 0,5.10-3m. B. 5.10-3m C. 3.10-3m D. 0,3.103m Câu 4: (SBT - KNTT) Trong thí nghiệm Young về giao thoa với ánh sáng đơn sắc, khoảng cách giữa 2 khe là 0,15mm, khoảng cách giữa mặt phẳng chứa 2 khe và màn quan sát là 1,5m. Khoảng cách giữa 5 vân sáng liên tiếp là 36mm. Bước sóng của ánh sáng dùng trong thí nghiệm này là: A. 0,6𝜇m. B. 0,4𝜇m. C. 0,48𝜇m. D. 0,76𝜇m. Câu 5: (SBT - CTST) Trong thí nghiệm Young về giao thoa với ánh sáng đơn sắc, khoảng cách giữa 2 khe là 1mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 2m. Tại điểm M trên màn quan sát cách vân trung tâm 3mm có vân sáng bậc 3. Bước sóng của ánh sáng dùng trong thí nghiệm là: A. 500 nm. B. 450 nm. C. 600 nm. D. 750 nm. Câu 6: Trong thí nghiệm giao thoa khe I-âng có khoảng vân là i. Khoảng cách từ vân sáng bậc 3 đến vân sáng bậc 7 ở cùng một bên vân trung tâm là A. x = 3i. B. x = 4i. C. x = 5i. D. x =10i. Câu 7: Trong thí nghiệm giao thoa khe I-âng có khoảng vân là i. Khoảng cách từ vân sáng bậc 4 bên này vân trung tâm đến vân sáng bậc 3 bên kia vân trung tâm là A. 6i. B. i. C. 7i. D. 12i. Câu 8: Trong thí nghiệm giao thoa khe I-âng có khoảng vân là i. Khoảng cách từ vân sáng bậc 5 đến vân tối bậc 9 ở cùng một bên vân trung tâm là A. 14,5i. B. 4,5i. C. 3,5i. D. 5,5i.

11

Câu 9: Trong thí nghiệm giao thoa khe I-âng có khoảng vân là i. Khoảng cách từ vân sáng bậc 3 bên này vân trung tâm đến vân tối bậc 5 bên kia vân trung tâm là A. 6,5i. B. 7,5i. C. 8,5i. D. 9,5i. Câu 10: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe được chiếu bằng ánh sáng đơn sắc. Khoảng vân giao thoa trên màn quan sát là i. Khoảng cách giữa hai vân sáng bậc 3 nằm ở hai bên vân sáng trung tâm là A. 5i. B. 3i. C. 4i. D. 6i. Câu 11: Khoảng cách từ vân sáng bậc 4 đến vân sáng bậc 10 ở cùng một bên vân sáng chính giữa là A. 6,5 khoảng vân B. 6 khoảng vân C. 10 khoảng vân D. 4 khoảng vân Câu 12: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng dùng hai khe I-âng, biết D = 1 m, a = 1 mm. Khoảng cách từ vân sáng thứ 4 đến vân sáng thứ10 ở cùng bên với vân trung tâm là 3,6 mm. Tính bước sóng ánh sáng. A. 0,44 μm B. 0,52 μm C. 0,60 μm D. 0,58 μm. Câu 13: Ánh sáng được dùng trong thí nghiệm của I-âng gồm hai ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ1= 0,5 µm và λ2= 0,75 µm. Hai khe sáng cách nhau 1mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là 1,5m. Khoảng cách giữa hai vân sáng bậc 2 của hai ánh sáng nói trên là: A. 0,40mm. B. 0,50mm. C. 0,75mm. D. 0,35mm. Câu 14: Trong thí nghiệm về giao thoa ánh sáng của I-âng. Khoảng cách giữa hai khe hẹp là 1mm, khoảng cách từ hai khe đến màn quan sát là 1,5m. Người ta thấy khoảng cách từ vân sáng bậc 2 đến vân sáng bậc 7 cùng phía với vân trung tâm là 4,5mm. Bước sóng của ánh sáng làm thí nghiệm là: A. 0,6 µm. B. 0,47 µm. C. 0,72 µm. D. 0,57 µm. Câu 15: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng với khe Iâng, người ta chiếu sáng 2 khe bằng ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ=0,5 µm, khoảng cách giữa 2 khe là 2 mm. Khoảng cách từ 2 khe tới màn là 1m. khoảng cách giữa vân sáng bậc 3 và vân tối thứ 5 ở 2 bên so với vân trung tâm là: A. 0,375 mm B. 1,875 mm. C. 18,75mm D. 3,75 mm Câu 16: Trong thí nghiệm Iâng về hiện tượng giao thoa ánh sáng , khoảng cách giữa hai khe 2mm; khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát 1m.Biết khoảng cách từ vân sáng thứ 2 bên này đến vân sáng thứ 2 bên kia vân sáng trung tâm là 1mm. Khoảng cách từ vân sáng thứ 2 đến vân tối thứ 4 cùng bên với vân sáng trung tâm là A. 0,375.10-3m B. 0,375.10-4m C. 1,5 m D. 2 m Câu 17: Trong thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng, biết a = 5 mm, D = 2 m. Khoảng cách giữa 6 vân sáng liên tiếp là 1,5 mm. Bước sóng của ánh sáng đơn sắc là A. 0,65μm. B. 0,71 μm. C. 0,75 μm. D. 0,69 μm. 12

Câu 18: Trong thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng, các khe sáng được chiếu bằng ánh sáng đơn sắc. Khoảng cách giữa hai khe là 2 mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là 4 m. Khoảng cách giữa 5 vân sáng liên tiếp đo được là 4,8 mm. Toạ độ của vân sáng bậc 3 là: A. ± 9,6 mm. B. ± 4,8 mm. C. ± 3,6 mm. D. ± 2,4 mm. Câu 19: Trong thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng, các khe sáng được chiếu bằng ánh sáng đơn sắc. Khoảng cách giữa hai khe là 2 mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là D = 4 m. Khoảng cách giữa 5 vân sáng liên tiếp đo được là 4,8 mm. Toạ độ của vân tối bậc 4 về phía (+) là A. 6,8 mm. B. 3,6 mm. C. 2,4 mm. D. 4,2 mm. Câu 20: Trong thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng khoảng cách giữa hai khe là a = 2 mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là D = 2 m, ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ = 0,64 μm. Vân sáng thứ 3 cách vân sáng trung tâm một khoảng A. 1,20 mm. B. 1,66 mm. C. 1,92 mm. D. 6,48 mm. Câu 21: Một nguồn sáng đơn sắc λ = 0,6μm chiếu vào một mặt phẳng chứa hai khe hở S1, S2, hẹp, song song, cách nhau 1mm và cách đều nguồn sáng. Đặt một màn ảnh song song và cách mặt phẳng chứa hai khe 1m. Tính khoảng cách giữa hai vân sáng liên tiếp A. 0,7mm B. 0,6mm C. 0,5mm D. 0,4mm Câu 22: Một nguồn sáng đơn sắc λ = 0,6μm chiếu vào một mặt phẳng chứa hai khe hở S1, S2, hẹp, song song, cách nhau 1mm và cách đều nguồn sáng. Đặt một màn ảnh song song và cách mặt phẳng chứa hai khe 1m. Xác định vị trí vân tối thứ ba. A. 0,75mm B. 0,9mm C. 1,5mm D. 1,75mm Câu 23: Trong thí nghiệm của Young, người ta dùng ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ = 0,4μm. Nếu thay ánh sáng trên bằng ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ' thì thấy khoảng vân giao thoa tăng lên 1,5 lần. Tìm λ'. A. λ' = 0,6μm. B. λ' = 0,5μm. C. λ' = 0,4μm. D. λ' = 0,65μm. Câu 24: Trong thí nghiệm của Young, khoảng cách giữa hai khe là 0,5mm, khoảng cách giữa hai khe đến màn là 2m. Ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ = 0,5μm. Tại điểm M cách vân trung tâm 9mm ta có A. vân tối thứ 4. B. vân sáng bậc 5. C. vân tối thứ 5. D. vân sáng bậc 4. Câu 25: Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng, các khe sáng được chiếu bằng ánh sáng đơn sắc. Khoảng cách giữa hai khe là 2mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là 4m. Khoảng cách giữa 5 vân sáng liên tiếp đo được là 4,8mm. Tọa độ của vân sáng bậc 5 A.± 2,4mm B. ± 6mm C. ± 4,8mm D. ± 3,6mm

13

Câu 26: Cho hai nguồn sáng kết hợp S1 và S2 cách nhau một khoảng a = 2mm và cách đều một màn E một khoảng D = 2m. Khoảng cách từ vân trung tâm đến vân sáng thứ tư là 2mm. Tính bước sóng ánh sáng: A. 0,75μm. B. 0,5μm. C. 0,65μm. D. 0,7μm. Câu 27: Trong thí nghiệm về giao thoa ánh sáng của Y-âng. Khoảng cách giữa hai khe hẹp là 1mm, khoảng cách từ hai khe đến màn quan sát là 1,5m. Khoảng cách từ vân sáng trung tâm đến vân tối thứ 7 là 4,5mm. Bước sóng của ánh sáng làm thí nghiệm là: A. 0,6 µm. B. 0,46 µm C. 0,72 µm D. 0,57 µm Câu 28: Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng, các khe sáng được chiếu bằng ánh sáng đơn sắc. Khoảng cách giữa hai khe là 2mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là 1m. Khoảng cách giữa 5 vân tối liên tiếp đo được là 2,4mm. Toạ độ của vân sáng bậc 3 A. ± 6,6mm B. ± 4,8mm C. ± 3,6mm D. ± 1,8mm Câu 29: Trong một thí nghiệm giao thoa ánh sáng, đo được khoảng cách từ vân sáng thứ tư đến vân sáng thứ 10 ở cùng một phía đối với vân sáng trung tâm là 2,4 mm, khoảng cách giữa 2 khe I-âng là 1 mm, khoảng cách từ màn chứa 2 khe tới màn quan sát là 1m. Màu của ánh sáng dùng trong thí nghiệm là A. màu đỏ. B. màu lục. C. màu chàm. D. màu tím. Câu 30: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng của khe Y-âng, ánh sáng đơn sắc có λ = 0,42 μm. Khi thay ánh sáng khác có bước sóng λ’ thì khoảng vân tăng 1,5 lần. Bước sóng λ’ là A.0,42 μm. B.0,63 μm. C.0,55 μm. D.0,72 μm. Câu 31: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng với ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ1 = 540 nm thì thu được hệ vân giao thoa trên màn quan sát có khoảng vân i1 = 0,36 mm. Khi thay ánh sáng trên bằng ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ2 = 600 nm thì thu được hệ vân giao thoa trên màn quan sát có khoảng vân A.i2 = 0,60 mm. B.i2 = 0,40 mm. C.i2 = 0,50 mm. D.i2 = 0,45 mm. Câu 32: Trong thí nghiệm Iâng với ánh sáng đơn sắc. Khoảng cách giữa hai khe là a, khoảng cách từ hai khe đến màn D =1m . Để tại vị trí của vân sáng bậc 5 trên màn là vân sáng bậc 2 thì phải dời màn ra hay về gần so với vị trí ban đầu một khoảng bao nhiêu? A. ra xa 1,5 m. B. gần 1,5m. C. về gần 2,5m. D. ra xa 2,5m. Câu 33: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng bằng khe Y-âng với nguồn là ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ, khoảng cách giữa hai khe là a = 1 mm. Người ta thấy khoảng vân tăng thêm 0,3 mm khi dời màn ra xa hai khe đoạn 0,5 m. Giá trị của bước sóng λ bằng 14

A. 0,65μm. B. 0,6 μm. C. 0,45 μm. D. 0,5μm. Câu 34: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng đơn sắc, ta thấy tại điểm M trên màn có vân sáng bậc 5. Dịch chuyển màn quan sát ra xa thêm 20 cm thì tại M có vân tối thứ 5 tính từ vân trung tâm. Trước lúc dịch chuyển, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn bằng A.1,6 m. B.2 m. C.1,8 m. D.2,2 m. Câu 35: Thực hiện thí nghiệm Y âng về giao thoa với ánh sáng có bước sóng λ. Khoảng cách giữa hai khe hẹp là 1mm. Trên màn quan sát, tại điểm M cách vân trung tâm 4,2 mm có vân sáng bậc 5. Giữ cố định các điều kiện khác, di chuyển dần màn quan sát dọc theo đường thẳng vuông góc với mặt phẳng chứa hai khe ra xa cho đến khi vân giao thoa tại M chuyến thành vân tối lần thứ hai thí khoảng dịch màn là 0,6 m. Bước sóng λ bằng: A.0,6 μm B.0,5 μm C.0,7 μm D.0,4 μm Câu 36: 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 ánh sáng dùng trong thí nghiệm là A. 0,50 μm. B. 0,48 μm. C. 0,64 μm. D. 0,45 μm. Câu 37: Trong thí nghiệm I-âng về giao thoa với ánh sáng đơn sắc có bước sóng , khoảng cách giữa hai khe hẹp là a, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe hẹp đến màn quan sát là 2 m. Trên màn quan sát, tại điểm M cách vân sáng trung tâm 6 mm, có vân sáng bậc 5. Khi thay đổi khoảng cách giữa hai khe hẹp một đoạn bằng 0,2 mm sao cho vị trí vân sáng trung tâm không thay đổi thì tại M có vân sáng bậc 6. Giá trị của bằng A. 0,60 µm. B. 0,50 µm. C. 0,45 µm. D. 0,55 µm. Câu 38: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe được chiếu bằng ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ1 = 400 nm thì khoảng vân là i1. Nếu tăng khoảng cách giữa màn và mặt phẳng hai khe lên gấp đôi đồng thời thay nguồn sáng phát ánh sáng bước sóng λ2 thì khoảng vân là i2 = 3i1. Bước sóng λ2 có giá trị A. 0,6 μm B. 0,5 μm C. 0,75 μm D. 0,56 μm Câu 39: 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. Câu 40: 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

15

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 μm. B. 0,6 μm. C. 400 nm. D. 0,54 μm. Câu 41: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng đơn sắc, ta thấy tại điểm M trên màn có vân sáng bậc 10. Dịch chuyển màn theo phương vuông góc với nó một đoạn 10 cm thì tại M có vân tối thứ 10 tính từ vân trung tâm. Trước lúc dich chuyển, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn bằng A.1,2 m. B.1,5 m. C.1,9 m. D.1,0 m. Câu 42: Thí nghiệm giao thoa Y-âng với ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ, 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 λ có giá trị là A. 0,60 μm B.0,50 μm C.0,40 μm D.0,64 μm

Vận dụng cao Câu 43: Thực hiện thí nghiệm Y-âng về giao thoa với ánh sáng có bước sóng λ. Trên màn quan sát, tại điểm M có vân sáng. Giữ cố định các điều kiện khác, di chuyển dần màn quan sát dọc theo đường thẳng vuông góc với mặt phẳng chứa hai khe ra xa một đoạn nhỏ nhất là 1/7 m thì M chuyển thành vân tối. Dịch thêm một đoạn nhỏ nhất 16/35 m thì M lại là vân tối. Khoảng cách hai khe đến màn ảnh khi chưa dịch chuyển bằng A. 1 m. B. 3 m. C. 1,5 m. D. 1,8 m. Câu 44: Trong thí nghiệm về giao thoa ánh sáng, người ta chiếu ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ vào hai khe. Khoảng cách giữa 2 khe là 0,5 mm. Khoảng cách giữa 11 vân sáng liên tiếp trên màn đo được là 1,2cm. Nếu dịch chuyển màn ra xa 2 khe thêm 30 cm thì đo được khoảng cách giữa 11 vân sáng liên tiếp là 1,5 cm. Bước sóng λ bằng A. 500nm. B. 600 nm. C. 450nm. D. 750nm. Câu 45: 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 Câu 46: 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 S1S2 = a có thể thay đổi (S1 và S2 luôn cách đều S). Xét điểm M trên màn, lúc đầu là vân sáng bậc 4, nếu lần lượt giảm hoặc tăng khoảng cách S1S2 một lượng ∆a thì tại đó là vân sáng bậc k và bậc 3k. Giá trị k là 16

A.k = 3. B.k = 4. C.k = 1. D.k = 2. Câu 47: 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 ∆a thì tại M là vân sáng bậc 3k hoặc k; bây giờ nếu tăng khoảng cách giữa hai khe thêm một lượng ∆a/3 (nguồn S luôn cách 3 đều hai khe) thì tại M là vân sáng bậc A.9. B.7. C.8. D.10. Câu 48: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa với ánh sáng đơn sắc, khoảng cách hai khe không đổi. Khi khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe tới màn quan sát là D thì khoảng vân trên màn là 1 mm. Khi khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe tới màn quan sát lần lượt là (D – ∆D) và (D + ∆D) thì khoảng vân trên màn tương ứng là i và 2i. Khi khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe tới màn quan sát là (D + 3∆D) thì khoảng vân trên màn là A. 3 mm. B. 3,5 mm. C. 2 mm. D. 2,5 mm

2

Dạng A

Bài toán tìm số vân sáng, vân tối có trên một miền

PHƯƠNG PHÁP GIẢI

- Gọi L: bề rộng của trường giao thoa  Số vân sáng quan sát được trên màn:  L  k  L 2i

hoặc

L Ns  1  2    2i 

(chỉ lấy phần nguyên của L )

 Số vân tối quan sát được trên màn: hoặc

L Nt  2    2i 

2i 2i

L 1 L 1   k  2i 2 2i 2

(thương L được làm tròn) 2i

 Số vân sáng, vân tối giữa hai điểm M, N có tọa độ x1, x2 (x1 < x2): + Vân sáng: x1 < ki < x2  k + Vân tối: x1 < (k + 0,5)i < x2  k Lưu ý: M, N cùng phía thì x1, x2 cùng dấu; khác phía thì x1, x2 trái dấu

B

BÀI TẬP TỰ LUẬN

Bài 1: (SBT - CTST) Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng, hai khe được chiếu bởi ánh sáng đơn sắc có bước sóng là 600 nm. Biết khoảng cách giữa 2 khe là 1,20mm và khoảng cách từ mặt phẳng chứa 2 khe đến màn quan sát là 2,00m. a. Tại các điểm M và N trên màn, M, N cùng phía so với vân trung tâm cách vân trung tâm các khoảng lần lượt là 6,00 mm và 9,5 mm có vân sáng hay vân tối? b. Không kể các vân tại M và N, trong khoảng giữa M, N có bao nhiêu vân sáng và bao nhiêu vân tối? Lời giải: a. Ta có i =

600.10−9 .2 1,2.10−3

= 1,00𝑚𝑚 17

𝑥𝑀 𝑖 𝑥𝑁 𝑖

= 6: tại M có vân sáng bậc sáu. = 9,5: tại N có vân tối thứ mười.

b. Không kể các vân tại M và N, trong khoảng giữa M, N có 3 vân sáng (bậc bảy, bậc tám và bậc chín) và ba vân tối ( thứ bảy, thứ tám và thứ chín). Bài 2: Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng, hai khe được chiếu bằng ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,6. Khoảng cách giữa hai khe là 1 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 2,5 m, bề rộng miền giao thoa là 1,25 cm. Tổng số vân sáng và vân tối có trong mỉền giao thoa là bao nhiêu? Lời giải:

vân. Bài 3: Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng, các khe hẹp được chiếu sáng bởi ánh sáng đơn sắc. Khoảng vân trên màn là 1,2 mm. Trong khoảng giữa hai điểm M và N trên màn ở cùng một phía so với vân sáng trung tâm, cách vân trung tâm lần lượt 2 mm và 4,5 mm, quan sát được bao nhiêu vân sáng, vân tối? Lời giải: Tại M:

Tại N:

Một điểm bất kỳ nằm trong đoạn MN sẽ có: Nếu k nguyên thì cho vân sáng Có 2 vân sáng ứng với k = 2, 3. Nếu k bán nguyên thì cho vân tối Có 2 vân tối ứng với k = 2,5; 3,5 Bài 4: Trong một thí nghiệm giao thoa ánh sáng với khe Y-âng, hai khe cách nhau 2 mm, khoảng cách từ hai khe tới màn quan sát là 2 m. Ánh sáng đơn sắc có bước sóng = 0,5. Cho M và N là hai điểm nằm trong trường giao thoa, chúng nằm khác phía nhau so với vân chính giữa, có OM = 12,3 mm, ON = 5,2 mm. Số vân sáng và số vân tối trong đoạn MN là bao nhiêu? Lời giải: Khoảng vân: i =

𝜆𝐷 𝑎

= 0,5mm

Vì hai điểm M và N trên màn ở khác phía so với vân sáng trung tâm nên có thể chọn và

18

C

BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM Vận dụng

Câu 1: Người ta thực hiện giao thoa ánh sáng đơn sắc với hai khe Young cách nhau 0,5mm, khoảng cách giữa hai khe đến màn là 2m, ánh sáng dùng có bước sóng 𝜆 = 0,5𝜇m. Bề rộng của giao thoa trường là 18mm. Số vân sáng N1, vân tối N2 có được là A. N1 = 11, N2 = 12 B. N1 = 7, N2 = 8 C. N1 = 9, N2 =10 D. N1 = 13, N2 = 14 Câu 2: Người ta thực hiện giao thoa ánh sáng đơn sắc với hai khe Young cách nhau 2mm, khoảng cách giữa hai khe đến màn là 3m, ánh sáng dùng có bước sóng 𝜆 = 0,5𝜇m. Bề rộng của giao thoa trường là 1,5cm. Số vân sáng N1, vân tối N2 có được là A. N1 = 19, N2 = 18 B. N1 = 21, N2 = 20 C. N1 = 25, N2 = 24 D. N1 = 23, N2 = 22 Câu 3: Người ta thực hiện giao thoa ánh sáng đơn sắc với hai khe Young cách nhau 2mm, khoảng cách giữa hai khe đến màn là 3m, ánh sáng dùng có bước sóng 𝜆 = 0,6 𝜇m. Bề rộng của giao thoa trường là 1,5cm. Tổng số vân sáng và vân tối có được là A. 31 B. 32 C. 33 D. 34 Câu 4: Trong thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng, người ta chiếu sáng hai khe bằng ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ= 0,5 µm. Khoảng cách giữa hai khe bằng 0,5mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là 2m. Số vân tối quan sát được trên bề rộng trường giao thoa 32mm là bao nhiêu? Biết hai vân ngoài cùng là vân sáng. A. 18 B. 17. C. 15. D. 16. Câu 5: 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 𝜇m. 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. Câu 6: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe được chiếu bằng ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,6 μm. Khoảng cách giữa hai khe là 1 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 2,5 m, bề rộng miền giao thoa là 1,25 cm. Tổng số vân sáng và vân tối có trong miền giao thoa là A. 21 vân. B. 15 vân. C. 17 vân. D. 19 vân. Câu 7: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, các khe S1,S2 được chiếu sáng bởi ánh sáng đơn sắc bước sóng 0,5 µm. Khoảng cách giữa hai khe a = 1 mm. Khoảng cách giữa mặt phẳng chứa hai khe và màn quan sát E là D = 3 m. Xét trong miền giao thoa có bề rộng là 12,75 mm thì số vân sáng quan sát được là A. 8 vân. B. 9 vân. C. 12 vân. D. 10 vân. 19

Câu 8: Thí nghiệm giao thoa khe Y-âng, hai khe cách nhau 0,8 mm; màn cách 2 khe 2,4 m, ánh sáng làm thí nghiệm 0,64 µm. Bề rộng của vùng giao thoa trường là 4,8 cm. Số vân sáng trên màn là A. 25. B. 23. C. 24. D. 26. Câu 9: Trong thí nghiệm Iâng về giao thoa ánh sáng, người ta đo được khoảng vân là 1,12.103 µm. Xét hai điểm M và N cùng ở một phía đối với vân sáng chính giữa O. Biết OM = 0,56.104 µm và ON = 0,96.103 µm. Số vân sáng giữa M và N là: A. 2. B. 4. C. 6. D. 5. Câu 10: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng Y-âng: khoảng cách giữa hai khe S1 và S2 là 1 mm, khoảng cách từ S1S2 đến màn là 1m, bước sóng ánh sáng bằng 0,5 μm. Xét 2 điểm M và N (ở cùng phía đối với vân trung tâm) có tọa độ lần lượt xM = 2 mm và xN = 6 mm. Giữa M và N có A. 6 vân sáng. B. 7 vân sáng. C. 5 vân sáng. D. 12 vân sáng. Câu 11: Trong thí nghiệm Young: a = 0,5mm, D = 2m. Ta quan sát thấy 11 vân sáng trên đoạn MN = 20 mm trên màn. Tại M và N cũng là vân sáng và đối xứng nhau qua vân trung tâm (Câu a,b) a- Bước sóng của ánh sáng dùng trong thí nghiệm là: A. 𝜆 = 0,55.10-3mm B. 𝜆 = 0,5 𝜇m C. 𝜆 = 600 nm D. 0,65 𝜇m b- Nếu dùng ánh sáng có bước sóng 0,6 𝜇m thì trên đoạn MN sẽ có bao nhiêu vân sáng? A. 7 B. 8 C. 9 D.10 Câu 12: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa với ánh sáng đon sắc có bước sóng 0,6 pm, khoảng cách giữa hai khe là 0,5 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 1,5 m. Trên màn, gọi M và N là hai điểm ở hai phía so với vân sáng trung tâm và cách vân sáng trung tâm lần lượt là 6,84 mm và 4,64 mm. Số vân sáng trong khoảng MN là A. 6. B. 3. C. 8. D. 2. Câu 13: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa với ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,6 μm. Biết khoảng cách giữa hai khe là 0,6 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 2 m. Trên màn, hai điểm M và N nằm khác phía so với vân sáng trung tâm, cách vân trung tâm lần lượt là 5,9 mm và 9,7 mm. Trong khoảng giữa M và N có số vân sáng là A. 9. B. 7. C. 6. D. 8. Câu 14: Trong thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng, các khe hẹp được chiếu sáng bởi ánh sáng đơn sắc. Khoảng vân trên màn là 1,2 mm. Trong khoảng giữa hai điểm M và N trên màn ở cùng một phía so với vân sáng trung tâm, cách vân trung tâm lần lượt 2 mm và 4,5 mm, quan sát được A. 2 vân sáng và 2 vân tối. B. 3 vân sáng và 2 vân tối. 20

C. 2 vân sáng và 3 vân tối. D. 2 vân sáng và 1 vân tối. Câu 15: Trong một thí nghiệm giao thoa ánh sáng với khe I–âng, hai khe cách nhau 2 mm, khoảng cách từ hai khe tới màn quan sát là 2 m. Ánh sáng đơn sắc có bước sóng = 0,5 m. Cho M và N là hai điểm nằm trong trường giao thoa, chúng nằm khác phía nhau so với vân chính giữa, có OM = 12,3 mm, ON = 5,2 mm. Số vân sáng và số vân tối trong đoạn MN là A. 35 vân sáng, 35 vân tối. B. 36 vân sáng, 36 vân tối. C. 35 vân sáng, 36 vân tối. D. 36 vân sáng, 35 vân tối. Câu 16: Trong thí nghiệm khe Y-âng, ta có a = 0,5 mm, D = 2 m. thí nghiệm với ánh sáng có bước sóng 0,5 µm. Khoảng cách giữa hai vân sáng nằm ở hai đầu là 32 mm. Số vân sáng quan sát được trên màn là A. 16. B. 17. C. 15. D. 18.

Vận dụng cao Câu 17: Trong thí nghiệm Iâng về giao thoa, trên một đoạn nào đó trên màn người ta đếm được 12 vân sáng khi dùng ánh sáng có bước sóng 600 nm. Nếu dùng ánh sáng có bước sóng 400 nm thì số vân quan sát được trên đoạn đó là A. 12. B. 30. C. 18. D. 24. Câu 18: Chiếu sáng các khe I-âng bằng đèn Na có bước sóng λ1 = 420 nm ta quan sát được trên màn ảnh có 8 vân sáng, mà khoảng cách giữa tâm hai vân ngoài cùng là 3,5 mm. Nếu thay thế đèn Na bằng nguồn phát bức xạ có bước sóng λ2 thì quan sát được 9 vân, khoảng cách giữa hai vân ngoài cùng là 7,2 mm. Xác định bước sóng λ2 A. λ2 = 560 nm. B. λ2 = 450 nm. C. λ2 = 480 nm. D. λ2 = 432 nm. Câu 19: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, nguồn sáng phát ra ánh sáng đơn sắc, khoảng cách giữa hai khe là 3 mm, khoảng cách từ màn quan sát tới hai khe là 2 m. Giữa hai điểm M, N đối xứng nhau qua vân trung tâm có 13 vân sáng (M và N là 2 vân tối) và MN = 3,9 mm. Bước sóng đơn sắc dùng trong thí nghiệm là A. 550 nm. B. 520 nm. C. 490 nm. D. 450 nm. Câu 20: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, nguồn sáng phát ra ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ1 . 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 λ2 = 5 λ1/3thì 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 Câu 21: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, nếu dùng ánh sáng có bước sóng λ1 = 559 nm thì trên màn có 15 vân sáng, khoảng cách giữa hai vần ngoài cùng là 6,3 mm. Nếu dùng ánh sáng có bước sóng λ2 thì trên màn có 18 vân sáng, khoảng cách giữa hai vân ngoài cùng vẫn là 6,3 mm. Giá trị λ2 là 21

A. 450 nm B.480 nm C.460 nm D.560 nm Câu 22: 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 tính 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. Câu 23: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa với ánh sáng đơn sắc, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 1,5 m. Trên màn quan sát, hai điểm M và N đối xứng qua vân trung tâm có hai vân sáng bậc 4. Dịch màn ra xa hai khe thêm một đoạn 50 cm theo phương vuông góc với mặt phẳng chứa hai khe.So với lúc chưa dịch chuyển màn, số vân sáng trên đoạn MN lúc này giảm đi A. 6 vân. B. 7 vân. C. 2 vân. D. 4 vân.

4

Dạng A

Bài toán trùng vân

PHƯƠNG PHÁP GIẢI

Vị trí vân sáng trùng nhau x1 = x2:

B

k11  k2 2

BÀI TẬP TỰ LUẬN

Bài 1: (SBT - CTST) Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng, biết khoảng cách giữa 2 khe là 0,4mm và khoảng cách từ hai khe đến màn quan sát là 1,00m. Khi ta dùng ánh sáng đơn sắc có bước sóng 𝜆1 thì quan sát thấy trên một khoảng trong vùng giao thoa có chứa 7 vân sáng với khoảng cách giữa 2 vân sáng ngoài cùng bằng 9,00m. a. Tính bước sóng 𝜆1 b. Sử dụng nguồn sáng gồm 2 ánh sáng đơn sắc có bước sóng 𝜆1 và 𝜆2 với 𝜆2 = 400 nm. Xác định vị trí trên màn có vân sáng cùng màu với vân sáng trung tâm và gần vân trung tâm nhất. Lời giải: a. Ta có 6i =

6λ1 D a

=> 6

𝜆1 .1,0 0,4.10−3

= 9. 10−3 => 𝜆1 = 600 𝑚𝑚

b. Tại vân trung tâm hai ánh sáng đơn sắc 𝜆1 và 𝜆2 cho vân sáng trùng nhau nên vân trung tâm có màu hỗn hợp của hai ánh sáng đơn sắc. Vị trí vân cùng màu với vân trung tâm là vị trí hai vân sáng tương ứng vủa 𝜆1 và 𝜆2 trùng nhau: k1

λ1 D a

= k2

λ2 D a

=> k1𝜆1=k2𝜆2 => k1 = 400/600 . k2 22

Vì k1 và k2 là số nguyên nên suy ra giá trị tương ứng của k1, k2 là: k1 = ±2; ±4; ±6… và k2 = ±3;±6;±9… Vị trí vân cùng màu và gần vân trung tâm nhất tương ứng với k1 = ±2 và k2 = ±3: x1 = x2  k1i1 = k2i2 = 3 mm (ở hai phía so với vân trung tâm). Bài 2: (SBT - KNTT) Trong một thí nghiệm về giao thoa ánh sáng với 2 khe Y-âng, khoảng cách giữa hai khe hẹp là a = 2mm, khoảng cách giữa 2 mặt phẳng chứa hai khe với màn quan sát là D = 1,2m. Khe sáng hẹp phát đồng thời hai bức xạ đơn sắc màu đỏ λ1 = 0,66μm và màu lục λ2 = 0,55μm. a. Tính khoảng vân của hai ánh sáng màu đỏ và màu lục. b. Tính khoảng cách ngắn nhất giữa hai vân sáng cùng màu với vân sáng trung tâm. Lời giải: a. Với ánh sáng đỏ λ1 = 0,66μm 𝜆1 . 𝐷 0,66. 10−3 . 1,2. 103 𝑖1 = = = 0,44 𝑚𝑚 𝑎 2 Với ánh sáng lục λ2 = 0,55μm 𝜆2 . 𝐷 0,55. 10−3 . 1,2. 103 𝑖2 = = = 0,35 𝑚𝑚 𝑎 2 b. Vân chính giữa ứng với k = 0 là chung cho cả hai bức xạ, tức là tại đó cả hai bức xạ đều cho vân sáng và vân có màu là màu hỗn hợp của màu đỏ và màu lục, tức là màu vàng - da cam. Vân đầu tiên cùng màu với vân này ở tại điểm A và cách tâm O của vân chính giữa một khoảng x = OA sao cho: 𝑘1 𝑖1 = 𝑘2 𝑖2 với k ϵ Z. Ta nhận thấy 6𝑘1 = 5𝑘2 Do vậy, giá trị nhỏ nhất của 𝑘1 là 5 và của 𝑘2 là 6, tức là: OA = 0,33.6 = 1,98 mm Bài 3: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng với khe Y-âng khoảng cách giữa hai khe là 2 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 1,2 m. Chiếu sáng hai khe bằng ánh sáng hỗn hợp gồm hai ánh sáng đơn sắc có bước sóng 500 nm và 660 nm thì thu được hệ vân giao thoa trên màn. Biết vân sáng chính giữa (trung tâm) ứng với hai bức xạ trên trùng nhau. Khoảng cách từ vân chính giữa đến vân gần nhất cùng màu với vân chính giữa là bao nhiêu? Lời giải: Khoảng vân của bước sóng 500 nm là Điều kiện để 2 vân sáng trùng nhau: ⇒ Khoảng vân trùng: Vậy khoảng cách từ vân chính giữa đến vân gần nhất cùng màu với vân chính giữa là 9,9 mm.

23

Bài 4: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe là 0,5 mm, khoảng cách từ hai khe đến màn quan sát là 2 m. Nguồn sáng dùng trong thí nghiệm gồm hai bức xạ có bước sóng 1 = 450 nm và 2 = 600 nm. Trên màn quan sát, gọi M, N là hai điểm ở cùng một phía so với vân trung tâm và cách vân trung tâm lần lượt là 5,5 mm và 22 mm. Trên đoạn MN, số vị trí vân sáng trùng nhau của hai bức xạ là: Lời giải: Ta có ⇒ Tọa độ các vị trí trùng:

với

M, N nằm cùng phía so với vân trung tâm nên

cùng dấu.

Ta có: Vậy có 3 vị trí vân sáng trùng nhau của 2 bức xạ. Bài 5: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, nguồn sáng phát đồng thời hai ánh sáng đơn sắc gồm ánh sáng đỏ có bước sóng 684 nm và ánh sáng lam có bước sóng 456 nm. Trong khoảng giữa hai vân sáng có màu cùng màu với vân sáng trung tâm, nếu đếm được 6 vân sáng màu lam thì số vân sáng màu đỏ là bao nhiêu? Lời giải: Điều kiện để cho sự trùng nhau của hệ hai vân sáng . ⇒ Cứ giữa hai vân sáng liên tiếp cùng màu với vân trung tâm sẽ có 2 vị trí cho vân sáng lam và 1 vị trí cho vân sáng đỏ. ⇒ Nếu giữa hai vân trùng màu với vân trung tâm không liên tiếp ta đếm được 6 vân sáng lam thì có tương ứng 3 vân đỏ (ứng với 2 khoảng vân trùng đôi).

Bài 6: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, nguồn sáng phát đồng thời hai bức xạ đơn sắc, trong đó bức xạ màu đỏ có bước sóng 𝜆Đ = 720 nm và bức xạ màu lục có bước sóng λlục (có giá trị trong khoảng từ 500 nm đến 575 nm). Trên màn quan sát, giữa hai vân sáng gần nhau nhất và cùng màu với vân sáng trung tâm có 8 vân sáng màu lục. Giá trị của λlục là Lời giải: Tọa độ 2 vân sáng trùng nhau khi:

24

Do trên màn quan sát, giữa hai vân sáng gần nhau nhất và cùng màu với vân sáng trung tâm có 8 vân sáng màu lục nên Do

.

Bài 7: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, khe hẹp S phát ra đồng thời hai bức xạ đơn sắc có bước sóng là 𝜆1 = 0,42 𝜇m (màu tím), 𝜆2 = 0,56 𝜇m (màu lục). Biết a = 1mm, D = 2m . a) Khoảng cách gần nhất từ vị trí trên màn có hai vân sáng trùng nhau đến vân trung tâm là bao nhiêu? b) Xét một vùng giao thoa rộng 3 cm trên màn quan sát đối xứng với vân trung tâm, có mấy vạch sáng là kết quả trùng nhau của hai hệ vân, số vân sáng màu tím trong vùng này là bao nhiêu? c) Trên màn quan sát, gọi M, N là hai điểm khác phía so với vân trung tâm và cách vân trung tâm lần lượt là 5,5 mm và 16,8 mm. Trên đoạn MN, số vị trí vân sáng trùng nhau của hai bức xạ là bao nhiêu? Lời giải: Khoảng vân giao thoa của ánh sáng tím: a) Điều kiện để 2 vân sáng trùng nhau:

⇒ Khoảng vân trùng: Vậy khoảng cách gần nhất từ vị trí có hai vân sáng trùng nhau đến vân trung tâm là 3,36 mm. b) Do vùng giao thoa đối xứng vân trung tâm nên ta có số vị trí trùng nhau của hai hệ vân giao thoa; vân Số vị trí cho vân sáng của ánh sáng tím vân Vậy số vân sáng màu tím quan sát thấy là c) Tọa độ các vị trí trùng

vân.

với

M, N là hai điểm nằm khác phía so với vân trung tâm nên

trái dấu 25

Ta có: Có 7 giá trị n nguyên ứng với 7 vạch trùng nhau của hai bức xạ trong đoạn MN, tại N là một vân trùng. Bài 8: Trong thí nghiệm giao thoa khe Y-âng, cho giao thoa đồng thời ba ánh sáng đơn sắc có bước sóng 1 = 0,4 m; 2 = 0,5 m; 3 = 0,6 m. Biết khoảng cách giữa hai khe là 0,8 mm và khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe tới màn bằng 1,2 m. Khoảng cách giữa hai vân sáng gần nhau nhất có cùng màu với vân sáng trung tâm là bao nhiêu? Lời giải: Khoảng vân của bức xạ Điều kiện trùng ba:

(nguyên hóa chia cả 3 vế cho 0,4) BSCNN Khoảng cách giữa hai vân sáng gần nhau nhất cùng màu với vân trung tâm là khoảng vân trùng ba:

Bài 9: Trong thí nghiệm khe Y-âng về giao thoa ánh sáng, nguồn S phát ra đồng thời ba ánh sáng đơn sắc có bước sóng lần lượt: 0,4𝜇m (màu tím), 0,48𝜇m (màu lam) và 0,72𝜇m (màu đỏ). Giữa 2 vân sáng liên tiếp có màu giống như màu của vân trung tâm có số vân có màu đơn sắc lam và vân có màu đơn sắc đỏ là bao nhiêu? Lời giải: Vị trí 3 vân trùng nhau (có màu giống vân trung tâm) (3 bộ số trùng nhau đầu tiên) Lại có:

26

⇒ Giữa hai cặp vân trùng ba liên tiếp và có: 4 cặp lam đỏ trùng nhau; 2 cặp lam tím trùng nhau; 1 cặp tím đỏ trùng nhau ⇒ Vân màu lam Vân màu đỏ . Bài 10: Trong thí nghiệm Y-âng, cho 3 bức xạ 1 = 400 nm; 2 = 500 nm; 3 = 600 nm. Trên màn quan sát ta hứng được hệ vân giao thoa trong khoảng giữa 3 vân sáng gần nhau nhất cùng màu với vân sáng trung tâm, ta quan sát được số vân sáng là bao nhiêu? Lời giải: Ta có Trong khoảng giữa 3 vân sáng cùng màu với vân trung tâm Số vân sáng của bức xạ 1 là: Số vân sáng của bức xạ 2 là: Số vân sáng của bức xạ 3 là: Số vân trùng của bức xạ 1, 2 là Số vân trùng của bức xạ 1, 3 là Số vân trùng của bức xạ 2, 3 là Số vân trùng của bức xạ 1,2,3 là Số vân sáng quan sát được

C

.

BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM Vận dụng

Câu 1: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng bằng khe Young, nguồn phát ra hai ánh sáng đơn sắc có bước sóng là l1 = 565 nm và l2. Trên màn giao thoa thấy vân sáng bậc 4 của l1 trùng với vân sáng bậc 5 của l2. Bước sóng l2 bằng A. 706 nm. B. 752 nm. C. 518 nm. D. 452 nm.

27

Câu 2: Trong giao thoa ánh sáng với khe Y-âng, nếu chiếu đồng thời hai bức xạ đơn sắc có bước sóng l1 = 0,4 µm và l2 = 0,6 µm vào hai khe. Hỏi vân sáng bậc ba của l1 sẽ trùng với vân sáng bậc mấy của bức xạ l2 A. bậc 3 B. bậc 5 C. bậc 2. D. bậc 4 Câu 3: Một nguồn sáng phát ra đồng thời bức xạ màu đỏ λ1=0,66 µm và màu lục λ2 chiếu vào hai khe Young. Trên màn quan sát ta thấy giữa 2 vân cùng màu với vân sáng trung tâm có 4 vân màu đỏ. Bước sóng λ2 có giá trị: A. 440nm. B. 530nm. C. 55nm. D. 550nm Câu 4: Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng, nguồn phát ra cùng lúc 2 bức xạ λ1=0,4 µm (tím) và λ2=600nm (vàng).Vân sáng tím và vàng trùng nhau lần thứ 2 kể từ vân sáng trung tâm ứng với vân sáng vàng có bậc A. 3 B. 4 C. 5 D. 6 Câu 5: Trong thí nghiệm Young, khoảng cách giữa hai khe là 1mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là 2m, chiếu hai khe bằng hai bức xạ có λ1=0,76 µm và l2, người ta thấy vân sáng bậc 3 của bức xạ l2 trùng với vân sáng bậc 2 của bức xạ l1 thì bước sóng của bức xạ l2 là A. 0,472 mm B. 0,427 mm C. 0,507 mm D. 0,605 mm Câu 6: Trong thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe được chiếu sáng đồng thời bởi hai bức xạ đơn sắc có bước sóng lần lượt là λ1 và λ2. Trên màn quan sát có vân sáng bậc 12 của λ1 trùng với vân sáng bậc10 của λ2. Tỉ số λ1/ λ2 bằng A. 6/5 B. 2/3 C. 5/6 D. 3/2 Câu 7: Ánh sáng được dùng trong thí nghiệm giao thoa gồm 2 ánh sáng đơn sắc ánh sáng lục có bước sóng λ1 = 0,50 μm và ánh sáng đỏ có bước sóng λ2 = 0,75 μm. Vân sáng lục và vân sáng đỏ trùng nhau lần thứ nhất (kể từ vân sáng trung tâm) ứng với vân sáng đỏ bậc A. 5. B. 6. C. 4. D. 2. Câu 8: Trong thí nghiệm giao thoa Iâng thực hiện đồng thời hai bức xạ đơn sắc với khoảng vân trên màn ảnh thu được lần lượt là i1 = 2,4 mm và i2 = 1,6 mm. Khoảng cách ngắn nhất giữa các vị trí trên màn có 2 vân sáng trùng nhau là A. 9,6 mm. B. 3,2 mm. C. 1,6 mm. D. 4,8 mm. Câu 9: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng với hai khe Y-âng, khoảng cách giữa hai khe là 2 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 1,2 m. Chiếu sáng hai khe bằng ánh sáng hỗn hợp 500 nm và 660 nm thì thu được hệ vân giao thoa trên màn. Biết vân chính giửa (trung tâm) ứng với hai bức xạ trên trùng nhau. Khoảng cách từ vân chính giữa đến vân gần nhất cùng màu với vân chính giữa là A. 9,9 mm. B. 19,8 mm. C. 29,7 mm. D. 4,9 mm. Câu 10: Ánh sáng được dùng trong thí nghiệm giao thoa gồm 2 ánh sáng đơn sắc ánh sáng lục có bước sóng λ1 = 0,50 μm và ánh sáng đỏ có bước sóng λ2 = 0,75 μm. Vân

28

sáng lục và vân sáng đỏ trùng nhau lần thứ nhất (kể từ vân sáng trung tâm) ứng với vân sáng đỏ bậc A. 2. B. 4. C. 6. D. 5.

Vận dụng cao Câu 11: Thực hiên giao thoa ánh sáng với nguồn gồm hai thành phần đơn sắc nhìn thấy có bước sóng λ1 = 0,64 μm; λ2. Trên màn hứng các vân giao thoa, giữa hai vân gần nhất cùng màu với vân sáng trung tâm đếm được 11 vân sáng. Trong đó, số vân của bức xạ λ1 và của bức xạ λ2 lệch nhau 3 vân, bước sóng của λ2 là A. 0,54 μm B. 0,72 μm C. 0,45 μm D. 0,4 μm. Câu 12: Thực hiên giao thoa ánh sáng với hai bức xạ nhìn thấy có bước sóng λ1 = 0,6 μm và λ2. Trên màn hứng các vân giao thoa, giữa hai vân gần nhất cùng màu với vân sáng trung tâm đếm được 13 vân sáng, trong đó số vân của bức xạ λ1 và của bức xạ λ2 lệch nhau 3 vân, bước sóng của λ2 là A. 0,72 μm. B. 0,4 μm. C. 0,54 μm. D. 0,45 μm. Câu 13: Trong thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng, khi nguồn sáng phát ra ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ1 = 0,640 μm thì trên màn quan sát ta thấy tại M và N là 2 vân sáng, trong khoảng giữa MN còn có 7 vân sáng khác nữa. Khi nguồn sáng phát ra đồng thời hai ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ1 và λ2 thì trên đoạn MN ta thấy có 19 vạch sáng, trong đó có 3 vạch sáng có màu giống màu vạch sáng trung tâm và 2 trong 3 vạch sáng này nằm tại M và N. Bước sóng λ2 có giá trị bằng A. 0,478 μm. B. 0,427 μm. C. 0,464 μm. D. 0,450 μm. Câu 14: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, nguồn sáng đồng thời phát hai bức xạ đơn sắc, trong đó bức xạ màu đỏ có bước sóng 720 nm, bức xạ màu lục có bước sóng X (có giá trị nằm trọng khoảng từ 500 nm đến 575 nm). Trên màn quan sát, giữa hai vân sáng gần nhau nhất và cùng màu với vân sáng trung tâm, có 8 vân sáng màu lục. Giá trị của là A. 500 nm. B. 520 nm. C. 540 nm. D. 560 nm. Câu 15: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, nguồn sáng phát đồng thời hai bức xạ đơn sắc, trong đó bức xạ màu đỏ có bước sóng 742 nm và bức xạ màu lục có bước sóng l (có giá trị trong khoảng từ 500 nm đến 575 nm). Trên màn quan sát, giữa hai vân tối liên tiếp gần vân sáng trung tâm nhất và cùng nằm về một phía so với O có 7 vân sáng màu lục. Giá trị của l là: A. 510 nm. B. 530 nm. C. 550 nm. D. 570 nm. Câu 16: Trong thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng, nếu dùng ánh sáng có bước sóng λ1 = 559 nm thì trên màn có 15 vân sáng, khoảng cách giữa hai vân ngoài cùng là 6,3 mm. Nếu dùng ánh sáng có bước sóng λ2 thì trên màn có 18 vân sáng, khoảng cách giữa hai vân ngoài cùng vẫn là 6,3 mm. Tính λ2? A. 460 nm B. 560 nm C. 450 nm D. 480 nm 29

Câu 17: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng với hai khe I-âng. Khoảng cách giữa hai khe là a = 1 mm, khoảng cách từ hai khe đến màn D = 2 m. Nguồn sáng S phát đồng thời hai ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ1 = 0,40 μm và λ2 với 0,50 μm ≤ λ2 ≤ 0,65 μm. Tại điểm M cách vân sáng trung tâm 5,6 mm là vị trí vân sáng cùng màu với vân sáng chính giữa. Bước sóng λ2 có giá trị là A. 0,62 μm. B. 0,56 μm. C. 0,60 μm. D. 0,52 μm. Câu 18: Một nguồn sáng điểm nằm cách đều hai khe Iâng và phát ra đồng thời hai bức xạ đơn sắc có bước sóng 0,6 và bước sóng chưa biết. Khoảng cách hai khe 1 mm, khoảng cách từ hai khe đến màn 2 m. Trong một khoảng rộng L = 24 mm trên màn, đếm được 33 vạch sáng, trong đó có 5 vạch là kết quả trùng nhau của hai hệ vân. Tính bước sóng , biết hai trong 5 vạch trùng nhau nằm ngoài cùng của khoảng L. A. 0,45 𝜇m. B. 0,55 𝜇m. C. 0,65 𝜇m. D. 0,75 𝜇m. Câu 19: Trong thí nghiệm I- âng về giao thoa ánh sáng, nguồn phát đồng thời hai bức xạ đơn sắc: λ1 = 0,64 μm(đỏ), λ2 = 0,48 μm (lam). Trên màn hứng vân giao thoa. Trong đoạn giữa 3 vân sáng liên tiếp cùng màu với vân trung tâm có số vân đỏ và vân lam là A. 6 vân đỏ, 4 vân lam B. 9 vân đỏ, 7 vân lam C. 4 vân đỏ, 6 vân lam D. 7 vân đỏ, 9 vân lam Câu 20: Trong thí nghiệm khe I-âng về giao thoa ánh sáng, nguồn S phát ra đồng thời ba ánh sáng đơn sắc có bước sóng lần lượt: 0,40 µm (màu tím), 0,52 µm (màu lục) và 0,6 µm (màu cam). Giữa 2 vân sáng liên tiếp có màu giống như màu của vân trung tâm có A. 26 vân màu lục B. 38 vân màu tím C. 88 vạch sáng D. 25 vân màu cam Câu 21: Cho thí nghiệm I-âng, người ta dùng đồng thời ánh sáng màu đỏ có bước sóng 0,648 μm và ánh sáng màu lam có bước sóng từ 440 nm đến 550 nm. Giữa hai vân sáng liên tiếp cùng màu vân trung tâm, người ta đếm được 2 vân sáng màu đỏ. Trong khoảng này có bao nhiêu vân sáng màu lam? A. 3. B. 6 C. 5 D. 4. Câu 22: Trong thí nghiệm về giao thoa ánh sáng, chiếu đồng thời vào hai khe hai bức xạ có bước sóng và . Hệ thống vân giao thoa được thu trên màn, tại điểm M trên màn là vân sáng bậc 1 của bức xạ , và điểm N là vân sáng bậc 7 của bức xạ . Biết M và N nằm cùng về một phía so với vân sáng trung tâm. Trừ hai vạch sáng tại hai điểm M, N thì trong đoạn MN có A. 6 vạch sáng. B. 4 vạch sáng. C. 7 vạch sáng D. 8 vạch sáng. Câu 23: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng I-âng, thực hiện đồng thời với hai bức xạ có bước sóng 560 nm (màu lục) và 640 nm (màu đỏ). M và N là hai vị trí liên tiếp trên màn có vạch sáng cùng màu với vạch sáng trung tâm. Trên đoạn MN có A. 6 vân màu đỏ, 7 vân màu lục. B. 2 loại vạch sáng. C. 14 vạch sáng. D. 7 vân đỏ, 8 vân màu lục. 30

Câu 24: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng bằng khe Y-âng. Ánh sáng sử dụng gồm 3 bức xạ đỏ, lục, lam có bước sóng lần lượt là λ1 = 0,64 μm, λ2 = 0,54 μm, λ3 = 0,48 μm. 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 Câu 25: Trong thí nghiệm giao thoa Y-âng, nếu dùng đồng thời hai bức xạ λ1 = 0,5 μm và λ2= = 0,6 μm thì khoảng cách từ vân sáng trung tâm đến vân sáng cùng màu gần nhất là i12. Nếu dùng đồng thời ba bức xạ λ1, λ2 và λ3 = 0,8 μm thì trên màn quan sát được vân sáng cùng màu với vân trung tâm gần nhất cách nó A. 8i12 B. 4i12. C. i12. D. 2i12. Câu 26: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe là 0,50 mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là 2 m. Nguồn phát ra ba ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ1 = 0,40 μm; λ2 = 0,50 μm và λ3 = 0,60 μm. Khoảng cách ngắn nhất giữa hai vân sáng cùng màu với vân sáng trung tâm bằng A. 36 mm. B. 24 mm. C. 48 mm. D. 16 mm. Câu 27: Trong thí nghiệm về Y-âng về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa mặt phẳng chứa hai khe và màn quan sát là 2 m. Hai khe được chiếu đồng thời được chiếu đồng thời ba bức xạ λ1 = 0,4 μm; λ2 = 0,5 μm và λ3 = 0,6 μm. Khoảng cách ngắn nhất giữa hai vân sáng cùng màu với vân trung tâm đo được trên màn là 24 mm. Khoảng cách giữa hai khe là A. 0,4 mm. B. 0,5 mm. C. 0,3 mm. D. 0,6 mm. Câu 28: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng Y-âng, nguồn S phát đồng thời ba bức xạ có bước sóng λ1= 400 nm, λ2 = 500 nm và λ3 = 750 nm. Giữa hai vân sáng gần nhau nhất cùng màu với vân trung tâm còn quan sát thấy có bao nhiêu loại vân sáng? A. 4. B. 7. C. 5. D. 6. Câu 29: Trong thí nghiệm giao thoa Y-âng, nguồn sáng phát ra đồng thời 3 ánh sáng đơn sắc có bước sóng tương ứng λ1 = 0,42 μm (màu tím); λ2 = 0,56 μm (màu lục); λ3 = 0,70 μm (màu đỏ). Giữa hai vân sáng liên tiếp có màu giống như màu của vân trung tâm quan sát được vân quan sát được bao nhiêu vân màu tím, màu lục và màu đỏ? A. 15 vân tím; 11 vân lục; 9 vân đỏ. B. 11 vân tím; 9 vân lục; 7 vân đỏ C. 19 vân tím; 14 vân lục; 11 vân đỏ D. 12 vân tím; 8 vân lục; 6 vân đỏ Câu 30: Trong thí nghiệm giao thoa Y-âng, nguồn sáng phát ra đồng thời 3 ánh sáng đơn sắc có bước sóng tương ứng λ1 = 0,4 μm, λ2 = 0,48 μm và λ3 = 0,64 λ1. 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 Câu 31: Trong thí nghiệm giao thoa Y-âng, nguồn sáng phát ra đồng thời 3 ánh sáng đơn sắc có bước sóng tương ứng λ1 = 392 nm; λ2 = 490 nm; λ3 = 735 nm. Trên màn

31

trong khoảng giữa hai vân sáng liên tiếp có màu giống màu vân trung tâm ta quan sát được bao nhiêu vạch sáng đơn sắc ứng với bức xạ λ2? A. 11 B. 9 C. 7 D. 6 Câu 32: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng bằng khe Y-âng, khoảng cách giữa 2 khe kết hợp là 1,5 mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là 1,5 m. Ánh sáng sử dụng gồm 3 bức xạ có bước sóng λ1 = 0,4 μm, λ2 = 0,56 μm và λ3 = 0,6 μm. Bề rộng miền giao thoa là 4 cm, ở giữa là vân sáng trung tâm, số vân sáng cùng màu với vân sáng trung tâm quan sát được là A. 5 B. 1 C. 2 D. 4 Câu 33: Trong thí nghiệm về giao thoa ánh sáng có khoảng cách hai khe là 1mm, khoảng cách hai khe đến màn là 1m. Nguồn được chiếu đồng thời ba bức xạ đơn sắc có bước sóng λ1 = 400 nm; λ2 = 500nm và λ3 = 600 nm. Gọi M là điểm nằm trong vùng giao thoa trên màn quan sát cách vị trí trung tâm O một khoảng 7 mm. Tổng số vân sáng đơn sắc của ba bức xạ quan sát được trên đoạn OM là A. 19 B. 25 C. 31 D. 42 Câu 34: Trong thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe được chiếu đồng thời 3 bức xạ đơn sắc có bước sóng λ1 = 0,4 μm, λ2 = 0,5 μm, λ3 = 0,6 μm. Trên màn quan sát ta hứng được hệ vân giao thoa, trong khoảng giữa hai vân sáng gần nhau nhất cùng màu với vân sáng trung tâm, ta quan sát được số vân sáng bằng A. 28 B. 21 C. 33 D. 49 Câu 35: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, nguồn S phát ra ba ánh sáng đơn sắc: λ1= 0,42 μm (màu tím); λ2 = 0,56 μm (màu lục); λ3 = 0,70 μm (màu đỏ). Giữa hai vân sáng liên tiếp có màu giống như màu của vân trung tâm sẽ quan sát thấy tống cộng có bao nhiêu vân sáng đơn sắc riêng lẻ của ba màu trên? A. 44 vân. B. 35 vân. C. 26 vân. D. 29 vân. Câu 36: Trong thí nghiệm Y-âng, cho 3 bức xạ λ1 = 400 nm, λ2 = 500 nm, λ3 = 600 nm. Trên màn quan sát ta hứng được hệ vân giao thoa trong khoảng giữa 3 vân sáng gần nhau nhất cùng màu với vân sáng trung tâm, ta quan sát được số vân sáng là : A. 54 B. 35 C. 55 D. 34

Dạng A

5

Giao thoa với ánh sáng trắng

PHƯƠNG PHÁP GIẢI

Điều kiện ánh sáng trắng: 0,38m (tím)    0,76m (đỏ)

B

BÀI TẬP TỰ LUẬN

Bài 1: (SBT - KNTT) Thực hiện thí nghiệm Young về giao thoa với ánh sáng, khoảng cách giữa 2 khe là 2mm, khoảng cách giữa mặt phẳng chứa 2 khe và màn quan sát là 32

2m. Người ta chiếu sáng hai khe bằng ánh sáng trắng có bước sóng nằm trong khoảng từ 0,4𝜇m đến 0,76𝜇m. Hỏi tại điểm M trên màn ảnh cách vân trung tâm 3,3mm sẽ cho vân tối có bước sóng ngắn nhất bằng bao nhiêu? Lời giải: Vị trí tại M cho vân tối: xM = (k+ 0,5).

𝜆𝐷 𝑎

𝑎𝑥

𝑀 => 𝜆 = (𝑘+0,5)𝐷 =

2.10−3 .3,3.10−3 𝑘+0,5

(m)

Theo đề bài: 0,4.10-6 m ≤ 𝜆 ≤ 0,75.10-6 m => 0,4.10-6 ≤ 8,3 ≤ k ≤ 16 => 𝜆min =

2.10−3 .3,3.10−3 16+0,5

2.10−3 .3,3.10−3 𝑘+0,5

≤ 0,75.10-6

= 0,4. 10−6 m = 0,4𝜇m

Bài 2: (SBT - CTST) Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng, hai khe được chiếu bằng ánh sáng trắng có bước sóng trong khoảng từ 400 nm đến 750 nm. Những ánh sáng đơn sắc nào cho vân sáng tại vị trí vân sáng bậc bốn của ánh sáng đỏ? Lời giải: Ta có: 𝑥đ4 = 4.

𝜆đ 𝐷 𝑎

; 𝑥𝑠 = k .

𝜆𝐷 𝑎

; các ánh sáng đơn sắc khác cho vân sáng tại vị trí này

khi 4𝜆đ = k𝜆. Mà 400 ≤ 𝜆 ≤ 750. Suy ra: 4 < k ≤7,5 => k = 5,6,7 Ba ánh sáng đơn sắc khác cho vân sáng trùng lên vân sáng bậc bốn của ánh sáng đỏ, có bước sóng lần lượt là 429 nm; 500 nm; 600 nm Bài 3: Trong thí nghiệm giao thoa Y-âng, khoảng cách giữa hai khe là 1mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn 1m. Nguồn sáng S phát ánh sáng trắng có bước sóng nằm trong khoảng từ 0,38𝜇m đến 0,76𝜇m. Thí nghiệm thực hiện trong không khí. a) Tính độ rộng của quang phổ bậc 4 quan sát được trên màn. b) Tính bề rộng khoảng chồng chập của quang phổ bậc 3 và bậc 5. c) Hỏi tại điểm M trên màn cách vân sáng trung tâm những bức xạ nào cho vân sáng? Cho vân tối? d) Trên màn M là vị trí gần vân trung tâm nhất có đúng 3 bức xạ cho vân sáng. Tìm khoảng cách từ M đến vân trung tâm. Lời giải: a) Bề rộng quang phổ bậc 4 trên màn tính theo công thức:

b) Bề rộng khoảng chồng chập của quang phổ bậc 3 và bậc 5 là:

c) Tai điểm M bức xạ

cho vân sáng thì 33

Do Thay các giá trị k vào k 5

ta tìm được bước sóng của các bức xạ cho vân sáng tại M: 6 7 8 9 7/12

Tại điểm M bức xạ

7/16

7/18

cho vân tối thì

Do Thay các giá trị k vào k 5

ta tìm được bước sóng của các bức xạ cho vân tối tại M: 6 7 8

7/11

7/13

7/15

7/17

d) Vị trí có 3 bức xạ cho vân sáng: Để tại M có đúng 3 bức xạ chồng nhau thì vân màu tím quang phổ bậc k phải chồng lên vân màu đỏ quang phổ bậc

tức là:

Vị trí M gần nhất để tại đó có đúng 3 bức xạ cho vân sáng là

Bài 4: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe được chiếu bằng ánh sáng trắng có bước sóng từ 0,38𝜇m đến 0,76𝜇m. Khoảng cách giữa hai khe là 0,8mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứ hai khe đến màn quan sát là 1,2m. Độ rộng quang phổ bậc 3 (nằm về một phía so với vân sáng trung tâm) là bao nhiêu? Lời giải: Độ rộng quang phổ bậc 3 (nằm về một phía so với vân sáng trung tâm) là

34

Bài 5: Trong thí nghiệm Y-âng dùng ánh sáng trắng có bước sóng từ 0,4𝜇m đến 0,75𝜇m. Bề rộng quang phổ bậc 1 là 0,7mm. Khi dịch màn ra xa khe thêm 40 cm thì bề rộng quang phổ bậc 1 là 0,84mm. Khoảng cách giữa hai khe S1, S2 là bao nhiêu? Lời giải: Độ rộng quang phổ bậc 1 là: Khi chưa dịch màn: Khi dịch màn: Chia vế cho vế của

cho

ta được:

Thay lên , ta được: Bài 6: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe được chiếu bằng ánh sáng trắng có bước sóng từ 380 nm đến 760 nm Khoảng cách giữa hai khe là 0,8mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 2m. Trên màn, tại vị trí cách vân trung tâm 3 mm có vân sáng của các bức xạ với bước sóng bao nhiêu? Lời giải: Giả sử tại vị trí có tọa độ x = 3mm trùng với vân sáng bậc k của bức xạ có bước sóng 𝜆, ta có:

Do

nên

Do k ∈ Z nên có 2 bức xạ cho vân sáng trùng nhau tại vị trí có x = 3mm và bước sóng tương ứng là k 2 3

Bài 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 𝜇m đến 0,76 𝜇m Tại vị trí vân sáng bậc 4 của ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,76 𝜇m còn có bao nhiêu vân sáng nữa của các ánh sáng đơn sắc khác? Lời giải: 35

Tại vị trí xM là sự trùng nhau của vân sáng bậc 4 màu đỏ 0,76 𝜇m và bậc k của các màu khác, ta có: xM = 4iđ = ki

Do Do k ∈ Z nên có 4 giá trị của k = 5,6,7,8 ứng với ứng với 4 vân sáng khác màu đỏ tại M. Bài 8: Thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng. Khoảng cách giữa hai khe là 1 mm, màn quan sát đặt song song với mặt phẳng chứa hai khe và cách hai khe 2m. Chiếu sáng hai khe bằng ánh sáng trắng có bước sóng Bước sóng lớn nhất của các bức xạ cho vân tối tại điểm N trên màn, cách vân trung tâm 12 mm là bao nhiêu? Lời giải: Bước sóng của bức xạ cho vân tối tại vị trí x:

Cho

vào điều kiện bước sóng của ánh sáng trắng:

Trong các bước sóng của các bức xạ cho vân tối tại M, bước sóng ứng với k = 8 là bước sóng dài nhất ( 𝜆 càng lớn khi k càng nhỏ) là:

C

BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM

Câu 1: Trong thí nghiệm Iâng về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe hẹp bằng 1mm và khoảng cách từ hai khe đến màn là 2m. Chiếu sáng hai khe bằng một ánh sáng trắng có bước sóng từ 0,38μm đến 0,76μm, khi đó tại điểm M trên màn quan sát cách vân sáng trung tâm 7,2mm có bao nhiêu ánh sáng đơn sắc cho vân tối? A. 5. B. 3. C. 4. D. 7. Câu 2: Thực hiện giao thoa ánh sáng qua khe I-âng, biết a = 0,5 mm, D = 2 m. Nguồn S phát ánh sáng trắng gồm vô số bức xạ đơn sắc có bước sóng từ 0,4 μm đến 0,76 μm. Xác định số bức xạ bị tắt tại điểm M trên màn E cách vân trung tâm 0,72 cm? A. 2. B. 3. C. 4. D. 5. Câu 3: Trong thí nghiệm giao thoa I-âng đối với ánh sáng trắng khoảng cách từ 2 nguồn đến màn là 2 m, khoảng cách giữa 2 nguồn là 2 mm. Số bức xạ cho vân sáng tại M cách vân trung tâm 4 mm là 36

A. 4. B. 7. C. 6. D. 5. Câu 4: Trong thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng, các khe S1, S2 được chiếu bởi nguồn sáng có bước sóng từ 0,38μm đến 0,76μm. Những bức xạ đơn sắc có vân sáng trùng với vân sáng bậc 5 của ánh sáng tím là A. 0,667mm và 0,55 mm B. 0,567 mm và 0,5 mm C. 0,633 mm và 0,5 mm D. 0,633 mm và 0,475 mm Câu 5: Hai khe Young cách nhau 1mm được chiếu bằng ánh sáng trắng (0,4mm 0,76mm), khoảng cách từ hai khe đến màn là 1m. Tại điểm A trên màn cách vân trung tâm 2mm có các bức xạ cho vân tối có bước sóng A. 0,60mm và 0,76mm B. 0,57mm và 0,60mm C. 0,40mm và 0,44mm D. 0,44mm và 0,57mm Câu 6: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe được chiếu bằng ánh sáng trắng có bước sóng từ 380 nm đến 760 nm. Khoảng cách giữa hai khe là 0,8 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 2 m. Trên màn, tại vị trí cách vân trung tâm 3 mm có vân sáng của các bức xạ với bước sóng A. 0,48 μm và 0,56 μm. B. 0,40 μm và 0,60 μm. C. 0,45 μm và 0,60 μm. D. 0,40 μm và 0,64 μm. Câu 7: Thực hiện thí nghiệm giao thoa I-âng bằng ánh sáng trắng có bước sóng từ 380 nm đến 760 nm, khoảng cách giữa hai khe là a = 1,2 mm; khoảng cách từ hai khe đến màn D = 1,5 m. Tại điểm M trên màn cách vân trung tâm một đoạn bằng 2,5 mm, có mấy bức xạ cho vân sáng và mấy bức xạ cho vân tối ? A. 3 bức xạ cho vân sáng và 4 bức xạ cho vân tối B. 3 bức xạ cho vân sáng và 2 bức xạ cho vân tối C. 2 bức xạ cho vân sáng và 3 bức xạ cho vân tối. D. 4 bức xạ cho vân sáng và 3 bức xạ cho vân tối Câu 8: 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 380 nm đến 760 nm. M là một điểm trên màn, cách vân sáng trung tâm 2 cm. Trong các bước sóng của các bức xạ cho vân sáng tại M, bước sóng ngắn nhất là A. 417 nm. B. 570 nm. C. 0,385mm D. 0,76 mm Câu 9: Trong thí nghiệm Y- âng vè 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 380 nm đến 760 nm. M là một điểm trên màn, cách vân sáng trung tâm 2 cm. Trong các bước sóng của các bức xạ cho vân sáng tại M, bước sóng dài nhất là A. 417 nm B. 570 nm C. 714 nm D. 760 nm..

37

Câu 10: Thực hiện giao thoa với ánh sáng trắng có bước sóng từ 0,4 μm đến 0,7 μm. Hai khe cách nhau 2 mm, màn hứng vân giao thoa cách hai khe 2 m. Tại điếm M cách vân trung tâm 3,3 mm có bao nhiêu ánh sáng đơn sắc cho vân sáng tại đó? A.5 ánh sáng đơn sắc. B.3 ánh sáng đơn sắc. C.4 ánh sáng đơn sắc. D.2 ánh sáng đơn sắc. Câu 11: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe được chiếu bằng ánh sáng trắng có bước sóng từ 0,38 μm đến 0,76 μm. Tại vị trí vân sáng bậc 4 của ánh sáng đon sắc có bước sóng 0,76 μm còn có bao nhiêu vân sáng nữa của các ánh sáng đơn sắc khác? A.3. B.8. C.7. D.4. Câu 12: Trong thí nghiệm giao thoa Y-âng với ánh sáng trắng có bước sóng từ 380 nm đến 760 nm. Tại vị trí vân sáng bậc 12 của ánh sáng tím 0,4 μm có thêm bao nhiêu vân sáng của các bức xạ khác và có vân sáng bậc mấy của ánh sáng lục? A.6, bậc 9. B.5, bậc 9. C.5, bậc 8. D.6, bậc 8. Câu 13: Trong thí nghiệm Y- âng về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe sáng là 0,76mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là l,6m. Chiếu đến hai khe ánh sáng trắng gồm vô số ánh sáng đơn sắc từ đỏ đến tím có bước sóng từ 0,38 μm đến 0,76μm. Tại vị trí vân sáng bậc 5 của ánh sáng tím còn có mấy bức xạ đơn sắc khác nữa? A.5. B.3. C.4. D.2. Câu 14: Giao thoa với hai khe I-âng có a = 0,5 mm; D = 2 m. Nguồn sáng dùng là ánh sáng trắng có bước sóng từ 0,40 μm đến 0,75 μm. Tính bề rộng của quang phổ bậc 3. A. 4,2 mm. B. 1,4 mm. C. 6,2 mm. D. 2,4 mm. Câu 15: Trong thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng khoảng cách giữa hai khe a = 0,3 mm, khoảng cách từ mặt phẵng chứa hai khe đến màn quan sát D = 2 m. Hai khe được chiếu bằng ánh sáng trắng. Khoảng cách từ vân sáng bậc 1 màu đỏ (λđỏ = 0,76 μm) đến vân sáng bậc 1 màu tím (λtím = 0,40 μm) cùng một phía của vân sáng trung tâm là A. 1,8 mm. B. 2,4 mm. C. 1,5 mm. D. 2,7 mm. Câu 16: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe được chiếu bằng ánh sáng trắng có bước sóng từ 380 nm đến 760 nm. Tại điểm M trên màn quan sát với MS1 – MS2 = 3 μm, số bức xạ cho vân sáng là A.3 B.4 C.2 D.6 Câu 17: Trong thí nghiệm giao thoa Y-âng, khoảng cách giữa hai khe là 0,9mm, khoảng cách từ mặt phẳng hai khe đến màn là 1 m. Khe S được chiếu bằng ảnh sáng trắng có bước sóng từ 0,38 μm đến 0,76 μm. Bức xạ đơn sắc nào sau đây không cho vân sáng tại điểm cách vân trung tâm 3 mm? A.450 nm. B.650 nm. C.540 nm. D.675 nm. 38

Câu 18: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng bằng khe I-âng. Khoảng cách giữa 2 khe kết hợp là a = 2 mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là D = 2 m. Nguồn S phát ra ánh sáng trắng có bước sóng từ 380 nm đến 760 nm. Vùng phủ nhau giữa quang phổ bậc hai và quang phổ bậc ba có bề rộng là A. 0,76 mm B. 1,52 mm C. 0,38 mm D. 1,14 mm. Câu 19: Trong thí nghiệm giao thoa áng sáng dùng khe I-âng, khoảng cách 2 khe a = 1 mm, khoảng cách hai khe tới màn D = 2 m. Chiếu bằng sáng trắng có bước sóng thỏa mãn 0,39 µm ≤ λ ≤ 0,76 µm. Khoảng cách gần nhất từ nơi có hai vạch màu đơn sắc khác nhau trùng nhau đến vân sáng trung tâm ở trên màn là A. 3,24 mm B. 2,34 mm C. 2,40 mm D. 1,64 mm Câu 20: Trong thí nghiệm giao thoa khe Y-âng khe S phát ánh sáng trắng có bước sóng 0,38mm ≤λ ≤0,76mm. Hai khe hẹp cách nhau 1mm. Bề rộng quang phổ bậc 1 đo được là 0,38mm. Khi thay đổi khoảng cách từ hai khe đến màn quan sát bằng cách tịnh tiến màn quan sát dọc theo đường trung trực của hai khe thì bề rộng quang phổ bậc 2 trên màn là 1,14mm. Màn đã dịch chuyển một đoạn bằng A. 45cm. B. 55cm. C. 60cm. D. 50cm. Câu 21: Trong thí nghiệm của Y-âng về giao thoa ánh sáng với nguồn ánh sáng trắng, hai khe hẹp cách nhau 0,5 mm, khoảng cách hai khe tới màn là 2 m. Khoảng cách giữa vân sáng bậc 1 của ánh sáng màu đỏ có bước sóng dài nhất (λđ = 0,75 μm) và vân sáng bậc 1 của ánh sáng màu tím có bước sóng ngắn nhất (λt = 0,4 μm) trên màn (gọi là bề rộng quang phổ bậc 1) là A.2,8 cm. B.2,8 mm. C.1,4 cm. D.1,4 mm.

39