Lý Thuyết Quang Học đề Bài Tập Môn Quang Học Giải Bài Tập - 123doc

Có thể bạn quan tâm

Tải bản đầy đủ (.doc) (33 trang)

Trang chủ

Khoa Học Tự Nhiên

Vật lý

Lý thuyết quang học đề bài tập môn quang học giải bài tập

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (371.89 KB, 33 trang )

Lý Thuyết Quang-1Câu 18: Trình bày hiệu ứng Compton ?Trả Lời:Thí nghiệm: Chiếu tia X vào than chì => bị tán xạ (lệch khỏi phương truyềnthẳng)- Các quy luật:+ Nếu nguyên tử của chất tán xạ nhẹ thì tán xạ mạnh và ngược lại.+ Cường độ của tia tán xạ tỉ lệ với góc tán xạ∆λ = λ '− λ = λk (1 − cosθ )-λk = 2.432.10−12 mθ : góc tán xạ.- Giải thích định tính:+ Khi va chạm với electron của nguyên tử thì lệch khỏi phương truyền thẳng thì bị tán xạ.+Khi va chạm nó mất năng lượng do truyền một phần năng lượng cho electron mà nănglượng lại tỉ lệ nghịch với bước sóngα =30 Câu 17:Trình bày thuyết lượng tử ánh sáng và dùng thuyết lượng tử ánh sáng giảithích các định luật quang điện ?Trả lời:• Thuyết lượng tử ánh sáng. (thuyết photon)Ánh sáng không những được bức xạ mà còn bị hấp thụ và truyền đi thành từng lượngnăng lượng gián đoạn gọi là lượng tử ánh sáng._ Mỗi photon có năng lượng xác định:ε = hυh = 6.625 10−34 Js_ Công thức Anhxtanh+ Mỗi photon của chùm sáng chỉ tương tác với 1 electron tự do của kim loại vàphoton truyền toàn bộ năng lượng hυ của mình cho (e). (e) chuyển động trên bề mặtkim loại tiêu phí hết 1 phần năng lượng là A1 . Dùng 1 phần năng lượng để sinh côngthoát là A, phần năng lượng còn lại tạo thành động năng của (e) đó.mv 2AD định luật bảo toàn năng lượng: hυ = A1 + A +2AVới những (e) ở ngay mặt kim loại thì 1 = 0 suy ra đông năng lớn nhất suy ra vmaxmv 2hυ = A1 + A + max2• Giải thích các định luật quang điện._ Về giới hạn quang điện:+ Từ công thức Anhxtanh: => hiệu ứng quang điện chỉ có thể xảy ra khiAhυ ≥ A hay υ ≥hAĐặt υ0 = ⇒ υ ≥ υ0( υ0 : giới hạn quang điện: tần số nhỏ nhất của ánh sánghcòn có thể gây ra được hiệu ứng quang điện)c hcc⇒ λ < λ0Bước sóng: λ = và λ0 = =υ0 AυLý Thuyết Quang-2_ Về động năng ban đầu chuyển động hay hiệu điện thế hãmmv 2 maxhυ ACó:= eU h ⇒ hυ = A + eU h ⇒ U h =−2e e_ Về dòng điện bão hoà.+ Theo thuyết lượng tử thì cường độ chùm sáng rọi vào kim loại được xác định bởi sốphoton tới đó trong 1 đơn vị thời gian, trên 1 đơn vị diện tích của mặt kim loại.Vậy số (e) n được giải phóng khỏi kim loại trong 1 đơn vị thời gian tỉ lệ với số photonn’ tới mặt kim loại trong khoảng thời gian đóEn' =hυTrong đó E là nănng lượng chùm sáng và tỉ lệ với In ~ n’ mà n’~ E và E ~ I => n ~ ICâu 16: Trình bày hiện tượng quang điện ngoài và các định luật quang điệnTrả lời• Hiệu ứng quang điện ngoài._ Hiệu ứng quang điện ngoài là sự giải phóng e khỏi bề mặt của 1 vật dưới tác dụng củaánh sáng. Nó có thể xảy ra ở vật rắn, lỏng, khí._Thí nghiệm:+ Anot và catot được đặt trong bóng chân không (áp suất 10−6 mmHg ) có cửa sổ quanghọc bằng thạch anh F+Catốt K được làm bằng kim loại cần nghiên cứu hiện tượng quang điện. 2 điện cực A, Kđược nối với nguồn điện 1 chiều P. Hiệu điện thế giữa hai điện cực có thể thay đổi nhờbiến trở R+Khi rọi vào K bằng 1 chùm ánh sáng đơn sắc có bước sóng thích hợp, các e sẽ được giảiphóng khỏi K và chuyển dời về A dưới tác dụng của điện trường , tạo thành dđ trongmạch và sẽ được xác định bằng điện kế G. Dòng điện này được gọi là dòng quang điệncòn các e được bứt ra khỏi K bởi tác dụng của ánh sáng thì gọi là quang e. KLuận:- Cường độ dòng quang điện tăng khi tăng cường độ ánh sáng rọi vào bản K- Điện tích được giải phóng ra khỏi K là điện tích âm._Đường đặc trưng Vôn_ampe+ Khi hiệu điện thế U giữa hai cực thay đổi thì dòng quang điện cũng thay đổi. Đườngcong biểu diễn sự phụ thuộc của cường độ dòng quang điện ia vào hiệu điện thế U( ia = f (U)) gọi là đường đặc trưng Vôn_ampe.+Khi U ≥ U 0 dòng quang điện không thay đổi, giá trị lớn nhất của dòng quang imax = i0được gọi là dòng quang điện bão hoà.i0 = ne( n: số e được giải phóng khỏi K trong 1s)+Khi U = 0 vẫn có dòng điện và nó chỉ bằng 0 khi U có 1 giá trị âm U h phụ thuộc bảnchất kim loại và tần số (bước sóng) của ánh sáng rọi vào Kmv 2 maxe: điện tích= eU h2m: khối lượng• Các định luật quang điện._Định luật về dòng điện bão hoà (định luật Xtôlêtôp)Khi tần số của ánh sáng rọi vào catot không đổi, cường độ dòng quang điện bão hoà tỉ lệvới cường độ của chùm sáng mà catot nhận đượcLý Thuyết Quang-3i0 ~ ICó i0 = ne => n ~ I- Phát biểu khác: số e được giải phóng khỏi K trong 1 đơn vị thời gian tỉ lệ vớicường độ I của chùm sáng mà K nhận được._Định luật về vận tốc ban đầu chuyển động của quang e.+Vận tốc ban đầu chuyển động của quang điện e không phụ thuộc vào cường độ củachùm sáng rọi vào K mà chỉ phụ thuộc vào tần số của chùm ánh sáng đó.+Tần số càng lớn thì vận tốc càng lớn._ Định luật về giới hạn quang điện.Đối với mỗi kim loại xác đinh, hiệu ứng quang điện chỉ xảy ra khi tần số υ (hay bướcsóng λ ) của chùm sáng rọi vào bản kim loại lớn hơn 1 giá trị υ0 (hay nhỏ hơn 1 giá trị λ0) của kim loại đóυ ≥ υ0λ < λ0Câu 15: Trình bày thuyết lượng tử năng lượng – công thức Plăng?Trả Lời._ Bức xạ điện từ được phát ra dưới dạng những năng lượng riêng rẽ. ε được gọi là lượngtử năng lượng và có năng lượng được xác định bằng công thứchcε = hυ =λNăng lượng của bức xạ: E = n ε_Công thức Plăng.2π hc 21U ( χ ,T ) =. hcλ kT5λe−1Câu 14: Các định luật bức xạ của vật đen tuyệt đối.Trả lời.Vật đen tuyệt đối: là vật hấp thụ tất cả các bức xạ điện từ. trong thực tế ta ko hềcó vật đen tuyệt đối. Nên ta chỉ có vật gần giống vật đen tuyệt đối và ta coi như làvật sáng.• Bức xạ nhiệt: là bức xạ do mọi vật có nhiệt độ khác 0 (Kenvin) phát ra. Đặc điểmcủa bức xạ nhiệt là bức xạ cân bằng.• Định luật Stephan _ Bolzoman.−8ReT = δ T 4δ = 5.7. 10 W 2 4m KĐộ trưng năng lượng tỉ lệ với luỹ thừa bậc 4 của nhiệt độ tuyệt đối.• Định luật Vin._ Vin I :•bb = 2.,9. 10−3 maxKTBứơc sóng ứng với năng suất phát xạ cực đại của vật đen tuyệt đối tỉ lệ nghịch vớinhiệt độ tuyệt đối_ Vin II:−3U λ ,T = B.T 5B = 1,03. 10 W m3 K 5λmax =Lý Thuyết Quang-4Năng suẩt phát xạ đơn sắc của vật đen tuyệt đối tỉ lệ vơí luỹ thừa bậc 5 của nhiệt độtuyệt đối.Câu 13: Sự tán xạ của ánh sáng.••-Trả lời.Hiện tượng: Khi ánh sáng truyền trong môi trường trong suốt và ko đồng tính thìánh sáng bị lệch khỏi phương truyền thẳng được gọi là hiện tượng tán xạ ánhsáng.Môi trường vẩn đục:Nx: + Nếu chùm tia tới là ánh sáng trắng thì ta thấy ánh sáng có bước sóng càngngắn càng bị tán xạ nhiều (điều này gthích htượng bầu trời có màu xanh)+ Ánh sáng tán xạ là ánh sáng phân cực 1 phần. Nếu xét tia tán xạ theophương vuông góc thì bị phân cực thẳng+Cường độ sáng tuân theo công thứcIϕ = I π (1 + cos 2ϕ )2+ Định luật Relây1λ4Cường độ của chùm ánh sáng tán xạ tỉ lệ nghịch với luỹ thừa bậc4 của bước sóngánh sángVới môi trường tinh khiếtThực nghiệm cho thấy ngay với môi trường trong suốt cũng xảy ra hiện tượng tánxạ. Nguyên nhân do sự thăng giáng mật độ môi trường.I ~ W4 =•Câu 12: Trình bày sự hấp thụ ánh sáng.Trả lời_ Là hiện tượng giảm cường độ ánh sáng khi truyền trong 1 môi trường._ Giải thích: dưới tác dụng của điện trường của ánh sáng các e của nguyên tử thựchiện dao động cưỡng bức với tần số bằng tần số của ánh sáng tơí. e dao động phátsóng thứ cấp. Sóng thứ cấp giao thoa với sóng tới tạo thành sóng tổng hợp lan truyềntrong môi trường và có biên độ nhỏ hơn biên độ của sóng tới dẫn đến cường độ ánhsáng đi qua môi trường bị thay đổi. Năng lượng của sự giảm biên độ sóng tới là donguyên tử hấp thụ 1 phần năng lượng của ánh sáng tới.Với các e tự do nó có khả năng hấp thụ toàn bộ năng lượng của sóng ánh sáng tới. Vìvậy với các kim loại mỏng ánh sáng cũng không truyền qua được._ Giả sử cường độ ánh sáng chiếu tới là I 0 , lớp dày là l , k là hệ số hấp thụI = I 0 e − kl => định luật BugheTa có: Cường độ ánh sáng truyền qua 1 môi trường hấp thụ giảm theo định luật hàm sốmũ. Nếu môi trường là dung dịch có nồng độ chất hoà tan là cα là hệ số hấp thụ trên 1 đơn vị nồng độ.k = α .c_ Định luật Bughe – BiaI = I 0e −α clCâu 11: Trình bày sự tán sắc ánh sáng?Lý Thuyết Quang-5Trả lời.*Thí nghiệm: chiếu ánh sáng trắng vào lăng kính thấy ánh sáng bị tách thành dải đỏ->tím => hiện tượng tán sắc ánh sáng.sự phụ thuộc của chiết suất vào tần sốn = f (ω )*Dùng thuyết e để giải thích hiện tượng tán sắc._ xét 1 khối điện môi trong suốt chỉ chứa 1 loại nguyên tử, mỗi nguyên tử chỉ chứa 1loại e có khả năng dao động cưỡng bức_Chiếu 1 ánh sáng đơn sắc vào môi trường e chịu lực cưỡng bức (lực điện từ) có độ lớn e.E_Giả sử bản thân e có 1 dao động riêng => chịu tác dụng của lực hồi phục bằng (-kx) Khi dao động trong nguyên tử bị cản trở bởi các e khác khiến cho dao động trênhệ tắt dần, lực làm dao động khác tắng dần có độ lớn (-gx) Phương trình định luật II cho e có...eE − kx − g x = m x...eE0 cosω t − kx − g x = m xChia cả 2 vế cho m ta được;ekg . ..E0 cosω t − x − x = xmmm_ Nếu bỏ qua ma sát: g = 0..eE0 cosω t − ω02 x = xm_ Phương trình có dạng:ex=.Ecosω t2m(ω0 − ω 2 )Trong đó theo điện động lực học ta có:4π Nexn2 = 1 +E4π Ne 22=> n = 1 +m(ω02 − ω 2 )N: số nguyên tử trên 1 đơn vị thể tích. n phụ thuộc ω => dùng thuyết e đã giải thích được hiện tượng tán sắc.Lý Thuyết Quang-6Câu 10: Trình bày sự phân cực ánh sáng do lưỡng chiết.Trả lời.*Thí nghiệm:_Khảo sát sự truyền ánh sáng qua tinh thể băng đá lan. Thí nghiệm cho thấy rằngtrong tinh thể đá băng lan có 1 phương đặc biệt duy nhất khi cho tia sáng truyền theophương đó nó sẽ ko bị tách ra thành 2 tia. Phương đặc biệt đó được gọi là trục quanghọc của tinh thể._Nếu chiếu 1 tia sáng tự nhiên không trùng với trục quang học thì thực nghiệm chothấy nó bị tách thành 2 tia. 1 tia được gọi là tia thường truyền thẳng tia khúc xạ là tiabất thường_Thực nghiệm cho thấy cả 2 tia đêu là phân cực thẳng nhưng chúng phân cực trong 2rmặt phẳng vuông góc với nhau. Với tia bất thường vecto E trùng mặt phẳng chưatrục quang học và tia thường. còn với tia thường vuông góc.*Giải thích hiện tượng._Là do sự phụ thuộc của chiết suất của tinh thể với các tia là khác nhau (hiện tượngphụ thuộc chiết suất là hiện tượng lưỡng chiết)r_Phân tích vecto sáng E thành 2 vecto vuông gócrEe : vecto sáng của tia bất thườngrE0 : vecto sáng của tia thường.E0 = E sin αEe = Ecosα Cường độ sáng của 2 tia.I 0 E02= 2 = tan 2 αI e EeThay đổi góc tới i của tia tới, đo góc khúc xạ r0 , resin i= n0+Đối với tia thường chiết suất ko đổi:s inr0sin ic= ne =+Đối với tia bất thườngs inreve_ Chiết suất ne phụ thuộc vào phương truyền. Dẫn đến ve cũng phụ thuộc vàophương truyền. Nếu ve < vận tốc tia thường thì ta có tinh thể dương với ne > n0Nếu ve > vận tốc tia thường ta có tinh thể âm với ne < n0 .Lý Thuyết Quang-7-Câu 9: Sự phân cực ánh sáng và sự phân cực ánh sáng do sự phản xạ và khúc xạ ?•Trả lời.Sự phân cực ánh sáng.α = 30_Ánh sáng tự nhiên.r+ Ánh sáng là sóng điện từ, sóng ngang có vectơ E vuông góc vơi phương truyềnsóngr+ Bình thường với ánh sáng tự nhiên E dao động đều theo mọi phương_Bản phân cực.+Thông thường là những bản tinh thể trong suốt mà khi cho ánh sáng truyền qua thìánh sáng trở thành ánh sáng phân cựcvd: bản Tuamalin, tinh thể đá băng lan,….r+ Mặt phẳng chứa vecto E đựơc gọi là mp dao động, mp’ vuông mp’ dao động đượcgọi là mp’ phân cực_Hiện tượng biến ánh sáng tự nhiên thành ánh sáng phân cực được gọi là sự phân cựcánh sáng._Gthích sự phân cực ánh sáng (truyền qua Tuamalin)+Do ánh sáng là sóng ngang nên E vuông góc với phương truyền sóng. Mà bảnrTuamalin chỉ cho truyền qua những vtơ E trùng trục quang học và giữ lại những vtơrE vuông góc với trục quang học• Sự phân cực ánh sáng do phản xạ và khúc xạLý Thuyết Quang-8_Xét 1 tia tới mặt phân cách của 2 môi trường có chiết suất khác nhau (vd: kk và nc’)_Nghiên cứu về tia phản xạ và khúc xạ thấy chúng đều là ánh sáng phân cực 1 phầnrvà thực nghiệm cho thấy với tia phản xạ vtơ E dao động ưu tiên theo phương củarmặt phẳng tới còn tia khúc xạ cũng là phân cực 1 phần nhưng phương E trùng mặtphẳng tới._Khi thay đổi góc tới i đến giá trị iB thì tia phản xạ và khúc xạ vuông góc với nhaurlúc này tia phản xạ và khúc xạ trở thành phân cực thẳng (toàn phần) với E của tiarphản xạ vuông góc với mặt phẳng tới, E của tia khúc xạ trùng với mặt phẳng tới_Theo định luật khúc xạ ta có:sin iB sin iB== n21 ⇒ tan iB = n21 => định luật Briuxtos inr cosiBCâu 8: Trình bày về cách tử nhiễu xạ.Trả lời.• Nhiễu xạ sóng phẳng_ Sóng phẳng là sóng có mặt đầu sóng là mặt phẳng hay các tia sáng trong chùm sángsong song với nhau. Tức là nguồn sóng coi như đặt ở vô cùng_Cách tử nhiễu xạ là hệ thống gồm những khe hẹp có cùng độ rộng đặt song song vàcách đều nhau+ Phân loại: - cách tử truyền qua.- cách tử phản xạ.+Các đại lượng đặc trưng: - chu kì các tử b: là hình chiếu giữa 2 khe hẹp gần nhauliên tiếpl1- số khe trên 1 đơn vị độ dài l: n = thường lấy l=1 => n =bbKhi ánh sáng truyền qua khe cách tử nó bị nhiễu xạ bởi các cách tử và ánh sáng thuđược ở trên màn quan sát là tổng hợp của ánh sáng bị nhiễu xạ của tất cả các khe.Điều kiện để quan sát được chuyển động nhiễu xạ bậc k là:kλsin ϕ =b• Nhiễu xạ trên mạng tinh thể_Mạng tinh thể là sự sắp xếp có trật tự của các tinh thể trong không gian. Do khoảngcách giữa các nguyên tử là nhỏ nên ta có thể coi mạng tinh thể như là 1 cách tử cóchu kỳ rất nhỏ. Vị trí các cực đại nhiễu xạ được x/đ bởi các đ/k2dsinθ =kλ=> đ/k Vunfo-BragTrong đó: k là bậc của nhiễu xạθ là góc chiếu tớid là hằng số mạng_Ứng dụng; nghiên cứu cấu trúc mạng cho ta bthức mạng này là mạng của chất ji` vàdự đoán được tính chất vật lý của nó.Câu 7:Trình bày về sự nhiễu xạ của sóng cầu qua 1 màn chắn tròn và qua 1 lỗ trònTrả lời.Lý Thuyết Quang-9-•Nhiễu xạ qua 1 lỗ tròn.Xét sự truyền ánh sáng từ O tới P qua lỗ tròn AB. Vẽ mặt cầu tâm P dựa vào lỗ AB. Từ P làtâm vã các đới cầu Fresnel trêm đới cầu ∑ , giả sử lỗ chúa n đới. Biên độ thành phần điệntrường tai P sẽ là:E0 = E 01 − E02 + E03 − E04 + ... ± E0 nLấy dấu + nếu là số lẻ, dấu – nếu là số chẵn.Ta sắp xếp lại biểu thức: E0 n 2 . ________________(n ∈ 2k + 1)E01  E01E03 E0 =+− E02 ++ ... = 2  22 ÷ E0,n −1 − E ≈ − E0 n ____(n ∈ 2k )0n 22Từ (6.1) ta rút ra:EE  + ⇐ n ∈ 2k + 1E0 = 01 ± 02 22  − ⇐ n ∈ 2kKết luận:1. Khi không có màn chắn hoặc lỗ có kích thước lớn thì E0 n ≈ 0 , nên cường độ sángE2tại P sẽ là: I 0 = 01 = I142. Nếu lỗ chứa một số lẻ đới thì2 E01 E02 I =+f I02 ÷ 2Tức là điểm sáng P sẽ sáng hơn so với khi không có màn chắn. Đặc biệt khi có một đới2I = ( E01 ) = 4 I 0thì:•Nhiễu xạ do 1 màn tròn( hay một đĩa tròn)Lý Thuyết Quang- 10 -Đặt giữa nguồn sáng điểm O và điểm quan sát P. một đĩa tròn có bán kính r0 . Giả sử đĩache mất m đới Fresnel đầu tiên, khi đó biên độ cường độ điện trường tổng hợp tại P là:EEEE0 = E0,m +1 − E0, m + 2 + E0, m +3 − ... = 0,m +1 +  0, m+1 − E0, m+ 2 + 0,m + 2 ÷+ ...22  2Các biểu thức trong dấu ngoặc bằng không và số đới tiến tới vô cùng, nên:EE0 = 0,m +12Ta thấy: mặc dù bị che khuất, nhưng cường độ sáng tại P vẫn khác 0Câu 6: Trình bày phương pháp chia đới FresnelTrả lời_Xét sự truyền ánh sáng từ 1 nguồn sáng điểm O tới 1 điểm P. Do S là nguồn sáng điểmnên mặt đầu sóng là mặt cầu. Xét 1 mặt đầu sóng cách nguồn S 1 khoảng là R. Lấy P làmtâm quay bán kínhλkλb, b + ,......, b +22λNotes: 2 đới liên tiếp nhau 1 khoảngnên có biên độ ngược pha nhau2Lý Thuyết Quang- 11 ¼MDiện tích đới thứ n: dS n = 2π M n H .Mnn +1¼MTrong đó M n H = rn là bán kính , rn = R sin α , Mnn +1= RdαNên: dS n = 2π R sin α dα2kλ 22) = R 2 + ( R + b ) − 2 R ( R + b ) cosα2Lấy vi phân hai vế ta có: 2rdr = 2R(R+b)sin α d αkλ 2Vì λ = nên bỏ qua ( )2Ta được: Rsin α d α = rdr/(R+b) trong đó dr = λ / 2Thay vào biểu thức của diện tích dSn ta đượcπ R.bdS n =λ vậy diện tích của mỗi đới cầu không phụ thuộc vao n, nên các đớiR+bcầu có diện tích bằng nhau.Tính bán kính của các đới cầu: rn = R sin αα rất nhỏ, nên: rn ≈ R.αTrong tam giác OM n P ta có:2Ta có: r = (b +kλ 22) = R 2 + ( R + b ) − 2 R ( R + b ) cosα kbλR.bλ2⇒ rk ≈k⇒α =2R ( R + b)R+bα2cosα = 1 −,λ ≈ 02rk : bán kính đới thứ kVậy bán kính đới cầu tỉ lệ với kTheo nguyên lý Huyghen, mỗi đới xem là một nguồn thứ cấp. gửi ánh sáng tới P. Do diệntích bằng nhau nên cường độ sáng của mỗi đới là như nhau, các đới này thỏa mãn cácđiều kiện kết hợp, nên chúng sẽ giao thoa với nhau. Thành phaand điện trường E tại P sẽlà tổng hợp của các cường độ điện trường từng đới gửi tới P. Gọi Eon là biên độ điệntrường của đới thứ n gủi tới P. Khi n tăng lên, các đới cầu càng xa P. nên góc nghiêng θgiảm dần, nên cường độ điện trường cuãng giảm dần, nên:E01 ff E02 E03 f ...Tuy nhiên θ giảm rất chận, nên biên độ cũng giảm rất chậm. nên có thể coi:E+ E0, k +1E0 k = 0,k −1(6.1)2Mặt khác do hai đới cách nhau khoảng λ / 2 , nên độ lệch pha giữa hai đới sẽ là:(b +Lý Thuyết Quang- 12 -2π λ. = π ( chúng ngược pha nhau)λ 2Vậy thành phần điện trường tổng hợp tại P sẽ là:E0 = E 01 − E02 + E03 − E04 + ...aaaaaaaa p = 1 + ( 1 − a2 + 3 ) + ( 3 − a4 + 5 ) + 5 − .... ± k2222222aaap = 1 ± k2 2a aa_Nếu số đới là lẻ thì: a p = 1 + k > 1 = a02 22a1 ak_Nếu là số chẵn đới : a p = −2 2a-Nếu ánh sáng ko bị chắn thì k = ∞ => ak = 0 và a p = 1 = a02ϕ=Câu 5: Hiên tượng nhiễu xạ ánh sáng và dùng nguyên lý huyghen_Fresnel giải thíchh.tượng nhiễu xạ ánh sángTrả lời.• Hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng_Theo quang hình học thì trong môi trường đồng tính ánh sáng truyền thẳng. Tuynhiên thực nghiệm chứng tỏ rằng điều đó ko phải bao giờ cũng đúng._Ta xét 2 thí nghiệm sau:T/no1: cho a/s’ từ 1 nguồn a/s’ điểm S bkỳ chiếu tới 1 lỗ tròn nhỏ trên 1 miếng bìa.Phía sau miếng bìa đặt 1 màn E. Nếu lỗ đủ nhỏ thì ở bên chỗ trường tối xhiện nhữngvệt sáng tối xen kẽ nhauVậy ánh sáng tróng TH này ko tuân theo định luật truyền thẳngLý Thuyết Quang- 13 -T/no2: Đặt 1 dây kim loại mảnh song song với 1 khe sáng. Sau đoạn dây đặt mànquan sát E // với đoạn dây._Theo định luật truyền thẳng thì miền AB bị che khuất bởi sợi dây phải là miền tối vàngoài miền dó phải được rọi sáng đều. Tuy nhiên tại điểm M nằm trên trục đối xứngcủa AB ở trong miền tối ta vẫn thấy có ánh sáng ở lân cận các điểm A ta vẫn thấy cácvân tối và sáng xem kẽ nhau. Rõ ràng ở đây ánh sáng cũng ko truyền thẳng htượng a/s’ bị lệch khỏi phương truyền thẳng khi đi qua gần mép những vật chắnsáng được gọi là nhiễu xạ ánh sáng• Nguyên lý Huyghen_Fresnel._Để gthik htượng nhiễu xạ as người ta coi as là sóng. Nglý Huyghen cho ta gthik địnhtính htg nhiễu xạ còn nglý Fresnel bổ sung cho ta gthik tính định lượng_ Nguyên lý Huyghen.+ Nd: Tại mỗi điểm trên phương truyền sóng có thể trở thành các nguồn phát sáng thứcấp và tiếp tục phát a/s về phía trước nó+ gthik định tính: tại các điểm trong vùng trường tối sẽ có sóng a/s gây bởi nguồn thứcấp truyền đến. Nó sẽ là điểm sáng nếu hiệu quang trình gửi nó k λ và điểm tối nếuλhiệu quang trình k λ +2_Nguyên lý FresnelPha và biên độ dao động của các nguồn thứ cấp là pha và biên độ dđ của nguồn gửiđến vtrí của nguồn thứ cấp.Câu 4:Thành lập công thức tính khoảng vân trong thí nghiệm giao thoa của lưỡngthấu kính BiêTrả lời.Lý Thuyết Quang- 14 -s. f(e rất nhỏ)s− f_Xét 2 tam giác đồng dạng SO1O2 , SS1S2 cóes=S1S 2 s + s 'Ta có s ' =e( s + s ')f= e(1 +)ss− ff⇒ d = e(1 +)s− fD = l −s'l −s'.λ_Lại có: ⇒ ∆x =fe(1 +)s− f⇒ S1S 2 = d =Câu 3: Thành lập công thức tính khoảng vân trong trường hợp thí nghiệm giao thoacủa gương FresnelTrả lời.Lý Thuyết Quang- 15 -_Dụng cụ gồm 2 gương G1 , G2 đặt nghiêng 1 góc α . Nguồn sáng S đặt trước 2gương. Qua G1 cho ảnh S1 , qua G2 cho ảnh S2 , S1 S 2 ảo, gần nhau và là 2 nguồn kếthợp_Hai chùm tia sáng phản xạ trên 2 gương gặp nhau và giao thoa với nhau. Màn E đặttrong trường giao thoa sẽ quan sát được vân giao thoa_khoảng cách S đến I: aE đến I : lảnh đến màn E: D= l+aVì α rất nhỏ nên d=2 α .aa+l.λ=> ∆x =2α .aCâu 2: Thành lập công thức tính khoảng vân trong trường hợp thí nghiệm giao thoacủa lưỡng lăng kính FresnelTrả lời_K/c từ S-> lăng kính; aLăng kính-> màn: lLý Thuyết Quang- 16  k/c từ ảnh đến màn E: D=a+l-Vì lăng kính có góc chiết quang α nhỏ nên góc lệch giữa tia tới và tia ló khi truyền∆ = α (n − 1)qua lăng kính làTa có:d = S1S 2 = 2a.tan∆ =2a.tan(n − 1)αα=⇒ d = 2a( n − 1)αD( a + l )λ⇒ ∆x = λ =d2a (n − 1)αCâu 1:Trình bày hiện tượng giao thao ánh sáng và thành lập công thức tính khoảngvânTrả lời.• Hiện tượng giao thoa ánh sáng_A/s là sóng điện từ có bước sóng nằm trong khoảng 0,38 ÷ 0, 76 µ m_Gthoa là sự tổng hợp của 2 hay nhiều sóng kết hợp mà kết quả là tạo ra trong trườnggiao thoa những điểm sáng, tối xen kẽ nhauVùng sáng là vùng ánh sáng được tăng cường, vùng tối là vùng ánh sáng bị triệt tiêu_Sóng a/s kết hợp là sóng thoả mãn: cùng tần số, độ lệch pha không đổi theo thờigian.• Thành lập công thức tính khoảng vân_Xét 2 nguồn k/hợp S1 , S 2 đặt cách nhau 1 khoảng d_Đặt 1 màn E cách 2 nguồn k/hợp 1 khoảng D. Xét sự giao thoa tại 1 điểm M trênmàn quan sát cách S1 , S 2 lần lượt là r1, , r2_Coi môi trường là không khí, chiết suất n = 1-Ta códd2r2 2 = D 2 + ( x + ) 2 = D 2 + x 2 ++ xd24dd2r1, 2 = D 2 + ( x − )2 = D 2 + x 2 +− xd24⇒ r2 2 − r1, 2 = 2 xd⇔ (r2 − r1 )( r2 + r1 ) = 2 xd⇔ ∆L(r2 + r1 ) = 2 xdd = D ⇒ r2 + r1 ≈ 2 D⇒ xd = D.∆LD.∆L⇒x=dLý Thuyết Quang-Nếu tại M là vân sáng => ∆L = k λD=> xs = k λd_Nếu tại M là vân tối => ∆L = (2k + 1)=> xt =Dλ(2k + 1)d2- 17 -λ2-Khoảng vân: khoảng cách giữa 2 vân sáng, vân tối liên tiếp:∆x =D.λdLý Thuyết QuangĐề bài tập môn Quang học- 18 -Đề 1: Một bản mặt song song dạy 1 cm bằng thủy tinh có chiết suất n= 1,73, mặt dưới mạ bạc đặttrong không khí. Một tia sáng tới mặt trên của bản dưới góc tới i = 60  . Hãy xác định khoảng cách giữa haitia ló phản xạ từ mặt trên và mặt dưới của bản.Đề 2: Cho một bản mỏng song song, bằng thủy tinh dày d= 10 cm đặt trong không khí. Chiết suất thủytinh n= 1,5. Chiếu ánh sáng tới dưới góc i = 70  . Tìm độ dịch chuyển δ của tia ló so với tia tới.Đề 3: Một lăng kính có góc chiết quang α = 30  và chiết suất n= 1.6. Mặt sau của lăng kính đượctráng bạc.a, Một tia tới rọi vào mặt dưới của lăng kính, phải có góc tới bằng bao nhiêu để tia phản xạ trùng vớinó?b, Nếu góc tới i = 60  thì góc ló bằng bao nhiêu?Đề 4: Hai nguồn sóng kết hợp S1 , S 2 đặt cách nhau một khoảng d=2mm, phát ra ánh sáng đơn sắc cóbước sóng λ = 0.5µm . Khoảng cách từ màn quan sát đến nguồn kết hợp là D = 2m . Điểm A nằm trên màn tiaS1 A vuông góc với mặt phẳng của màn. Hãy xác định:1.Tại điểm A trên màn, quan sát được vân sáng hay vân tối?2. Nếu bây giờ trên đường truyền của tia S 2 A ta đặt một bản mặt phẳng song song bằng thủy tinh( n= 1.5) độ dày a = 10.5µm vông góc với tia này thì tại A sẽ quan sát được vân sáng hay vân tối?Đề 5: Hai khe I.âng cách nhau 0.2 mm, màn quan sát cách khe 1m. Vân sáng thứ 3 cách vân trung tâm7.5 mm tính bước sóng của ánh sáng đã dùng?Đề 6: Trong thí nghiệm với lưỡng lăng kính Fresnel, khỏang cách từ nguồn sáng đơn sắc ( λ = 0.6 µm )đến lưỡng lăng kính là a= 20 cm.Khoảng cách từ lưỡng lăng kính tới màn quan sát là l=190cm, góc chiết quang của lưỡng lăng kính d=0.01 radian, chiết suất của lưỡng lăng kính n=1.5a, Tính khoảng cách giữa hai nguồn sóng kết hợp và độ rộng của trường giao thoa trên màn quansát?b, Tính khoảng vân và số vân xuất hiện trong trương giao thoa?c,Bây giờ thay nguồn đơn sắc bwangf nguồn ánh sáng trắng (0,4 µ m ≤ λ ≤ 0,76 µ m ). Tìm tất cảcác thành phần đơn sắc trong ánh sáng trắng cho cường dộ sáng bằng 0 tại P cách vân trung tâm một khoảng x=3,3 mm.Đề 7: Ánh sáng phát ra từ nguồn đơn sắc ( λ =0,5 µ m) ghiếu vào một lưỡng thấu kính.1, Hãy xác dịnh vị trí hai ảnh S1 , S 2 của Scho bởi lưỡng thấu kính và khoảng cách giữa hai ảnh đó.Biết S = 75cm, bán kính thẩu độ của thấu kính d 0 =6cm,f’= 50 cm, e =1mm.2, Màn quan sát đặt vuông góc với trục chính và cách lưỡng thấu kính một doạn l. Bắt đầu giá trị nào l0của l thì quan sát được vân giao thoa trên màn. Khoảng vân ∆ x sẽ thay đổi như thế nào nếu ta dịch chuyểnmàn quan sát ? Tính ∆ x khi l = 3m.3, Khi l=3m tính độ rộng b của hệ vừa quan sát được trên màn .Có bao nhiêu vân sáng quan sát đượctrên đó? Bắt đầu từ đó đưa ra xa, hỏi dộ rộng của màn quan sát được sẽ thay đổi như thế nào?Đề 8: Cho một chum ánh sáng trắng chiếu vuông góc với mặt bản mỏng thủy tinh hai mặt song songcó chiết suất n =1,5 và độ dày d = 0.40 µ m. Cho biết quang phổ của ánh sáng trắng gồm mọi ánh sáng đơnLý Thuyết Quang- 19 µµsắc có bước sóng giới hạn từ 0,4 m đến 0,7 m. Hỏi những chum sáng phản xạ nào trong ánh sáng trắng sẽđược tăng cường.Đề 9:Trên mặt của một bản thủy tinh phẳng chiết suất n = 1,5, người ta phủ một màng mỏng trong suốtcó chiết suất n’ =1,4. Chiếu một chùm ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ 0 = 0,6 µ m theo phương gần vuônggóc với bản thủy tinh. Không khí có chiết suất n 0 = 1Hãy xác định dộ dày nhỏ nhất của màng mỏng để các cặp tia sáng phản xạ trên hai mặt cảu bản mỏnggiao thao với nhau và cường độ sáng cực tiểu.Đề 10: Một chùm sáng dơn sắc song song có bước sóng λ 0 =0,55 µ m chiếu vông góc với mặt dướicủa bản mỏng thủy tinh có chiết suất n = 1.5. Quan sát hệ vân giao thoa của chùm sáng phản xạ, người ta thấyđộ rộng của mỗi khoảng vân trên trên mặt nêm bằng I = 0.21 mm. Hãy xác định:1.Góc nghiêng của bản mỏng nêm thủy tinh.2.Độ đơn sắc của chùm tia tới đặc trưng bởi tỉ số ∆ λ 0 / λ nếu các vân giao thoa bị biếnmất ở khoảng cách x = 1.47 mm tính từ cạnh nêm.Đề 11: Cho một chùm sáng đơn sắc song song chiếu vông góc với mặt phẳng của bản mỏng không khínằm giữa bản thủy tinh phẳng đặt tiếp xúc với mặt cong của một thấu kính phẳng đặt lồi . Bán kính mặt lồicủa thấu kính là R = 8.60 cm. Quan sát hệ vân tròn Niwton qua chùm sáng phản xạ đo được bán kính cầu thứtư là r 1 = 4.50 mm.Hãy xác định bước sóng λ 0 của chùm sáng đơn sắc. Coi tâm của hệ vân tròn Newton là vân số 0.Đề 12. Cho một chùm sáng đơn sắc song song chiếu vông góc với mặt phẳng của bản mỏng khôngkhí nằm giữa bản thủy tinh phẳng đặt tiếp xúc với mặt cong của một thấu kính lồi. Bán kính của mặt lồi thấukính là R= 6.4 m . Quan sát hệ vân tròn Newton trong chùm sáng phản xạ người ta đo được bán kính của vântròn tối kề nhau lần lượt là 4.0 mm và 4.38 mm.Hãy xác định bước sóng của chùm sáng đơn sắc và thứ tự của các vân tối nói trên.Đề 13. Mặt lồi của một thấu kính phẳng – lồi được đặt tiếp xúc với mặt bản thủy tinh phẳng . Chiếtsuất của thấu kính là n1 = 1.5 và của bản thủy tinh là n 2 = 1.62. Bán kính mặt cầu lồi của thấu kính là R =1.00m. Giữa thấu kính và bản thủy tinh phẳng có chứa đầy chất lỏng có chiết suất n = 1.6. Cho một chùm sángđơn sắc song song có bước sóng λ 0 =0.5 µ m chiếu vuông góc với mặt bản thủy tinh.Hãy xác định bán kính vân thứ 5 khi quan sát hệ vân tròn Newton rong chùm sáng phản xạ .Đề 14. Trong thiết bị giao thoa I.ang chùm sáng chiếu vào hai khe hẹp có bước sóng λ 0 =0.5 µ m.Khoảng cách giữa hai khe hẹp là a = 1.5 mm, khoảng cách từ màn quan sát tới mặt phẳng chứa hai khe hẹp làD = 1.5 m. Toàn bộ thiết bạ giao thoa đặt trong không khí có chiết suất n0 = 1. Hãy xác định:1.Khoảng cách giữa hai vân sáng kề nhau trên màn quan sát.2.Vị trí của vân sáng thứ 3 và của vân tối thứ 4 trên màn ảnh. Coi rằng vân sáng giữa là vânbậc 0.3.Nếu đổ đầy nước có chiết suất n =4/3 vào khoảng không nằm giữa màn ảnh và mặtphẳng chứa hai khe hẹp, thì hệ vân giao thoa có gì thay đổi? Khoảng cách giữa hai vân sáng kê tiếp khi đóbằng bao nhiêu?Đề 15. Người ta chiếu ánh sáng đơi sắc có bước sóng λ =0.6 µ m vào thiết bị gương Lôi. Hỏi tại sẽquan sát được vân sáng hay vân tối ? Biết SP = r = 2m, MH= a = 0.55mm, SM=MPLý Thuyết Quang- 20 -Đề 16. Một màn chắn quan sát đặt cách nguồn sáng đơn sắc 4m. Chính giữa màn quan sát và nguồnsáng đặt một màn chắn có lỗ tròn.Tính đường kính d của lỗ để tâm của ảnh nhiểu xạ được lag tối nhất. Cho λ =0.5 µ mĐề 17. Một khe F rọi ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ vào hai gương Fresnel có giaotuyến O song song với khe. Tia sáng trung bình FO đập trên gương dưới góc tới i=45 (H7.14). Giao tuyến cách khe F một đoạn OF = r, bề rộng của mỗi gương là d, góc nhọngiữa hai gương là α . Màn quan sát E đặt vuông góc với phương trung bình của chùm tiaphản xạ và cách O một khoảng OF = I 0 .1. Xác định khoảng cách giữa hai nguồn kết hợp và khoảng vân.2. Tìm hệ thức giữa d, i và α , r sao cho khi đưa màn E ra xa O thì bề rộng của trườn giaothoa tăng tỉ lệ với I 0 .Giả sử điều kiện đó được thực hiện, hãy tính số vân quan sát được trên màn E, nếur = 0.5 cm , d = 0.01 mm, I 0 = 2.5 mm, λ = 0.55 µm , α = 3.3.10 −3 radian.3. Tia sáng trung bình bây giờ nghiêng trên gương 1 góc bằng 0.1 radian. Tìm bề rộngcực đại của trường giao thoa và xác định vị trí tương ứng của màn E với những số liệu đãcho trên.Đề 18. Một chùm sáng đỏ ( λ =7. 10 −5 cm) tới đập vuông góc vào một cách tử nhiễu xạ. Khi trục củaống chuẩn trực một góc 30  thì ta quan sát được quang phổ bậc 2.Hãy xác định b và số vạch trên 1 cm 2 ?Đề 19. Một chùm sáng song song tới đập vuông góc vào một cách tử nhiễu xạ có 50 vạch/mm.1.Hãy xác định hiệu các góc lệch của cuối quang phổ bậc 2. Bước sóng của tia cực đỏ và cựctím tương ứng bằng 0.76 µ m và 0.4 µ m.2.Xác định hiệu các góc lệch của cuối quang phổ bậc 2 và đầu quang phổ bậc 3.Đề 20.1. Một màn quan sát đặt cách một nguồn sáng đơn sắc 4m. Chính giữa màn quan sát và nguồn sángta đặt một màn chắn có lỗ tròn nhỏ. Xác định đường kính d của lỗ tròn để cho tâm của ảnh nhiễuxạ quan sát được trên màn sẽ tối nhất. Cho biết bước sóng của ánh sáng đơn sắc là λ =0.5 µ m.2. Khoảng cách giữa nguồn sáng và màn quan sát bậy giờ là 11m, bước sóng ánh sáng đơn sắc là λ=5500 A  và đường kính của lỗ tròn trên màn chắn là 4.2 mm. Hỏi tại tâm của ảnh nhiễu xạ thuđược trên màn quan sát cường độ sáng sẽ như thế nào so với cường độ sáng tại đó khi không cómàn?Đề 21.1. Một chùm sáng song song, đớn sắc có λ =0.5 µ m được chiếu vông góc vào một lỗ tròn có bánkính 1mm trên một màn chắn sáng. Trên đường truyền của các tia qua lỗ ta đặt một màn quan sát.Hãy xác định khoảng cách lớn nhất từ lỗ đến màn quan sát sao cho tâm của ảnh nhiễu xạ vẫn là tối.Lý Thuyết Quang- 21 2. Thay nguồn đơn sắc trên bằng nguồn đơn sắc phát ra ánh sáng có bước sóng λ =0.6 µ m và lỗ trònbằng một khe có bề rộng a = 0.1mm, sau màn quan sát đặt them một thấu kính hội tụ. Thấu kínhnày cho ta thu ảnh nhiễu xạ trên màn đặt cách thấu kính một khoảng bằng 1m.Xác định độ rộng của vân sáng trung tâm?Đề 22. Góc chiết quang của lưỡng lăng kính Fresnel là α =3’26”. Giữa nguồn sáng điểmđơn sắc ( λ = 5000 A  ) và lưỡng lăng kính người ta đặt một thấu kính sao cho khoảng vânkhông phụ thuộc vào khoảng cách từ màn quan sát đến lưỡng lăng kính.1. Tìm khoảng cách giữa hai vân tối kề nhau, nếu chiết suất của lăng kính là n = 1.52. Tìm số vân m lớn nhất có thể quan sát được với thiết bị này , nếu màn quan sát đặtcách lưỡng lăng kính khoảng I 0 = 5m.3. Hỏi phải đặt màn quan sát ở đâu để thu được số vân giao thoa lớn nhất nếu khoảngcách giữa hai đỉnh của góc chiết quang của hai lăng kính là b = 4cm? Số vân lớn nhất m’quan sát được là bao nhiêu? Màn đặt ở vị trí nào thì không quan sát được vân giao thoanữa?Đề 23. Ánh sáng có bước sóng λ =0.6 µ m chiếu vuông góc vào một cách tử nhiễu xạ. Vị trí hai cựcđại kề nhau được sác định bởi biểu thức sin ϕ1 = 0.2 và sin ϕ 2 = 0.3 , cực đại bậc 4 không quan sátđược. Hãy xác định:1. Khoảng sách giữa hai khe gần nhất?2. Độ rộng nhỏ nhất có thể của mỗi khe?Đề 24.1. Ánh sáng phát ra từ một óng phóng điện chứa đầy khí Hidro được chiếu vông góc vào mộtcách tử nhiễu xạ theo phương ϕ = 41 ta thấy có hai cực đại sáng trùng nhau ứng với cácbước sóng λ =6563 A  và λ =4102 A  thuộc các bậc quang phổ bé nhất. Hãy định chu kìcách tử.2. Ánh sáng vàng của đèn Natri có λ =5890 A  , được chiếu vuông góc vào cách tử có chu kìcách tủ là 2 µ m. Hỏi bậc quang phổ lớn nhất thu được trên màn và bước sóng cực đại mà tacó thẻ quan sát được nhờ cách tử nhiễu xạ này.Đề 25. Một nguồn sáng điểm S đặt cách màn quan sát một khoảng x = 200 cm. Ánh sáng do nguồn Sphát ra có bước sóng λ =0.5 µ m . Ở chính giữa khoảng x người ta đặt một màn chắn sáng có lỗ trònđường kính D = 2mm. Nguồn sáng S đặt trên trục của lỗ tròn và màn quan sát đặt vuông góc với trụccủa lỗ. Trong trường hợp này, tâm của ảnh nhiễu xạ trên màn là sáng hay tối? Giải thích tại sao?Đề 26. Một nguồn sánh điểm S đặt trên trục của một lỗ tròn có bán kính r thay đổi được. Khoảng từnguồn sáng đến lỗ tròn là R = 100 cm. phía sau lỗ tròn đặt một màn quan sát vuông góc với trục củalỗ tròn và cách lỗ tròn một khoảng b = 125 cm. Hãy xác đinh bước sóng λ0 của ánh sáng đơn sắcphát ra trên tâm ảnh nhiễu xạ trên màn quan sát là điểm sáng khi bán kính của lỗ tròn thay đổi và lâyhai giá trị kế tiếp bằng: r1 = 1.00mm và r1 = 2.00mm .Đề 27. Một chùm tia sáng đơn sắc song song có bước sóng λ0 = 0.589 µ m chiếu vuông góc với mặtkhe hẹp chữ nhật. Độ rộng của khe hẹp là b = 0.20 mm. Phia sau khe hẹp và cách nó môt khoảng D= 2.00 m có đặt một màn quan sát song song với khe hẹp. Hãy xác định:1. Vị trí các cực tiểu nhiễu xạ bậc nhất và bậc hai trên màn quan sát.2. Độ rông của khe hẹp trên màn quan sát.Đề 28. Cho chùm sáng song song chiếu vuông góc với mặt của một cách tử phẳng. Khi đó vạch cựcđại sáng có bước sóng λ0 = 0.44 µ m trong quang phổ bậc 3 được quan sát thấy dưới góc lêch ϕ .Lý Thuyết Quang- 22 ϕHỏi với cùng góc lệch này, người ta có thể quan sát được cực đại có bước sóng λ nào nằm tronggia trị từ 0.4 µ m đến 0.7 µ m vạch cực đại đó thuộc quang phổ bậc mấy?Đề 29. Trong thí nghiêm phân tích quang phổ của hơi Natri người ta dung một cách tuer phẳng cóchu kỳ d = 10 µ m. Hãy xác định số khe hẹp tối thiểu và chiều dài của cách tử này để nó có thể phânly được hai vạch sáng màu vàng của Natri có bước sóng tương ứng λ1 = 589.0 nm và λ 2 = 589.5nmtrong quang phổ nhiễu xạ bậc nhất( năng suất phân ly: r = λ / ∆λ = m.N,N: tổng số khe hẹp của cách tủm: bậc của vạch cực đại sáng)Đề 30. Hãy xác định nhiệt độ T của một cái lò được coi là vật đen tuyệt đối, mỗi lò trong lòng cókích thước 2*3 cm phát ra mỗi giây một năng lượng bằng 2.28 cal.Đề 31. Tìm giá trị W0 có hằng số mặt trời xem nhiệt đọ bề mặt mặt trời bằng 8800k. Bán kính mặttrời R = 6.95. 1010 cm. Khoảng cách mặt trời đến trái đất là D = 1.5. 1013 cm. Coi mặt trời phát xạnhư vật đen tuyệt đối.Đề 32. Bước sóng ứng với năng suất phát xạ cực đại sẽ nằm trong vạch quang phổ nào., nếu để làmnguồn sáng ta lấy là:1. Dây tóc bóng đèn điện , T = 3000K2. Mặt trời T = 6000K3. Bán nguyên từ T = 10 7 KĐề 33. Công trình nghiên cứu về quang phổ của bức xạ mặt trời cho thấy cực đại đương cong phânbố năng lượng của mặt trời ứng với λ =5000 A  , coi sự phát xạ của mặt trời là phát xạ của vật đentuyệt đối. Hãy xác định:1. Độ trưng năng lượng của mặt trời2. Năng lượng phát xạ đơn sắc cựa đại.Đề 34. Dây tóc của bóng đèn được đốt nóng bởi U = 2V có độ dài là 10cm, đường kính d = 0.03mm. Giả sử dây róc phát xạ như một vật đen tuyệt đối. Hãy xác định nhiệt độ của dây tóc và bướcsóng cùng với năng suất phát xạ cực đại đó. Cho biết do có sự dẫn nhiệt mà đèn tán xạ mất 8% côngsuất. Điện trở của dây tóc bóng đèn là 5,5.10 −8 Ωm .Đề 35. Người ta chiếu tia tử ngoại co bước sóng λ =3000 A  vào bạc. Hỏi có thể xảy ra hiệu ứngquang điện hay không? Biết công thoát của bạc bằng 4,7eV.Đề 36. Bề mặt của liti được chiếu bằng ánh sáng đơn sắc có λ =3000 A  , U hãm là 1.7V. Hãy xácđịnh công thoát A?Đề 37. Giới hàm đỏ của hiệu ứng quang điện đối với Vonfram bằng 2750 A  . Hãy xác định:1. Công thoát của e đối với Vonfram?2. U max và Wd max cảu quang electron ( λ =1800A  )Đề 38. Giớ hạn đỏ của hiệu ưng quang điện ngoài đối với Rubi bằng 0.81 µ m.1. hãy xác định vận tốc cực đai của quang electron khi chiếu Rubi bằng ánh sáng đớn sắc cóbước sóng λ =0.40 µ m2. Cần phai đặt vào tế bào quang điện này một điện thế hàm bằng bao nhiêu để dòng quangddien ngừng xuất hiện.Lý Thuyết Quang- 23 3. Cần phai thay đổi hiệu điện thế hãm bằng bao nhiêu khi bước sóng của ánh sáng tối giảm bớt2nm?Đề 39. Tia X đơn sắc có λ =0.708A  bị tán xạ bởi Cacbon, hãy xác định1. Bước sóng λ ’ của tia X tán xạ dưới góc 90 2. Động năng cực đại Wd max để electron “ giật lùi”Đề 40. Tia X đơn sắc có năng lượng 1 MeV tới trên một chất tán xạ và xảy ra tán xạ Compton. Hãyxác định1. Năng lượng của Photon tán xạ ( θ = 60  )2. Động năng của electron3. Góc giật lùi của electron.Câu 1.d = 1cmd’in = 1,73βAi = 600d'=?iCrdnTheo định luật khúc xạ ta có :Bsin isin i 1= n ⇒ sin r ==(1) Vì:sin rn2r < 900 :(1) ⇒ r = 300 ⇒ i + β = 900 ⇒ β = r = 300Hay AC =dd=cosr sin iMặt khác: d ' = AC .sin β = AC .sin r = d .tgr0Vậy d ' = d .tgr = 1.tg 30 =1; 0,57(cm)3Vậy khoảng cách giữa hai tia ló là 0,57(cm)00Câu 2:ii = 700n = 1,5d = 0,1mδ =?I1ri-rndδI2Lý Thuyết QuangTheo định luật khúc xạ ta có:- 24 -sin isin i= n hay sin r =nsin rTheo hình vẽ ta có:I1I 2 =dcos rd .sin(i − r )cosrSuy ra : δ = 6, 63(cm)δ = I1 I 2 .sin(i − r ) =Câu 3:a.Để tia phản xạ trùng với tia ló thì tia khúc xạ phải vuông góc với mặt saucủa lăng kính hay tia khúc xạ trùng với tia phản xạ mặt sau lăng kínhSuy rar = α = 300Theo định luật khúc xạ ta có:sin i= n suy ra i= arcsinr= 53.130sin rrk2+1 = λ R (k + 1) = 4 ⇒ λ = 0,589µ mb.Vớirk2+11= 1+2rkkTheo định luật khúc xạ:sin i1=ns inr1⇒⇒ s inr1 =i = 600 ta cósin i1⇒ r1 = 32, 760n·∆KOJ : KOI= r2 + 2i⇔ r1 = r2 + 2i∆KAJ : 900 + r2 = α + 900 − i→ α = r2 + i⇒ r2 = 27, 240 , i = 2, 760s ini 2= n ⇒ s ini 2 = n.sin r2 ⇒ i2 = arcsin(n.sin r2 ) = 47, 080sin r2Vậy nếu góc tới bằng 60 thì góc ló bằng 47,08Câu 4:1. Ta cóS 2 A = D 2 + d 2 = 42 + (2.10−3 ) 2 = 2, 000001(m)∆L = S2 A − S1 A = D 2 − D 2 + d 2 = 2λ Tại A sẽ quan sát được vân sang2. Khi đặt thêm bản mỏngTa có:Lý Thuyết QuangL1 = S1 A = D- 25 -L2 ' = ( S 2 A − e).1 + e.n = 2, 00000625∆L = L2 '− L1 = 6.25.10−6 m∆L= 12,5 = 12 + 12λTại điểm A trên màn sẽ quan sát được vân tốiCâu 5:1. Bước song của ánh sang đã dung làkλ Dibi=⇒λ == 0,5µ m , Vân thứ 3 là vân tối và cách vân trung tâm 7,5mmbkDλDibi = (k + 1 )⇒λ =2 b(k + 1 ) D2k = 2 ⇒ λ = 0, 6 µ mCâu 6:a. Theo công thức góc lệch giữa tia tơí và tia ló khi truyền qua lăng kính có góc chiếtquang nhỏ ta có∆ = α (n − 1), α =tan(α (n − 1)) ≈ α ( n − 1)d = S1S2 = 2a tan ∆ = 2a∆ = 2mmĐộ rộng của trường giao thoa trên màn quan sát L = 2l ∆ = 0.018mλD= 0, 6.10−3 m . Gọi L là bề rộng của trường giao thoa trên mànb. Khoảng vân i =dXét trên nửa trường giao thoa=> số vân quan sát được trên nửa trường giao thoa làL0, 018n= == 152i 2.0, 6.10−3Tổng số vân sang trên trường giao thoa là: N s = 2n + 1 = 31(van), N t = 2n = 30(van)c. TH1: Các bức xạ của ánh sang trắng cho vân sang tại x0Vị trí vân sang bất kì:x d 3.3kλ Dx0 =⇒λ = 0 =( µ m)dkDk3.30.4 ≤ λ ≤ 0, 76( µ m) ⇔ 0.4 ≤≤ 0, 76 ⇔ 4,3 ≤ k ≤ 8, 25( k ∈ Z ) ⇒ k = 5, 6, 7,8kLập bảng: