Lý Thuyết Chương 5: Sóng Ánh Sáng Và Bài Tập Ôn Thi Đại Học

1. Sóng ánh sáng là gì?

• Sóng mà tất cả chúng ta thường được tiếp cận và có tác động ảnh hưởng đến đời sống con người là sóng ánh sáng .

• Sóng ánh sáng là sóng ngang. 

  Bạn đang đọc: Lý Thuyết Chương 5: Sóng Ánh Sáng Và Bài Tập Ôn Thi Đại Học

2. Hiện tượng tán sắc ánh sáng

2.1. Tán sắc ánh sáng là gì ?

Tán sắc ánh sáng được định nghĩa là sự phân tách một chùm sáng phức tạp và tạo thành những chùm sáng đơn sắc .

2.2. Ánh sáng đơn sắc

• Ánh sáng không hề bị tán sắc thì được gọi là ánh sáng đơn sắc
• Ánh sáng đơn sắc có tần số f của không bị biến hóa

• Công thức tính bước sóng:  vf

• Bước sóng của ánh sáng đơn sắc trong điều kiện chân không:

( c là tốc độ của ánh sáng trong điều kiện kèm theo chân không
tốc độ truyền ánh sáng trong môi trường tự nhiên chiết suất n là v )

2.3. Ứng dụng của tán sắc ánh sáng

Tán sắc ánh sáng được sử dụng trong những máy quang phổ với mục tiêu nghiên cứu và phân tích một chùm ánh sáng đa sắc do những vật sáng phát ra thành những thành phần đơn sắc .
Trong tự nhiên có nhiều hiện tượng kỳ lạ được hình thành từ tán sắc ánh sáng như cầu vồng chính là ví dụ của sự tán sắc ánh sáng .

3. Nhiễu xạ ánh sáng – giao thoa ánh sáng

3.1. Nhiễu xạ ánh sáng là gì ?

Hiện tượng sóng tạo nên ánh sáng truyền qua một lỗ hẹp được gọi là nhiễu xạ ánh sáng. Khi hiện tượng kỳ lạ xảy ra thì những sóng ánh sáng hình thành và không còn dạng một tia như trước .
Trong trong thực tiễn, sự nhiễu xạ ánh sáng được sử dụng để truyền ánh sáng qua một lỗ rất nhỏ trong máy ảnh. Điều này được sử dụng để chọn lượng ánh sáng mà con người muốn sử dụng để chụp ảnh .

3.2. Thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng

• Thí nghiệm được minh họa như sau ;

• Khi ánh sáng từ đèn D qua khe hẹp F, rồi F1, F2 rồi tới màn M, lúc đó trên M thấy một hệ vân có nhiều màu .
• Đặt lăng kính màu đỏ K thì trên màn M chỉ có những vạch sáng đỏ và tối xen kẽ, song song và cách đều nhau .
• Từ thí nghiệm trên chứng tỏ rằng hai chùm ánh sáng cũng hoàn toàn có thể giao thoa ánh sáng được với nhau, ánh sáng có tính sóng .
• Vậy hiện tượng kỳ lạ giao thoa là hiện tượng kỳ lạ mà hai sóng ánh sáng cùng nhau phối hợp khi gặp nhau sẽ giao thoa với nhau, tạo thành những vân giao thoa .

3.3. Vị trí những vân sáng, tối và công thức tính

• Vị trí các vân sáng:

Hiệu đường đi:

Vân sáng bậc thứ n ứng với : k = n ( k = 0 : VS TT )

• Vị trí vân tối:  

Hiệu đường

Vị trí vân tối thứ n ứng với : k = ( n-1 )

4. Bước sóng ánh sáng và màu sắc

• Ánh sáng đơn sắc có bước sóng khoảng chừng từ 380 nm – 760 nm mới tạo ra cảm xúc sáng là những ánh sáng nhìn thấy được .
• Hỗn hợp của vô số ánh sáng đơn sắc có bước sóng biến thiên liên tục từ 0 đến USD \ infty $ tạo nên ánh sáng trắng của Mặt trời .
• Bảng bước sóng của ánh sáng hoàn toàn có thể nhìn thấy được trong chân không :

5. Máy quang phổ và các loại quang phổ

5.1. Máy quang phổ

• Máy quang phổ có công dụng nghiên cứu và phân tích chùm sáng phức tạp thành những thành phần đơn sắc khác nhau .

• Máy quang phổ hoạt động giải trí được dựa vào hiện tượng kỳ lạ tán sắc ánh sáng .

5.2. Quang phổ liên tục

• Quang phổ liên tục là một dải màu liên tục từ màu đỏ đến màu tím .

• Do những chất rắn, lỏng, khí có áp suất lớn phát ra khi bị nung nóng ở nhiệt độ cao .

5.3. Quang phổ vạch phát ra

• Quang phổ vạch sáng phát ra được hiểu là một mạng lưới hệ thống những vạch sáng riêng không liên quan gì đến nhau, được ngăn cách nhau bởi những khoảng chừng tối .
• Quang phổ này do những chất khí hay hơi ở áp suất thấp phát ra khi bị kích thích bằng điện hay bằng nhiệt .

5.4. Quang phổ hấp thụ

Quang phổ hấp thụ được hiểu là những vạch tối trên nền của quang phổ liên tục .

6. Tia hồng ngoại – tia tử ngoại

7. Bài tập sóng ánh sáng trong đề thi Đại học

Câu 1: Ánh sáng nhìn thấy được có bước sóng nằm trong khoảng từ bao nhiêu đến bao nhiêu?

Lời giải : Bước sóng của ánh sáng nhìn thấy trong khoảng chừng từ 380 nm đến 760 nm .

Câu 2: Tia hồng ngoại được ứng dụng để chụp ảnh trong lĩnh vực quân sự vì tính chất?

Lời giải : Tia hồng ngoại tác dụng mạnh lên phim ảnh nên ứng dụng để chụp ảnh trong nghành thám không, quân sự chiến lược .

Câu 3: Tia nào khó quan sát giao thoa nhất trong các tia sau đây: Tia hồng ngoại, tia tử ngoại, tia X, ánh sáng nhìn thấy?

A. Tia tử ngoại
B. Tia X
C. Ánh sáng nhìn thấy
D. Tia hồng ngoại
Lời giải : Đáp án B vì tia X là tia khó quan sát hiện tượng kỳ lạ giao thoa nhất trong những tia kể trên .

Câu 4: Cơ thể người bình thường ở nhiệt độ 37oC phát ra loại bức xạ nào?

A. Tia hồng ngoại
B. Tia X
C. Tia tử ngoại
D. Ánh sáng nhìn thấy
Lời giải : Đáp án A. Bước sóng của tia hồng ngoại trong khoảng chừng vài mm đến 0,75. 10 – 6 m. Còn tia tử ngoại có bước sóng nhỏ hơn bước sóng của ánh sáng tím ( 0,38 μm → 10-9 m ) nên ở nhiệt độ 37 oC khung hình người phát ra bức xạ thuộc loại tia hồng ngoại .

Câu 5: Bức xạ nào sau đây có bước sóng = 0,3m: 

A. Là tia hồng ngoại
B. Thuộc ánh sáng nhìn thấy
C. Là tia X
D. Là tia tử ngoại
Lời giải : Đáp án D vì tia tử ngoại có bước sóng ngắn hơn 380 nm đến vài nm

Câu 6: Nguồn sáng nào trong các loại dưới đây không phát ra tia tử ngoại:

A. Hồ quang điện
B. Cục than hồng
C. Mặt trời
D. Đèn thủy ngân
Lời giải : Đáp án B. Hồ quang điện, mặt trời, đèn thủy ngân đều là những nguồn sáng phát ra tia tử ngoại .

Câu 7: Động năng của electron trong ống tia X khi đến đối catot phần lớn:

A. Làm nóng đối catot
B. Biến thành nguồn năng lượng tia X
C. Bị phản xạ trở lại
D. Biến thành nguồn năng lượng khác
Lời giải : Đáp án A

Câu 8: Sau khi đi qua lăng kính thuỷ tinh, một chùm ánh sáng đơn sắc sẽ: 

A. Vừa lệch, vừa đổi màu
B. Chỉ đổi màu, không lệch
C. Chỉ lệch, không đổi màu
D. Không lệch, không đổi màu
Lời giải : Đáp án C, vì ánh sáng đơn sắc không bị tán sắc qua lăng kính, nhưng bị lệch đường đi do khúc xạ ánh sáng

Câu 9: Sắp xếp giá trị bước sóng theo thứ tự tăng dần của 

Xem thêm: Hóa đơn điện tử là gì? 16 điều doanh nghiệp CẦN BIẾT NGAY về HĐĐT

I Ánh sáng vàng, II Ánh sáng đỏ III Ánh sáng trắng IV Ánh sáng tím
A. I, II, III
B. I, III, IV
C. IV, III, II
D. I, II, IV
Lời giải : Đáp án C vì ánh sáng trắng không có bước sóng xác lập đơn cử còn tổng thể ánh sáng đơn đều có bước sóng xác lập .

Câu 10: Cho các phát biểu sau, phát biểu nào là phát biểu sai?

A. Ánh sáng tím bị lệch về phía đáy lăng kính nhiều nhất khi chiết suất so với nó lớn nhất
B. Mỗi chùm ánh sáng có một bước sóng xác lập
C. Khi đi qua lăng kính, ánh sáng trắng bị tán sắc
D. Sẽ thu được quang phổ liên tục khi chiếu ánh sáng trắng vào máy quang phổ
Lời giải : Đáp án B

Câu 11: Với mục đích hai sóng ánh sáng kết hợp và có bước sóng tăng cường lẫn nhau thì hiệu đường đi của chúng có giá trị là bao nhiêu trong các trường hợp sau đây:

A. Bằng ( với $k=0,\pm 1, \pm 2,…$)

B. Bằng ( với $k=0,\pm 1, \pm 2,…$)

C. Bằng 0
D. Bằng $ k \ lambda USD ( với $ k = 0, \ pm 1, \ pm 2, … USD )
Lời giải : Đáp án D xem lại điều kiện kèm theo để mọi điểm có biên độ giao động cực lớn .

Câu 12: Nếu ta coi vân sáng trung tâm là gốc toạ độ thì toạ độ vân tối thứ k trong hệ vân giao thoa cho bởi khe Y-âng là giá trị nào sau đây?

A. $ x_ { K } = k \ frac { \ lambda D } { a } $ ( với $ k = 0, \ pm 1, \ pm 2, … USD )
B. $ x_ { K } = ( k – \ frac { 1 } { 2 } ) \ frac { \ lambda D } { a } $ ( với k = 2, 3, … hoặc k = 0, – 1, – 2, – 3, … )
C. $ x_ { K } = ( k + \ frac { 1 } { 4 } ) \ frac { \ lambda D } { a } $ ( với k = 0,1, 2 … )
Lời giải : Đáp án B vì vị trí vân tối thứ k có tọa độ
USD x_ { t } = ( k – \ frac { 1 } { 2 } ) i USD
Với những giá trị $ k \ epsilon Z USD

Câu 13: Công thức khoảng vân trong thí nghiệm Y-âng được xác định là:

A. USD i = \ frac { D } { a } \ lambda USD
B. USD i = \ frac { a } { D } \ lambda USD
C. USD i = \ frac { D } { 2 a } \ lambda USD
D. USD i = \ frac { D } { a \ lambda } USD
Lời giải : Đáp án A đúng .

Câu 14: Chọn câu trả lời đúng nhất: Chiết suất của môi trường:

A. Lớn hơn với những ánh sáng có bước sóng ngắn
B. Như nhau với mọi ánh sáng
C. Nhỏ hơn với những ánh sáng có bước sóng ngắn
D. Không đổi
Lời giải : Đáp án A vi hiện tượng kỳ lạ tán sắc và giao thoa ánh sáng ta có chứng tỏ : Chiết suất của môi trường tự nhiên lớn so với những ánh sáng có bước sóng ngắn .

Câu 15: Tác dụng nổi bật của tia hồng ngoại là tác dụng: 

A. Quang điện
B. Quang học
C. Nhiệt
D. Hóa học
Lời giải : Đáp án C vì công dụng hầu hết của tia hồng ngoại là tính năng nhiệt, dùng sấy khô, sưởi, …

Câu 16: Sự đảo sắc vạch quang phổ là

A. Là sự chuyển thành một vạch tối của một vạch sáng do bị hấp thụ
B. Các vạch quang phổ biến hóa sắc tố .
C. Sự đảo ngược trật tự những vạch trên quang phổ .
D. Sự biến hóa sắc tố những vạch quang phổ
Lời giải : Đáp án A vì trong cùng một điều kiện kèm theo, một nguyên tố bị kích thích sẽ có năng lực phát ra những bức xạ nào thì cũng có năng lực hấp thụ những bức xạ đo. Vì vậy sự hòn đảo sắc vạch quang phổ là sự chuyển một vạch sáng thành vạch tối trên nền sáng, do bị hấp thụ .

Câu 17: Khi nung nóng, quang phổ vạch phát ra:

A. Một chất rắn, lỏng hoặc khí
B. Một chất khí ở áp suất thấp
C. Một chất rắn
D. Một chất lỏng
Lời giải : Đáp án B vì nguồn phát ra quang phổ vạch : Do những chất khí hay hơi có áp suất thấp và bị kích thích ( bởi nhiệt độ cao hay điện trường mạnh, … ) phát ra .

Câu 18: Ta làm một thí nghiệm về giao thoa ánh sáng và đo đc từ vân sáng t4 đến vân sáng t10 ở cùng một  phía đối với vân sáng trung tâm được một khoảng là 2,4 mm. Tính giá trị của khoảng vân đó?

A. 0,4 mm
B. 6 mm
C. 0,6 mm
D. 4 mm
Lời giải : Đáp án A
Có 6 khoảng chừng vân trong khoảng chừng từ vân sáng t4 đến t10
=> i = 0,4 mm

Câu 19: Ta làm một thí nghiệm về giao thoa ánh sáng, đo được khoảng cách từ vân sáng t4 đến vân sáng t10 cùng một phía đối với VSTT là 2,4 mm, giữa hai khe Y-âng ta đo được khoảng cách là 1 mm, từ màn chứa hai khe tới màn quan sát có khoảng cách là 1 m. Xác định màu của ánh sáng dùng trong thí nghiệm là màu gì?

A. Xanh
B. Đỏ
C. Tím
D. Vàng
Lời giải : Đáp án C vì
Từ VS thứ 4 đến thứ 10 có 6 khoảng chừng vân => i = 0,4 mm
Bước sóng ánh sáng được xác lập bằng USD \ lambda USD = 0,4 μm => màu tím

Câu 20: Ta thực hiện một thí nghiệm giao thoa ánh sáng, từ vân sáng t4 đến vân sáng t10 ở cùng một phía đối với vân sáng trung tâm có khoảng cách là 2,4 mm, giữa hai khe Y-âng ta đo được khoảng cách là 1 mm, từ màn chứa hai khe tới màn quan sát có khoảng cách là 1 m. Xác định bước sóng ánh sáng dùng trong thí nghiệm có giá trị là bao nhiêu:

A. 0,68 μm
B. 0,72 μm
C. 0,40 μm

D. 0,45 μm

Xem thêm: Hóa đơn điện tử là gì? 16 điều doanh nghiệp CẦN BIẾT NGAY về HĐĐT

Lời giải : Đáp án C vì 6 i = 2,4 nm
=> i = 0,4 nm => $ \ lambda USD = 0,40 μm

Sóng ánh sáng lý 12 là một phần kiến thức quan trọng trong đề thi THPTQG. Bài viết trên đã mang đến những phần lý thuyết cơ bản nhất về sóng ánh sáng như khái niệm sóng ánh sáng, hiện tượng tán sắc ánh sáng, nhiễu xạ ánh sáng – giao thoa ánh sáng, tia hồng ngoại – tia tử ngoại. Qua đó giúp các em học sinh hiểu rõ bản chất của sóng ánh sáng từ đó áp dụng vào các bài tập cụ thể. Để làm tốt hơn nữa các bài tập các em hãy luyện tập nhiều hơn nữa các em có thể truy cập vào Vuihoc.vn cũng như đăng ký khóa học để luyện thêm bài tập khác nhé!

Source: https://vh2.com.vn
Category : Điện Tử