Chiết suất của một môi trường trong suốt nhất định lớn nhất đối với ánh sáng
|
Chương V: Bài tập tán sắc ánh sáng Show
Chương V: Bài tập giao thoa ánh sáng đơn sắc Bài tập sóng ánh sáng, dạng bài tập tán sắc ánh sáng chương trình vật lý lớp 12 ôn thi Quốc gia. I/ Tóm tắt lý thuyết 1/ Chiết suất tuyệt đối của môi trường trong suốt: n=cv=λλn=cv=λλ λ; λ là bước sóng trong chân không và môi trường đó nđỏ < nda cam < nvàng < nlục < nlam < nchàm < ntím. Hiện tượng tán sắc chỉ xẩy ra khi chùm sáng phức tạp bị khúc xạ (chiếu xiên) qua mặt phân cách giữa hai môi trường có chiết suất khác nhau: Chương V: Bài tập tán sắc ánh sáng 2/ Chiết suất của môi trường phụ thuộc vào bước sóng: n = a + bλ2bλ2 (a, b là các hằng số phụ thuộc môi trường và λ là bước sóng trong chân không). 1nđỏ>1ncam>..>1ntím1nđỏ>1ncam>..>1ntím II/ Bài tập vật lý 12 chương sóng ánh sáng: hiện tượng tán sắc ánh sáng Hướng dẫn Khi sóng truyền từ môi trường này sang môi trường khác, thì vận tốc truyền và bước sóng của nó thay đổi, nhưng tần số của nó không bao giờ thay đổi. + Bước sóng của ánh sáng đỏ trong thuỷ tinh: λđ = λđ/n1 = 0,5 (µm) + Bước sóng của ánh sáng tím trong thuỷ tinh: λt = λt/n1 = 0,26 (µm) Bài tập 2. Một bức xạ đơn sắc có tần số 4.1014 Hz. Biết chiết suất của thuỷ tinh đối với bức xạ trên là 1,5 và tốc độ ánh sáng trong chân không bằng 3.108 m/s. Bước sóng của nó trong thuỷ tinh là. Hướng dẫn λ = cnfcnf = 0,5.10-6m Bài tập 3. Một bức xạ đơn sắc có bước sóng trong thuỷ tinh là 0,28 µm, chiết suất của thuỷ tinh đối với bức xạ đó là 1,5. Bức xạ này là Hướng dẫn λ = nλ = 1,5.0,28 = 0,42 (µm) => D Để xác định loại tia ta căn cứ vào bước sóng ánh sáng trong chân không: Tia hồng ngoại (10-3 m 0,76 µm), Ánh sáng nhìn thấy (0,76 µm 0,38 µm), Tia tử ngoại (0,38 µm 10-9m), Tia X (10-8 m 10-11 m) và tia gama (dưới 10-11 m). Bài tập 4. Chiết suất của một môi trường trong suốt phụ thuộc bước sóng ánh sáng trong chân không theo công thức: n = 1,1 + 105/λ2, trong đó λ tính bằng nm. Nếu chiết suất của tia đỏ là 1,28 thì bước sóng của tia này là? Hướng dẫn n = 1,1 + 105/λ2 = 1,28 => λ = 745(nm) Bài tập 5. Từ không khí người ta chiếu xiên tới mặt nước nằm ngang một chùm tia sáng hẹp song song gồm hai ánh sáng đơn sắc: màu vàng, màu chàm. Khi đó chùm tia khúc xạ Hướng dẫn Trong hiện tượng tán sắc thì góc lệch thỏa mãn: Dđỏ < Dcam < Dvàng < Dlục < Dlam < Dchàm < Dtím Do đó góc khúc xạ thỏa mãn rđỏ > rcam > rvàng > rlục > rlam > rchàm > rtím => B Bài tập 6. Chiếu xiên từ không khí vào nước một chùm sáng song song rất hẹp (coi như một tia sáng) gồm ba thành phần đơn sắc: đỏ, lam và tím. Gọi rđ, rlam , rtlần lượt là góc khúc xạ ứng với tia màu đỏ, tia màu lam và tia màu tím. Hệ thức đúng là Hướng dẫn rđỏ > rcam > rvàng > rlục > rlam > rchàm > rtím => A Bài tập 7. Một ánh sáng đơn sắc màu cam có tần số f được truyền từ chân không vào một chất lỏng có chiết suất là 1,5 đối với ánh sáng này. Trong chất lỏng trên, ánh sáng này có Hướng dẫn Tần số và màu sắc ánh sáng không phụ thuộc vào môi trường, nghĩa là khi ánh sáng truyền từ môi trường này sang môi trường khác thì tần số và màu sắc không đổi => A Bài tập 8. Ánh sáng đơn sắc có tần số 5.1014 Hz truyền trong chân không với bước sóng 600 nm. Chiết suất tuyệt đối của một môi trường trong suốt ứng với ánh sáng này là 1,52. Tần số của ánh sáng trên khi truyền trong môi trường trong suốt này Hướng dẫn Tần số ánh sáng không phụ thuộc vào môi trường, nghĩa là khi ánh sáng truyền từ môi trường này sang môi trường khác thì tần số không đổi. λ = λ/n = λ/1,52 < λ => B Bài tập 9. Một lăng kính thuỷ tinh có tiết diện thẳng là tam giác ABC góc 600 đặt trong không khí. Một chùm tia sáng đơn sắc màu lam hẹp song song đến mặt AB theo phương vuông góc cho tia ló đi là là trên mặt AC. Tính chiết suất của chất làm lăng kính đối với tia màu lam. Thay chùm tia màu lam bằng chùm tia sáng trắng gồm 5 màu cơ bản đỏ, vàng, lục, lam, tím thì các tia ló ra khỏi mặt AC gồm những màu nào? A. đỏ; vàng; lục; lam B. đỏ; vàng; tím C. lục; lam; tím D. vàng, lục, lam, tím Hướng dẫn nlam.sin60o = 1.sin90o => nlam = 1,15 1nlam>1ntím1nlam>1ntím => chỉ có tia tím bị phản xạ toàn phần => tia ló ra khỏi lăng kính gồm đỏ, vàng, lục, lam Bài tập 10. Chiếu chùm sáng hẹp đơn sắc song song màu lục theo phương vuông góc với mặt bên của một lăng kính thì tia ló đi là là trên mặt bên thứ hai của lăng kính. Nếu thay bằng chùm sáng gồm ba ánh sáng đơn sắc: cam, chàm và tím thì các tia ló ra khỏi lăng kính ở mặt bên thứ hai. Hướng dẫn 1nlục>1nlam>1nchàm>1ntím1nlục>1nlam>1nchàm>1ntím => Chỉ có tia màu cam không bị phản xạ toàn phần => B Bài tập 11. Chiếu từ nước ra không khí một chùm tia sáng song song rất hẹp (coi như một tia sáng) gồm 5 thành phần đơn sắc: tím, lam, đỏ, lục, vàng. Tia ló đơn sắc màu lục đi là là mặt nước (sát với mặt phân cách giữa hai môi trường). Không kể tia đơn sắc màu lục, các tia ló ra ngoài không khí là các tia đơn sắc màu: Hướng dẫn Các tia bị phản xạ toàn phần 1nlục>1nlam>1nchàm>1ntím1nlục>1nlam>1nchàm>1ntím => Các tia ló ra khỏi lăng kính Đỏ, vàng => B Bài tập 12. Chiếu một tia ánh sáng trắng hẹp đi từ không khí vào một bể nước rộng dưới góc tới 600. Chiều sâu nước trong bể 1 (m). Tìm độ rộng của chùm màu sắc chiếu lên đáy bể. Biết chiết suất của nước đối với tia đỏ và tia tím lần lượt là: 1,33 và 1,34. Hướng dẫn h = 1m = 100cm; nđ = 1,33; nt = 1,34 nđ.sin rđ = sin60o => rđ nt.sin rt = sin60o => rt ĐT = HT HĐ = h(tan rt tan rđ) = 1,1cm Bài tập 13. Chiếu một tia sáng trắng từ không khí vào một bản thuỷ tinh có bề dày 5 cm dưới góc tới 800. Biết chiết suất của thủy tinh đối với tia đỏ và tia tím lần lượt là 1,472 và 1,511. Tính khoảng cách giữa hai tia ló đỏ và tím. Hướng dẫn h = 5cm; nđ = 1,472; nt = 1,511 sin80o = nđ.sin rđ = nt.sin rt => rđ; rt ĐT = h(tan rđ tan rt) Khoảng cách của tia đỏ đến tia tím ĐT = ĐT.cos i = h(tan rđ tan rt).cos i = 0,35 mm Bài tập 14. Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về ánh sáng đơn sắc? Hướng dẫn nđỏ < ncam < nvàng < nlục < nlam < nchàm < ntím => B Bài tập 15. Phát biểu nào sau đây sai? Hướng dẫn Trong chân không, bước sóng của ánh sáng đỏ lớn hơn bước sóng của ánh sáng tím => chọn C Thảo luận cho bài: Chương V: Bài tập tán sắc ánh sáng |
