Ôn thi đại học. cao đẳng môn Vật lý - Phần: Quang học - Các hệ giao thoa khác

các hệ giao thoa khác Q197 (ĐH Giao Thông 01) Trong thí nghiệm về giao thoa Iâng, từ một khe sáng hẹp S người ta tạo được hai nguồn đồng pha S1 và S2 cách nhau 5mm, khoảng cách từ chúng đến màn quan sát M là 2m. Nguồn S phát ánh sáng đơn sắc màu vàng λV = 0,58μm . Tìm khoảng vân và vị trí vân sáng bậc 3 trên màn. S1, S2 có thể tạo được nhờ hệ hai gương phẳng đặt nghiêng với nhau một góc (π – α) với α rất nhỏ. Khe sáng S đặt song song với giao tuyến I của hai gương và cách I là SI = 1m. Màn M đặt vuông góc với mặt phẳng trung trực của S1S2. Vẽ hình, tìm α và độ rộng của vùng giao thoa trên màn. Nếu S phát đồng thời hai bức xạ đơn sắc λV = 0,58μm và λX chưa biết thì vị trí của vân sáng cùng màu đầu tiên so với vân trung tâm là x = 1,16mm. Tính λX, cho biết vân sáng trung tâm có màu hồng (nằm trong vùng từ vàng đến đỏ). Trên màn có mấy vân màu hồng như thế? Q198 (ĐH Dược 97) Hai lăng kính A và A’ có góc chiết quang A và A’ đều bằng 20’, có đáy B chung, được làm bằng thuỷ tinh có chiết suất n = 1,5. Một nguồn sáng điểm S đặt trong mặt phẳng của đáy B, cách hai lăng kính một khoảng d = 50cm phát ra ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ = 0,60μm. Màn quan sát M đặt cách hai lăng kính một khoảng d’ = 70cm. Chứng minh rằng trên màn quan sát M, ta quan sát thấy M A’ S B d’ d M A’ S B d’ d A một hệ vân giao thoa. Tính khoảng cách i giữa hai vân sáng liên tiếp và số vân có thể quan sát được. Q199 Giao thoa ánh sáng gây bởi lưỡng lăng kính Fresnen. Cho A = 40’ (1’ = 3.10-4rad). Nguồn S phát ra ánh sáng đỏ có λ = 0,70μm. S cách hai lăng kính một khoảng d = 18cm, màn M đặt cách hai lưỡng lăng kính khoảng l = 1,8m.. Chứng tỏ rằng trên màn M nhận được ảnh giao thoa, tìm khoảng vân và số vân quan sát được trên màn. M A’ S h l d A h Nguồn S phát đồng thời hai bức xạ: đỏ có bước sóng λ1 = 0,70μm và tím có bước sóng λ2. Từ vân sáng trung tâm đến vân sáng đầu tiên cùng màu với vân sáng trung tâm có 9 vân sáng màu tím. Tìm bước sóng λ2. Chiếu tới hai lăng kính chùm sáng đơn sắc đối xứng, song song với trục đối xứng, bước sóng λ = 0,70μm. Tìm khoảng vân và số vân sáng có trên màn M. Cho biết chiều cao của hai lăng kính là h1 = h2 = h = 1,5cm. O1 O2 S x y M d l Q200 Một thấu kính hội tụ có tiêu cự f= 20cm, ban đầu có trục chính là xy. Sau đó thấu kính được cưa thành hai nửa giống nhau có quang tâm là O1và O2 được đặt đối xứng nhau qua xy sao cho O1O2 = e = 1mm. Nguồn sáng điểm S đặt trên xy, cách hai thấu kính một đoạn d = 60cm. Màn quan sát M đặt sau hai thấu kính và cách hai thấu kính một đoạn l = 1,5m. Khi nguồn S phát ra ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ = 0,50μm thì trên màn M có thể thấy tối đa bao nhiêu vân sáng? Khi nguồn S đồng thời phát ra hai bức xạ đơn sắc với bước sóng lần lượt là λ1 = 0,60μm và λ2 = 0,45μm, do đó trên màn M đồng thời có hai hệ vân giao thoa. H và N là hai điểm gần nhau nhất trên màn M mà tại các điểm ấy vân sáng của hai hệ trùng nhau. Hãy tính khoảng cách HN. Bỏ nguồn sáng S đi. Chiếu một chùm song song đi theo phương xy đến hai thấu kính. Tính khoảng vân i quan sát thấy trên màn M, biết chùm sáng là đơn sắc có bước sóng λ1 = 0,75μm. Q201 Một lưỡng thấu kính Biê có tiêu cự f= 0,5 cm được chiếu bằng ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ1 = 0,60μm phát ra từ một nguồn điểm đặt trước thấu kính. Màn quan sát E đặt sau lưỡng thấu kính. Khoảng vân thu được trên màn là i = 0,5 mm và không đổi khi ta dịch chuyển màn dọc theo quang trục. Tìm khoảng cách e giữa hai nửa thấu kính. Hỏi đặt màn quan sát từ vị trí nào thì không còn quan sát được vân giao thoa nữa, nếu đường kính d0 của đường rìa thấu kính bằng 6 mm? Màn E đặt ở đâu thì số vân giao thoa quan sát được là nhiều nhất? Số vân đó là bao nhiêu? Q202 Hai gương phẳng G1, G2đặt sát nhau, tạo với nhau một góc α = 17,5’ (1’ = 1/3500rad). Một khe sáng hẹp S được rọi bằng ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ = 0,63μm, đặt song song với một giao tuyến I của hai gương và cách giao tuyến này một khoảng SI =20 cm. Một màn E được đặt trước hai gương song song với giao tuyến I và S1S2 (S1S2 là ảnh ảo của S qua gương G1 và G2) và cách giao tuyến I một khoảng L=1,4 m. Trên màn E này ta quan sát thấy hình giao thoa . Xác định số vân sáng và vân tối quan sát được trên màn E. Khe S được chiếu sáng đồng thời bằng hai bức xạ có bước sóng λ1 = 0,63μm và λ2 = 0,45μm. Xác định những vị trí trùng nhau của các vân sáng của bước sóng λ1 λ2 và những vị trí hoàn toàn tối trong miền giao thoa trên màn E. Q203 Một hệ gương Frêxnen gồm hai gương phẳng G1 và G2 nghiêng với nhau một góc α = 15’. Đặt một khe sáng hẹp S song song với giao tuyến I của hai gương này và cách I một khoảng SI =r =18 cm. Gọi S1 và S2 là hai ảnh ảo của S cho bởi hai gương. Các tia sáng của S phản xạ lên G1 và G2 hình như phát ra từ S1 và S2 và truyền tới, giao thoa với nhau trên màn E đặt vuông góc với mặt phẳng trung trực của đoạn S1S2 theo giao tuyến O. Khoảng cách từ màn E đến giao tuyến I của G1, G2 là OI = D = 2,96m. Vẽ và tính khoảng cách a giữa hai ảnh S1 và S2. Biết rằng với kích thước của gương G1,G2 đã được sử dụng ở trên thì bề rộng của vùng giao thoa trên màn E có giá trị lớn nhất là b. Hãy tính b. Chứng minh rằng với hiệu đường đi của hai tia sáng phát xạ. Phảt xạ trên G1 và G2 truyền tới giao thoa với nhau tại điểm M trên màn E đựoc xác định bởi công thức S1M – S2M = d1 –d2 ≈ ax/(D + r) với x = OM là toạ độ của điểm M so với điểm gốc O trên màn E. Từ đó suy ra công thức xác định các vân sáng và vân tối trên màn E. Tính khoảng vân i và số vân sáng quan sát được trong vùng giao thoa trên màn E đối với ánh sáng có bước sóng λ = 0,65μm. Muốn tăng độ rộng của khoảng vân i thì phải tăng hay giảm góc nghiêng α giữa hai gương G1và G2? Giả sử ánh sáng phát ra từ khe S với mọi bước sóng λ từ 0,480μm đến 0,760μm. Hãy tìm bước sóng của ánh sáng đơn sắc cho vân tối tại điểm M trên màn E cách điểm O một khoảng x1 = 4,5mm.