Bài tập Quang 2015

Bài tập "Quang 2015" cung cấp cho các bạn những câu hỏi bài tập về: Giao thoa ánh sáng, nhiễu xạ và phân cực ánh sáng, lượng tử ánh sáng. Với các bạn chuyên ngành Vật lý thì đây là tài liệu tham khảo hữu ích.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài tập Quang 2015 BÀI TẬP QUANG 2015Giao thoa ánh sángBài 1. Trong một thí nghiệm giao thoa hai khe Young đặt trong không khí, ánh sáng đơn sắc cóbước sóng λ = 633 nm phát ra từ một laser Helium-Neon tới vuông góc với mặt phẳng chứa haikhe rất hẹp, song song với nhau. Hệ vân giao thoa được quan sát trên một màn đặt song song vớimặt phẳng chứa hai khe và cách nó một khoảng D = 12,0 m. Khoảng cách từ vân sáng trung tâmđến vân sáng thứ nhất là y1 = 82 cm . (a) Tính khoảng cách d giữa khe S1 và khe S2. (b) Vềnguyên tắc, có thể quan sát được bao nhiêu vân sáng ở trên màn?Bài 2. Trong một thí nghiệm giao thoa hai khe Young đặt trong không khí, khoảng cách giữa haikhe là d = 1,00 mm. Trên màn quan sát được đặt song song với mặt phẳng chứa hai khe và cáchmặt phẳng này một khoảng D = 3,00 m, người ta đo được khoảng cách giữa hai vân sáng liêntiếp là i =1,50 mm.a) Tính bước sóng của ánh sáng đơn sắc sử dụng trong thí nghiệm trên.b) Xác định vị trí của vân sáng bậc ba và vân tối bậc bốn.c) Người ta đặt một bản hai mặt song song bằng thủy tinh có chiết suất n = 1,5, độ dày e = 10μm, chắn trước một trong hai khe Young. Mô tả hiện tượng xảy ra trên màn. Tính độ dịchchuyển của hệ vân giao thoa.Bài 3. Hai khe rất hẹp, song song với nhau và cách nhau một khoảng d = 0,850 mm, được chiếusáng bởi một chùm sáng đơn sắc, song song, bước sóng λ = 600 nm. Màn quan sát được đặt songsong với mặt phẳng chứa hai khe và cách mặt phẳng đó một khoảng D = 2,80 m. Tìm (a) hiệupha giữa hai sóng ánh sáng phát ra từ hai khe, giao thoa với nhau tại một điểm nằm cách tâm củavân sáng chính giữa một khoảng y = 2,50 mm, (b) tỷ số của cường độ sáng tại điểm đó trêncường độ sáng tại tâm của vân sáng. Hình 1Bài 4. Tia sáng đơn sắc có bước sóng trong chân không là λ, tới vuông góc với bề mặt của mộtlớp vật liệu mỏng, độ dày e, chiết suất n2, nằm giữa hai lớp vật liệu (khá dày) chiết suất n1 và n3.Tìm biểu thức hiệu quang lộ giữa hai tia a và b trong ánh sáng phản xạ và hiệu quang lộ giữa haitia c và d trong ánh sáng truyền qua trong trường hợp n1 < n2 < n3 (Hình 1). Có nhận xét gì vềcác kết quả tìm được? Trên hình vẽ, các tia sáng được vẽ xiên để nhìn cho rõ.Bài 5. Một lớp dầu mỏng, chiết suất nk = 1,20, loang đều trên mặt biển phẳng lặng với độ dày e =460 nm. Nếu quan sát thẳng góc từ trên máy bay xuống lớp dầu, khi Mặt trời ở đỉnh đầu, cácbước sóng nào trong vùng khả kiến sẽ phản xạ mạnh nhất? Nếu lúc đó quan sát từ thiết bị lặn ởdưới mặt biển thẳng góc lên lớp dầu trên mặt nước, các bước sóng nào trong vùng khả kiến sẽtruyền qua mạnh nhất? Chiết suất của nước biển là ns = 1,30. Giải bước sóng vùng khả kiến từ400 nm đến 700 nm.Bài 6. Chiếu chùm ánh sáng trắng xuống bản mỏng có chiết suất n = 1,33 trong không khí vớigóc tới i = 60°, ánh sáng có bước sóng λ = 550 nm phản xạ cho cường độ cực đại với bậc giao 1thoa bằng m = 2. Hãy xác định bề dày bản mỏng. Ngoài ánh sáng trên còn ánh sáng đơn sắc nàokhi phản xạ cũng cho cường độ cực đại?Bài 7. Một thấu kính thủy tinh có chiết suất n = 1,55 được phủ một lớp màng mỏng trong suốt cóchiết suất n’ = 1,6 để cho ánh sáng bước sóng λ = 650 nm có thể truyền qua nhiều nhất khi đượcchiếu vuông góc tới thấu kính.a) Tính độ dày tối thiểu của lớp màng mỏng thỏa mãn yêu cầu trên.b) Với lớp màng mỏng có độ dày tính được ở câu (a), ánh sáng nào trong vùng nhìn thấy (từ 400nm đến 700 nm) sẽ phản xạ mạnh nhất khi được chiếu vuông góc tới thấu kính?Bài 8. Một nêm không khí được tạo bởi hai bản thủy tinh phẳng, hình vuông có cạnh a = 10,0cm, chiết suất n = 1,50, tiếp xúc với nhau dọc theo một cạnh, mép hai cạnh kia được chèn mộtmẩu giấy dày t = 0,025 mm. Nêm được chiếu vuông góc từ phía trên bằng ánh sáng đơn sắc cóbước sóng trong không khí là 500 nm.(a) Mô tả hệ vân giao thoa quan sát được trong ánh sáng phản xạ. Tính khoảng cách giữa hai vânsáng liên tiếp và số vân nhìn thấy. Hệ vân sẽ thay đổi như thế nào, nếu đổ đầy nước (n ’ = 1,33)vào không gian giữa hai bản thủy tinh?(b) Người ta thay ánh sáng đơn sắc 500 nm bằng ánh sáng chứa hai bức xạ có bước sóng trongkhông khí là 400 nm và 600 nm. Tìm khoảng cách từ cạnh chung của nêm đến vân tối đầu tiênquan sát được?Bài 9. Trong một thí nghiệm giao thoa bản mỏng dạng nêm, hai bản thủy tinh song phẳng, hìnhvuông giống hệt nhau được đặt tiếp xúc với nhau trên một cạnh và hai cạnh đối được chèn mộtvật có độ dày nào đó. Chiết suất của các bản thủy tinh là n = 1,60. Người ta chiếu ánh sáng đơnsắc, bước sóng trong không khí là λ = 600 nm, từ phía trên sao cho ánh sáng tới vuông góc vớinêm không khí nằm giữa hai bản và quan sát được đúng 09 vân tối và 08 vân sáng trong ánhsáng phản xạ. Nếu độ dày của vật chèn được tăng thêm 600 nm nữa thì số vân tối quan sát đượcsẽ là bao nhiêu? ...