Đề thi Giữa kỳ môn Vật lý đại cương 2 | Học viện Công Nghệ Bưu Chính Viễn Thông

Đề thi giữa kỳ số 1 soạn bởi Thành Nam
1. Khoảng cách 2 khe a = 1 mm, màn ảnh cách 2 khe D = 2,6 m. Đặt sau 1 trong 2 khe 1
bản mỏng bề dày e = 10 μm, n = 1,5. Độ dịch chuyển của hệ thống vân giao thoa trên
màn quan sát khi chưa đặt bản mỏng là? Giải: 2 1 ax
Đặt bản mỏng vào, kéo dài quang lộ thêm (n-1)e. ( ) Hiệu quang lộ: L L L' n 1 e  = − = ( ) D − − ( ) ( )
Xét tại vị trí vân trung tâm: ΔL = k = 0 (k = 0) ax n 1 e x n 1 eD 1,5 1 .10.10 .2,6 13mm −− 6  D = −  = a = 10 − = 3 −
2. Một chùm sáng trắng chiếu vuông góc với một bản mỏng // trong suốt, dày D=0,48 μm, 0,4 m     0,7 m 
n=1,5. Trong phạm vi quang phổ nhìn thấy
, chùm tia phản xạ được
tăng cường có bước sóng là bao nhiêu? Giải
Hiệu quang lộ giữa 2 bản mỏng: L L L 2d n sin i  k  = − = − − =  2 2 2 1 2 1 2nd 2nd k  2 k 0,5
Do hai bản song song nên i = 0  = +    =  +  0,4 m     0,7 m  Thay điều kiện
, ta thu được k = 2 or k = 3.
Suy ra bước sóng thỏa mãn là =0,576 μm và  = 0,411 μm.
3. Chiếu một chùm sáng trắng nghiêng góc i = 45° lên môi trường nước xà phòng có chiết
suất n = 1,6. Đối với ánh sáng màu vàng có bước sóng  = 0,6 μm. Bề dày nhỏ nhất để
phản xạ tia sáng màu vàng là bao nhiêu? Giải
Hiệu quang lộ giữa 2 bản mỏng: L L L 2d n sin i 2  = − = − − 2 2 1 2
Tia sáng vàng là cực đại nên L
 = k ở đây là min nên lấy luôn k=0 0,6.10 L 0 d  1,0451.10 m 67  =  = = −− ( )= 4 n sin i 4. 1,6 sin 45 min 2 −− 2 2 2
4. Chùm đơn sắc  = 0,5 μm được chiếu vuông góc với mặt nêm thủy tinh chiết suất n =
1,5. Biết rằng khoảng cách 15 vân tối liên tiếp là 1,5 cm. Góc nghiêng của nêm là bao nhiêu? Giải 1 | P a g e tk 
Vị trí của vân tối d2n=  7
15 vân tối liên tiếp có 14 khoảng cách d 1 = 4. 2n n= Do góc  rất nhỏ nên 6 − 4 d  7 7.0,5.10 − sin =  = = = 1, = 55.10 rad 2 − ( ) L nL 1,5.1,5.10
5. Một chùm sáng có bước sóng  = 0,63 μm được chiếu vuông góc với mặt nêm thủy
tinh chiết suất n = 1,5. Quan sát thấy vân giao thoa gây bởi chùm tia phản xạ, khoảng
cách 6 vân tối liên tiếp là 0,5 cm. Tìm góc nghiêng của nêm. Vị trí 2 vân tối đầu tiên? Giải  Vị trí của vân tối tk d2n=  2,5
6 vân tối liên tiếp có 5 khoảng cách d 5 = .2n n= Do góc  rất nhỏ nên −6−4 d  2,5 2,5.0,63.10 sin =  = = = 2 = ,1.10 rad −2 ( ) L nL 1,5.0,5.10 − 6 −3 d 0,63.1  0
Vị trí hai vân tối đầu tiên là 1 L = = = = 10 m =0,1cm 14 − ( )  2n 2.1,5.2,1.10 −63 d 2.  2.0,63.10 −
Vị trí hai vân tối thứ hai là 2 L = = = = 2.10 m = 0,2cm 24 − ( )  2n 2.1,5.2,1.10
6. Một chùm ánh sáng đơn sắc có bước sóng  = 0,5 μm được chiếu vuông góc với mặt
nêm không khí. Quan sát hệ thống vân giao thoa gây bởi chùm tia phản xạ trên bề mặt
nêm, người ta thấy khoảng cách giữa 6 vân tối liên tiếp là 0,25cm
a. Xác định góc nghiêng giữa hai mặt nêm
b. Chiếu đồng thời hai chùm tia đơn sắc 1  = 0,5 μm và 2
 = 0,6 μm lên bề mặt nêm,
xác định vị trí tại đó các vân tối của hai hệ thống vân trùng nhau tk 
a, Vị trí của vân tối d2n=
6 vân tối liên tiếp là L = 0,25 cm  2,5
6 vân tối liên tiếp có 5 khoảng cách d 5 = .2n n= Do góc  rất nhỏ nên −64 d  2,5 2,5.0,5.10 − sin =  = = = 5 =.10 rad −2 ( ) L nL 1.0,25.10 k  k k 6
b, Để hai vân tối trùng nhau thì 1 1 2 2 1 =  = 2 2 k 5 2 2 | P a g e
Vị trí trùng nhau đầu tiên k = 6 = or k 5 1 2 6 k 6.  0,5.10 − 1 1 x = k . =i = = 0,3 cm 1 1 1 4− ( ) 2 2  .5.10 x = 0,6 cm 2 ( ) x = 0,9 cm 3 ( ) x = 0 cm 0 ( )
7. Chiếu đồng thời 2 chùm sáng đơn sắc 1  =0.6μm và 2
 =0,8μm vuông góc với 1 nêm
không khí góc nghiêng nêm là 4 6.10 r− =
ad . Vị trí gần cạnh nêm nhất tại đó vân tối
của hai hệ thống vân trùng nhau là? k . k k 4
Để hai hệ vân có trùng nhau 1 1 2 2 1  =  = 2 2 k 3 2 6 4 4  .0,6.10 − d Ta có k= 4 1  L = = = 0,2 cm = ) 1 min 4 ( t − ( ) 2. 2  .6.10 L
8. Chiếu một chùm sáng trắng xiên một góc tới i = 45° lên một màng nước xà phòng có
chiết suất với ánh sáng vàng 7 6.10 m − =
là n = 1,6. Bề dày nhỏ nhất của màng xà phòng
để những tia phản chiếu có màu vàng là? 2 2 
L= L − L = 2d n − sin i − 2 1 2
Tia sáng vàng là cực đại nên  L= k ở đây là min nên lấy luôn k=0 −6−7  0,6.10 L  = 0 d = = = 1,0451.10 m min 2 2 2 2 4 n − s −in i 4. 1,6 sin (45 )
9. Thấu kính trong hệ thống cho vân tròn Newton có bán kính cong R = 8,5 m. Một chùm
ánh sáng đơn sắc được rọi vuông góc với hệ thống. Quan sát các vân giao thoa của
những chùm tia phản chiếu, người ta đo được đường kính của vân tối thứ tư là d = 8,8 4
mm( coi tâm của vân tối là vân tối số không). Bước sóng của ánh sáng đó là?
Bán kính của vân tối thứ k là = r  kR k d d ( ) 2 −3 27 4 4 8,8.10 4.R. 5,69.10 m − =    = = = 2 16R 16.8,5
10. Chiếu một chùm ánh sáng đơn sắc // vuông góc với bản thủy tinh phẳng trong hệ thống
vân tròn Newton. Hệ thống vân được đặt trong không khí. Thấu kính phẳng lồi có bán
kính mặt lồi là R = 9,7 m. Quan sát hệ thống vân tròn Newton trong chùm tia phản xạ
người ta thấy bán kính hai vân tối liên tiếp lần lượt là 4,94mm và 5,53 mm. Bước sóng
ánh sáng có giá trị là?
Bán kính của vân tối thứ k và thứ k+1 lần lượt là 3 | P a g e r = kR ;r = k + 1 R  k k 1+ ( ) r r +−− ( 2 2 −3 − 3 2 2 k 1 k 5,53.10 4,94.10 ) ( 0,64 m )   = = =  R 9,7
11. Thấu kính trong hệ thống vân tròn Newton có bán kính mặt cong R=15m. Chùm sáng
đơn sắc có bước sóng  được chiếu vuông góc với hệ thống. Quan sát các vân giao
người ta đo được khoảng cách giữa các vân tối thứ 4 và 25 bằng 9 mm. Đường kính vân
tối thứ 16 có giá trị? r=  4R =  2 R 4 r = 25R = 5 R  25 25 4 16 4 L = r r − 3=R  r 4  R = L 12mm = = 3 d== 2r 24mm 16 16
12. Người ta chiếu chùm sáng song song đơn sắc bước sóng  = 0,7 μm vuông góc với hệ
thống vân tròn Newton. Do chế tạo nên đỉnh thấu kính cách bản thủy tinh 1 khoảng e.
Người ta đo được đường kính vân tối thứ 5 và thứ 10 lần lượt là 10mm và 16mm. Bán
kính mặt cầu lồi của thấu kính có giá trị?  Hiệu quang lộ  = ( ) 1 L 2 d + e + = k +  2 2   k  d e = − 2 = r 2Rdk k r r − ( 2 2 −3 − 3 2 2 8.10 5.10− 10 5 6 ) ( ) R 11 = , (1(=m − )) =  10 5 0,7.10 .−5
13. Trong thí nghiệm giao thoa kế mai ken sơn khi dịch chuyển gương di động một khoảng
L = 0,12mm, người ta quan sát thấy hình vân giao thoa dịch chuyển đi 400 vân. Bước
sóng dùng trong thí nghiệm là? 3 2L 2.0,12.10 − 
Độ dịch chuyển: L = m.   = = 0 = ,6 m  2 m 400
14. Để đo chiết suất của khí nito, trên đường đi của một chùm tia trong gioa thoa kế mai
ken sơn, người ta đặt một ống dây đã rút chân không có chiều dài l =15cm. Các đầu ống
là bản thủy tinh song song . Bơm đầy khí vào ống ta thấy hình ảnh giao thoa dịch chuyển
240 vạch. Ánh sáng dùng trong thí nghiệm có bước sóng  = 0,62μm. Chiết suất của chất khí là? 6 m m 240.0,62.10 − 
Hệ dịch chuyển 240 vạch: (n )− 1 .l =  n = +1= + 1= 1,000496 2 2l 2.0,15 4 | P a g e
15. Chiếu một chùm sáng trắng xiên một góc tới i = 45° lên một màng nước xà phòng có
chiết suất với cực tiểu 7 6.10 m − =
là n = 1,6. Bề dày nhỏ nhất của màng xà phòng đó là? 2 2 
L= L − L = 2d n − sin i − 2 1 2  1
Tia sáng là cực tiểu nên L  = k 2 +  
ở đây là min nên lấy luôn k=0  −6−7  0,6.10 L  = 0 d = = = 2,09.10 m min 2 2 2 2 2 n − s −in i 2. 1,6 sin (45 ) 5 | P a g e