BÀI T P QUANG 2016
Giao thoa ánh sáng

Bài 1. Trong m t thí nghi m giao thoa hai khe Young đ t trong khơng khí, ánh sáng đ n s c có
b c sóng = 633 nm phát ra t m t laser Helium-Neon t i vng góc v i m t ph ng ch a hai
khe r t h p, song song v i nhau. H vân giao thoa đ c quan sát trên m t màn đ t song song v i
m t ph ng ch a hai khe và cách nó m t kho ng D = 12,0 m. Kho ng cách t vân sáng trung tâm
đ n vân sáng th nh t là y1 = 82 cm . (a) Tính kho ng cách d gi a khe S1 và khe S2. (b) V
nguyên t c, có th quan sát đ c bao nhiêu vân sáng trên màn?
Bài 2. Trong m t thí nghi m giao thoa hai khe Young đ t trong khơng khí, kho ng cách gi a hai
khe là d = 1,00 mm. Trên màn quan sát đ c đ t song song v i m t ph ng ch a hai khe và cách
m t ph ng này m t kho ng D = 3,00 m, ng i ta đo đ c kho ng cách gi a hai vân sáng liên
ti p là i =1,50 mm.
a) Tính b c sóng c a ánh sáng đ n s c s d ng trong thí nghi m trên.
b) Xác đ nh v trí c a vân sáng b c ba và vân t i b c b n.
c) Ng i ta đ t m t b n hai m t song song b ng th y tinh có chi t su t n = 1,5, đ dày e = 10
m, ch n tr c m t trong hai khe Young. Mô t hi n t ng x y ra trên màn. Tính đ d ch
chuy n c a h vân giao thoa.
Bài 3. Hai khe r t h p, song song v i nhau và cách nhau m t kho ng d = 0,850 mm, đ c chi u
sáng b i m t chùm sáng đ n s c, song song, b c sóng = 600 nm. Màn quan sát đ c đ t song
song v i m t ph ng ch a hai khe và cách m t ph ng đó m t kho ng D = 2,80 m. Tìm (a) hi u
pha gi a hai sóng ánh sáng phát ra t hai khe, giao thoa v i nhau t i m t đi m n m cách tâm c a
vân sáng chính gi a m t kho ng y = 2,50 mm, (b) t s c a c ng đ sáng t i đi m đó trên
c ng đ sáng t i tâm c a vân sáng.

Hình 1
Bài 4. Tia sáng đ n s c có b c sóng trong chân khơng là , t i vng góc v i b m t c a m t
l p v t li u m ng, đ dày e, chi t su t n2, n m gi a hai l p v t li u (khá dày) chi t su t n1 và n3.
Tìm bi u th c hi u quang l gi a hai tia a và b trong ánh sáng ph n x và hi u quang l gi a hai
tia c và d trong ánh sáng truy n qua trong tr ng h p n1 < n2 < n3 (Hình 1). Có nh n xét gì v
các k t qu tìm đ c? Trên hình v , các tia sáng đ c v xiên đ nhìn cho rõ.

Bài 5. M t l p d u m ng, chi t su t nk = 1,20, loang đ u trên m t bi n ph ng l ng v i đ dày e =
460 nm. N u quan sát th ng góc t trên máy bay xu ng l p d u, khi M t tr i đ nh đ u, các
b c sóng nào trong vùng kh ki n s ph n x m nh nh t? N u lúc đó quan sát t thi t b l n
d i m t bi n th ng góc lên l p d u trên m t n c, các b c sóng nào trong vùng kh ki n s
truy n qua m nh nh t? Chi t su t c a n c bi n là ns = 1,30. Gi i b c sóng vùng kh ki n t
400 nm đ n 700 nm.
Bài 6. Chi u chùm ánh sáng tr ng xu ng b n m ng có chi t su t n = 1,33 trong khơng khí v i
góc t i i = 60°, ánh sáng có b c sóng = 550 nm ph n x cho c ng đ c c đ i v i b c giao
 


thoa b ng m = 2. Hãy xác đ nh b dày b n m ng. Ngoài ánh sáng trên còn ánh sáng đ n s c nào
khi ph n x c ng cho c ng đ c c đ i?
Bài 7. M t th u kính th y tinh có chi t su t n = 1,55 đ c ph m t l p màng m ng trong su t có
chi t su t n’ = 1,6 đ cho ánh sáng b c sóng = 650 nm có th truy n qua nhi u nh t khi đ c
chi u vng góc t i th u kính.
a) Tính đ dày t i thi u c a l p màng m ng th a mãn yêu c u trên.
b) V i l p màng m ng có đ dày tính đ c câu (a), ánh sáng nào trong vùng nhìn th y (t 400
nm đ n 700 nm) s ph n x m nh nh t khi đ c chi u vng góc t i th u kính?
Bài 8. M t nêm khơng khí đ c t o b i hai b n th y tinh ph ng, hình vng có c nh a = 10,0
cm, chi t su t n = 1,50, ti p xúc v i nhau d c theo m t c nh, mép hai c nh kia đ c chèn m t
m u gi y dày t = 0,025 mm. Nêm đ c chi u vuông góc t phía trên b ng ánh sáng đ n s c có
b c sóng trong khơng khí là 500 nm.
(a) Mô t h vân giao thoa quan sát đ c trong ánh sáng ph n x . Tính kho ng cách gi a hai vân
sáng liên ti p và s vân nhìn th y. H vân s thay đ i nh th nào, n u đ đ y n c (n’ = 1,33)
vào không gian gi a hai b n th y tinh?
(b) Ng i ta thay ánh sáng đ n s c 500 nm b ng ánh sáng ch a hai b c x có b c sóng trong
khơng khí là 400 nm và 600 nm. Tìm kho ng cách t c nh chung c a nêm đ n vân t i đ u tiên
quan sát đ c?
Bài 9. Trong m t thí nghi m giao thoa b n m ng d ng nêm, hai b n th y tinh song ph ng, hình

vng gi ng h t nhau đ c đ t ti p xúc v i nhau trên m t c nh và hai c nh đ i đ c chèn m t
v t có đ dày nào đó. Chi t su t c a các b n th y tinh là n = 1,60. Ng i ta chi u ánh sáng đ n
s c, b c sóng trong khơng khí là = 600 nm, t phía trên sao cho ánh sáng t i vng góc v i
nêm khơng khí n m gi a hai b n và quan sát đ c đúng 0λ vân t i và 08 vân sáng trong ánh
sáng ph n x . N u đ dày c a v t chèn đ c t ng thêm 600 nm n a thì s vân t i quan sát đ c
s là bao nhiêu?

Hình 2
Bài 10. Trong thí nghi m giao thoa vân Newton (Hình 2), m t th u kính ph ng-l i có bán kính
cong c a m t l i là R = λ5,2 cm đ c đ t lên trên m t b n th y tinh ph ng. Chi t su t c a th u
kính và b n th y tinh là n = 1,60. H th u kính và b n th y tinh ph ng đ c chi u ánh sáng đ n
s c có b c sóng trong khơng khí là = 580 nm t phía trên sao cho ánh sáng t i vng góc v i
m t b n. (a) Tính đ ng kính c a vân sáng th hai tính t tâm h vân quan sát đ c trong ánh
sáng ph n x . (b) Mô t hi n t ng x y ra khi đ đ y d u có chi t su t n’ = 1,82 vào không gian
gi a th u kính và b n th y tinh. Tính đ ng kính c a vân sáng th hai tính t tâm h vân quan
sát đ c trong ánh sáng ph n x trong tr ng h p này.
Bài 11. M t c u có bán kính cong R = 100 cm c a m t th u kính ph ng-l i đ c đ t ti p xúc v i
m t ph ng c a m t b n th y tinh. Chi u chùm sáng đ n s c có b c sóng = 0,5 m t i vng
góc v i b n th y tinh và quan sát h vân Newton trong ánh sáng ph n x . Chi t su t c a v t li u
làm th u kính là n1 = 1,50 và chi t su t c a b n th y tinh là n3 = 1,70. (a) Xác đ nh bán kính c a
vân t i th 5 tính t tâm h vân. (b) Ng i ta đ đ y sulphua cacbon (chi t su t n2 = 1,63) vào
 


trong khơng gian gi a th u kính và b n th y tinh. Mô t hi n t ng quan sát đ c. Tìm bi u th c
bán kính c a vân t i. Xác đ nh bán kính c a vân t i th 5 tính t tâm h vân.
Bài 12. M t ng th y tinh kín, dài d = 1,155 cm, ch a khơng khí áp su t khí quy n, đ c đ t
d c theo m t nhánh c a giao thoa k Michelson dùng ánh sáng đ n s c b c sóng = 632,8 nm.
Các c a s th y tinh hai đ u ng có đ dày khơng đáng k . H vân giao thoa đ c quan sát
b ng kính ng m có v ch d u ch th p.

(a) Khơng khí trong ng đ c hút d n ra b ng b m chân không. Ng i ta đ m đ c 11 vân sáng
ch y qua v ch d u trong kính ng m. Tính chi t su t c a khơng khí áp su t khí quy n.
(b) Sau đó, m t ch t khí khác đ c đ a d n vào ng. L n này, ng i ta đ m đ c 176 vân sáng
ch y qua v ch d u trong kính ng m. Tính chi t su t c a ch t khí ch a trong ng lúc đó.

Nhi u x và Phân c c ánh sáng

Bài 13. M t ngu n sáng đi m đ c đ t t i O phát ánh sáng đ n s c có b c sóng 600nm. i m
C n m cách ngu n m t kho ng OC = 2m. Ng i ta đ t m t màn ch n có l trịn tâm O1 trùng v i
trung đi m c a đo n OC.
ng th ng OO1C vng góc v i m t ph ng c a màn. Xác đ nh bán
kính r c a l tròn đ (a) đi m C sáng nh t; (b) đi m C t i nh t.
Bài 14. M t ngu n sáng đi m phát ánh sáng đ n s c b c sóng = 0,50 m đ c đ t trên tr c
vng góc đi qua tâm c a m t l trịn có bán kính r = 1,0 mm, cách l tròn m t kho ng a = 1 m.
Xác đ nh kho ng cách b t màn đ n đi m quan sát n m trên tr c, sao cho đ i v i đi m đó, l
trịn ch a đúng 3 đ i Fresnel.
Bài 15. Chi u chùm ánh sáng đ n s c, b c sóng = 0,440 m, t i vng góc v i m t khe h p.
Trên màn quan sát đ t cách khe h p m t kho ng D = 1m, ng i ta đo đ c kho ng cách t c c
ti u nhi u x th 2 đ n c c đ i chính gi a là l = 50 cm. Xác đ nh (a) góc nhi u x 2 ng v i c c
ti u th 2, (b) đ r ng a c a khe.
Bài 16. M t chùm sáng song song, đ n s c, b c sóng = 550 nm, đ c chi u vng góc t i
m t màn ch n ch a hai khe h p, song song, dài vô h n S1 và S2. Kho ng cách gi a tâm các khe
là d = 0,15 mm. Màn quan sát đ c đ t song song v i m t ph ng ch a hai khe và cách nó m t
kho ng D = 1,50 m.
(a) V i gi thi t hai khe S1, S2 vô cùng h p, mô t hi n t ng quan sát đ c trên màn. Tính
kho ng cách gi a hai vân sáng liên ti p. Tính t s c ng đ sáng IP/I0 v i IP là c ng đ sáng
t i đi m P trên màn, n m cách tâm hình giao thoa m t kho ng yP = 14,5 mm và I0 là c ng đ
sáng t i tâm c a vân sáng chính gi a.
(b) Trên th c t , hai khe S1, S2 không vô cùng h p mà có đ r ng a = 30,0 m. Mơ t hi n t ng
quan sát đ c trên màn. Tính s vân sáng n m trong mi n trung tâm c a bao hình nhi u x . Tính

t s c ng đ sáng I3/I0 v i I3 là c ng đ sáng t i tâm c a vân sáng b c 3 và I0 là c ng đ
sáng t i tâm c a vân sáng chính gi a.
Bài 17. M t chùm sáng song song, đ n s c, b c sóng = 600 nm, đ c chi u th ng góc t i b
m t c a m t cách t nhi u x ph ng có t ng s khe N = 10000. Ng i ta th y có hai c c đ i giao
thoa k ti p nhau n m các góc nhi u x
v i sin = 0,2 và sin = 0,3, và c c đ i giao thoa
b c 4 bi n m t. (a) Tính h ng s cách t d và b c c a hai c c đ i giao thoa k ti p nói trên. (b)
Tính đ r ng a nh nh t c a khe cách t . (c) V i giá tr đ r ng khe v a tính đ c, v ngun
t c, có th quan sát đ c nhi u nh t là bao nhiêu c c đ i giao thoa? (d) Tính t s c ng đ sáng
t i tâm c a các c c đ i giao thoa b c 2 và b c 3 trên c ng đ sáng t i tâm c a c c đ i giao thoa
chính gi a.
Bài 18. Chi u m t chùm ánh sáng song song,  đ n s c, b c sóng = 600 nm, t i vng góc v i
m t cách t nhi u x ph ng có h ng s (chu k ) cách t là d = 1λ00 nm và t ng s khe là N =
 


1,0.104. Sau cách t , ng i ta đ t m t th u kính h i t . Màn quan sát đ c đ t m t ph ng tiêu
c a th u kính. Xác đ nh (a) v trí và đ r ng góc c a v ch quang ph b c 2, (b) s v ch quang
ph quan sát đ c trên màn.
Bài 19. M t cách t nhi u x ph ng có đ dài L = 2,00 cm, trên đó ch a N = 8000 khe h p, cách
đ u nhau, đ c s d ng đ phân tích quang ph c a th y ngân. Quang ph c a nguyên t này
ch a hai b c x có b c sóng r t g n nhau là 1 = 57λ,065 nm và 2 = 576,λ5λ nm. Trong ph
b c hai, t i vùng b c sóng trung bình c a hai b c x trên, tính (a) đ tán s c góc và n ng su t
phân gi i c a cách t . T đó suy ra (b) kho ng cách góc gi a hai v ch ph t ng ng và hi u
b c sóng c a hai b c x đ n s c v a đ đ c phân gi i theo tiêu chu n Rayleigh.
Bài 20. Chi u chùm ánh sáng song song phát ra t đèn Natri t i vng góc v i m t cách t nhi u
x ph ng có h ng s (chu k ) cách t là d = 1λ00 nm và t ng s khe là N = 1,0.104. B c x đèn
Natri ch a hai ánh sáng đ n s c có b c sóng 1 = 58λ,00 nm và 2 = 58λ,5λ nm. (a) Xác đ nh
kho ng cách góc gi a hai v ch quang ph b c 2 c a hai ánh sáng trên. (b) Cách t này có phân
bi t đ c hai v ch quang ph b c 1 c a hai ánh sáng trên không? T i sao?

Bài 21. Hai kính phân c c đ c đ t chéo nhau đ không cho ánh sáng truy n qua. M t kính phân
c c th ba đ c đ t xen vào gi a hai kính trên sao cho ph ng u tiên c a nó h p m t góc =
300 v i ph ng u tiên c a m t trong hai kính kia. Ng i ta cho m t chùm sáng t nhiên có
c ng đ I0 = 10,0 đ n v (tùy ý) đi qua h ba kính phân c c trên. Tính c ng đ ánh sáng
truy n qua I. Các kính phân c c đ c xem là lý t ng. Gi i bài toán trên trong tr ng h p các
ph ng u tiên c a hai kính phân c c ban đ u đ c đ t song song v i nhau.
Bài 22. Chùm sáng t nhiên có c ng đ I0 = 25 W/m2 đ c chi u th ng góc qua m t h g m 4
kính phân c c lý t ng đ t song song v i nhau sao cho các ph ng u tiên n m t i các góc 1 =
400, 2 = 200, 3 = 200, 4 = 300 (Hình 3).

Hình 3
(a) Tính c ng đ chùm sáng ló ra kh i h .
(b) t 1 = 00, 2 = λ00, 4 = λ00, tìm bi u th c c ng đ chùm sáng ló ra kh i h tính theo I0 và
góc 3. V i góc 3 b ng bao nhiêu thì c ng đ chùm sáng ló ra kh i h đ t giá tr c c đ i? Tính
giá tr c c đ i đó.
(c) N u kính phân c c th ba đ c quay đ u quanh tr c c a h v i t c đ góc , thì c ng đ
chùm sáng ló ra kh i h s bi n thiên theo th i gian nh th nào (cho góc 3 = 450 t i th i đi m
b t đ u quay kính)?
Bài 23. M t l ng kính th y tinh có chi t su t n2 = 1,50 đ c đ t vào gi a khơng khí có chi t su t
n1 = 1,00 và sunfua carbon có chi t su t n3 = 1,65. M t tia sáng t i t khơng khí, truy n qua l ng
kính, sang sunfua carbon (Hình 4).
(a) Góc đ nh c a l ng kính ph i là bao nhiêu đ c hai tia ph n x t m t trên và m t d i c a
l ng kính đ u b phân c c hoàn toàn.
 


(b) Ng i ta thay l ng kính b ng m t b n th y tinh cùng lo i có hai m t song song, sao cho m t
trên c a b n th y tinh n m đúng vào v trí m t trên c a l ng kính tr c đó. C n ph i thay sunfua
carbon b ng m t mơi tr ng khác có chi t su t là bao nhiêu đ c hai tia ph n x t m t trên và
m t d i c a b n th y tinh đ u b phân c c hồn tồn.


Hình 4

Tính ch t l

ng t c a ánh sáng

Bài 24. Ph b c x c a M t Tr i có c c đ i n m b c sóng max = 480 nm. Coi b m t c a
m t tr i nh v t đen tuy t đ i. Xác đ nh nhi t đ b m t và n ng su t b c x toàn ph n c a M t
Tr i. Cho h s Stefan-Boltzmann = 5,67.10-8 W/m².K4 và h s d ch chuy n Wien b = 28λ8
m.K.
Bài 25. M t ngu n sáng đi m có cơng su t P = 3,0 W, phát ánh sáng đ n s c b c sóng = 58λ
nm. Xác đ nh s photon đi qua ti t di n 1 cm2 đ t vng góc v i ph ng truy n sáng, cách
ngu n sáng m t kho ng r = 1,75 m.
Bài 26. M t chùm sáng đ n s c có b c sóng = 124 nm, cơng su t P = 2,50 W, t i đ p vào b
m t quang âm c c c a m t t bào quang đi n chân không. Ng i ta đo đ c giá tr đ ng n ng
c c đ i c a quang đi n t b t ra kh i b m t quang âm c c là Kmax = 4,16 eV. V i gi thi t r ng
m i photon trong chùm sáng t i làm b t ra m t quang đi n t , tính (a) cơng thốt đi n t
(theo
đ n v eV) c a v t li u làm quang âm c c và s quang đi n t N b t ra kh i b m t quang âm
c c trong m t giây. (b) S quang đi n t N b t ra kh i b m t quang âm c c trong m t giây s
thay đ i nh th nào n u gi m b c sóng ánh sáng t i xu ng còn m t n a nh ng v n gi nguyên
công su t chùm sáng? Cho h = 6,626.10-34 Js, c = 3,00.108 m/s.
Bài 27. M t photon có n ng l ng E = 150,0 keV tán x đàn h i trên m t electron t do đ ng
yên v i góc tán x
= λ00. Cho b c sóng Compton k = 2,43.10-12 m, h = 6,625.10-34 J.s, c =
3.108 m/s. Xác đ nh (a) n ng l ng E’ c a photon tán x , (b) đ ng n ng Eđ và v n t c v c a
electron sau tán x .
Bài 28. M t photon có n ng l ng E = 58,00 keV tán x đàn h i trên m t electron t do đ ng
yên. Sau tán x , b c sóng c a photon t ng lên 25%. Xác đ nh (a) góc tán x , (b) b c sóng và

n ng l ng photon tán x . Cho b c sóng Compton k = 2,43.10-12 m, h = 6,625.10-34 J.s, c =
3.108 m/s.