Hướng dẫn sử dụng Máy tính bỏ túi CASIO 570es để tìm bước sóng ánh sáng môn Vật lý 12

HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG MÁY TÍNH BỎ TÚI CASIO 570ES ĐỂ TÌM BƯỚC SÓNG ÁNH SÁNG

Ví dụ 1: Thực hiện giao thoa ánh sáng với thiết bị của Y−âng, khoảng cách giữa hai khe a = 2 mm, từ hai khe đến màn D = 2 m. Người ta chiếu sáng hai khe bằng ánh sáng trắng (0,4 µm  \( \le \) λ \( \le \) 0,75 µm). Quan sát điểm A trên màn ảnh, cách vân sáng trung tâm 3,3 mm. Hỏi tại A bức xạ cho vân tối có bước sóng ngắn nhất bằng bao nhiêu?

A. 0,440 µm.               B. 0,508 µm.                          

C. 0,400 µm.                D. 0,490 µm.

Hướng dẫn

Cách 1:

\(\begin{array}{l} \,{x_M} = \left( {m + 0,5} \right)\frac{{\lambda D}}{a}\\ \Rightarrow \lambda = \frac{{a{x_M}}}{{\left( {m + 0,5} \right)D}} = \frac{{3,3}}{{m + 0,5}}\left( {\mu m} \right)\\ 0,4 \le \lambda = \frac{{3,3}}{{m + 0,5}} < 0,75 \Rightarrow 0,9 \le m \le 7,75\\ \Rightarrow m = 4,5,6,7\\ \Rightarrow {\lambda _{\min }} = \frac{{3,3}}{{7 + 0,5}} = 0,44\left( {\mu m} \right) \end{array}\)

 Chọn A.

Cách 2: Bài toán này cho số liệu tường minh nên có thể dùng chức năng TABLE của máy tính CASIO 570es để tìm bước sóng

* Kĩ thuật CASIO: + Bấm mode 7 và nhập hàm  \(F\left( x \right) = \frac{{3,3}}{{x + 0,5}}\) + Chọn Start 0; chọn End 10; Step 1 ta sẽ được bảng kết quả + Ta nhận thấy: có 4 giá trị của hàm nằm trong vùng  0,4 µm\( \le \)   λ\( \le \)  0,75 µm và giá trị nhỏ nhất là 0,44 µm  Chọn A.

x F(x) 3 0,94 4 0,73 5 0,76 6 0,51 7 0,44 8 0,39

 Ví dụ 2: Trong một thí nghiệm Y−âng về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe là 0,5 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 2 m. Nguồn sáng phát ánh sáng trắng có bước sóng trong khoảng từ 380 nm đến 760 nm. M là một điểm trên màn, cách vân sáng trung tâm 22 mm. Trong các bước sóng của các bức xạ cho vân sáng tại M, bước sóng dài nhất là

A. 417 nm.                  B. 687,5 nm.                          

C. 714 nm.                    D. 760 nm.

Hướng dẫn

Cách 1: Vị trí vân sáng:

\(\begin{array}{l} x = k\frac{{\lambda D}}{a}\\ \Rightarrow \lambda = \frac{{xa}}{{kD}} = \frac{{5500}}{k}\left( {mm} \right)\\ 380nm \le \lambda \le 0,76nm \Leftrightarrow 7,24 \le k \le 14,47\\ \Rightarrow k = 8;...14\\ \Rightarrow {\lambda _{\max }} = \frac{{5500}}{8} = 687,5\left( {mm} \right) \end{array}\)

 Chọn B

Cách 2: Bài toán này cho số liệu tường minh nên có thể dùng chức năng TABLE của máy tính CAS1O 570es để tìm bước sóng. * Kĩ thuật CASIO: + Bấm mode 7 và nhập hàm \(F\left( x \right) = \frac{{5500}}{x}\) + Chọn Start 1; chọn End 15; Step 1 ta sẽ được bảng kết quả. +Ta nhận thấy: có 7 giá trị của hàm nằm trong vùng 0,4 µm\( \le \)   λ\( \le \)  0,75 µm và giá trị nhỏ nhất là 0,6875 µm  Chọn A.

x F(x) 7 785,7 8 687,5 9 611,1 10 550 11 500 12 458,3 13 423,1 14 392,8 15 366,6

Ví dụ 3: Trong thí nghiệm giao thoa Iâng thực hiện với ánh sáng trắng có bước sóng từ 0,38 (µm) đến 0,76 (µm). Có bao nhiêu bức xạ đơn sắc cho vân sáng trùng vân sáng bậc 3 của bức xạ có bước sóng

A. 2.                            B. 3.                                       

C. 4.                            D. 5.

Hướng dẫn

Cách 1:

\(\begin{array}{l} x = k\frac{{\lambda D}}{a}\\ \Rightarrow \lambda = \frac{{a{x_M}}}{{k{\rm{D}}}} = \frac{{2,28}}{k}\left( {um} \right)\\ 0,38 \le \lambda = \frac{{2,28}}{k}\left( {\mu m} \right) < 0,76 \Rightarrow 3 < k \le 6\\ \Rightarrow k = 4,5,6 \end{array}\)

 Chọn B.

Cách 2: Bài toán này cho số liệu tường minh nên có thể dùng chức năng TABLE của máy tính CAS1O 570es để tìm bước sóng. * Kĩ thuật CASIO: + Bấm mode 7 và nhập hàm  \(F\left( x \right) = \frac{{2,28}}{x}\) + Chọn Start 0; chọn End 10; Step 1 ta sẽ được bảng kết quả +Ta nhận thấy: có 7 giá trị của hàm nằm trong vùng 0,38 µm\( \le \)λ  \( \le \)0,75 µm và không tính 0,76 µm thì có 3 giá trị  Chọn B.

x F(x) 2 1,14 3 0,76 4 0,57 5 0,456 6 0,38 7 0,33

Ví dụ 4: (ĐH−2010) Trong thí nghiệm Y−âng về giao thoa ánh sáng, hai khe được chiếu bằng ánh sáng trắng có bước sóng từ 380 nm đến 760 nm. Khoảng cách giữa hai khe là 0,8 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 2 m. Trên màn, tại vị trí cách vân trung tâm 3 mm có vân sáng của các bức xạ với bước sóng

A. 0,48 µm và 0,56 µm.                                              B. 0,40 µm và 0,60 µm.

C. 0,4 µm và 0,64p                                                     D. 0,45 µm và 0,60 µm.

Hướng dẫn

Cách 1:

\(\begin{array}{l} x = k\frac{{\lambda D}}{a}\\ \Rightarrow \lambda = \frac{{a{x_M}}}{{k{\rm{D}}}} = \frac{{1,2}}{k}\left( {um} \right)\\ 0,38 \le \lambda = \frac{{2,28}}{k}\left( {\mu m} \right) < 0,76 \Leftrightarrow 1,58 \le k \le 3,16\\ \Rightarrow k = 2;3\\ \Rightarrow \lambda = 0,6\left( {\mu m} \right);0,4\left( {\mu m} \right) \end{array}\)

   Chọn B.

Cách 2: Bài toán này cho số liệu tường minh nên có thể dùng chức năng TABLE của máy tính CAS1O 570es để tìm bước sóng. * Kĩ thuật CASIO: + Bấm mode 7 và nhập hàm  \(F\left( x \right) = \frac{{1,2}}{x}\) + Chọn Start 0; chọn End 10; Step 1 ta sẽ được bảng kết quà

x F(x) 1 1,2 2 0,6 3 0,4 4 0,3

+Ta nhận thấy: có 2 giá trị 0,6 và 0,4 của hàm nằm trong vùng  0,38 µm\( \le \) λ \( \le \)0,75 µm

 Chọn B.

Ví dụ 5: Trong thí nghiệm giao thoa lâng, khoảng cách giữa hai khe 1 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn 1 m. Nguồn sáng S phát ánh sáng ừắng có bước sóng nằm trong khoảng từ 0,38 µm đến 0,76 µm. Thí nghiệm thực hiện trong không khí.

1) Tính bề rộng của quang phổ bậc 3.

2) Hỏi tại điểm M trên màn cách vân sáng trung tâm 4 mm những bức xạ nào cho vân sáng? Cho vân tối ?

3) Khoét tại M trên màn một khe nhỏ song song với vân sáng trung tâm. Đặt sau M, khe của ống chuẩn trực của một máy quang phổ. Hãy cho biết trong máy quang phổ ta thấy được một quang phổ như thế nào?

Hướng dẫn

1) Bề rộng quang phổ bậc 3 trên màn tính theo công thức:  

\({\Delta _3} = 3\frac{D}{a}\left( {{\lambda _d} - {\lambda _t}} \right) = 1,14\left( {mm} \right)\)

2) Tai điểm M bức xạ λ cho vân sáng thì  

\(\begin{array}{l} {x_M} = k\frac{{\lambda D}}{a}\\ \Rightarrow \lambda = \frac{{a{x_M}}}{{kD}} = \frac{4}{k}\left( {\mu m} \right)\\ 0,38 \le \lambda = \frac{4}{k} \le 0,76\\ \Rightarrow 5,26 \le k \le 10,5\\ \Rightarrow k = 6,...10. \end{array}\)

k	6	7	8	9	10
λ (µm)	4/6	4/7	4/8	4/9	4/10

* Tại điểm M bức xạ λ  cho vân tối thì    

\(\begin{array}{l} {x_M} = \left( {m + 0,5} \right)\frac{{\lambda D}}{a}\\ \Rightarrow \lambda = \frac{{a{x_M}}}{{\left( {m + 0,5} \right)D}} = \frac{4}{{m + 0,5}}\left( {um} \right)\\ \Rightarrow 0,38 \le \lambda = \frac{4}{{m + 0,5}} < 0,76\\ \Rightarrow 4,7 \le m \le 10,2\\ \Rightarrow m = 5,...10 \end{array}\)

k	5	6	7	8	9	10
λ (µm)	4/5,5	4/6,5	4/7,5	4/8,5	4/9,5	4/10,5

3) Trên tấm kính buồng ảnh của máy quang phổ sẽ thu được quang phổ vạch gồm 5 vạch sáng có màu khác nhau tương ứng với các ánh sáng đơn sắc có bước sóng lần lượt là 4/6 (µm), 4/7 (µm), 4/8 (µm), 4/9 (µm), 4/10 (µm), xen kẽ 6 vạch sáng yếu hơn tương ứng với các ánh sáng đơn sắc có bước sóng lần lượt là 4/5,5 (µm), 4/6,5 (µm), 4/7,5 (µm), 4/8,5 (µm), 4/9,5 (µm), 4/10,5 (µm). Hai bên các vạch sáng là các vạch tối.

Ví dụ 6: Trong thí nghiệm lâng về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe 0,3mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát 2 m. Hai khe được chiếu bằng ánh sáng trắng. Khoảng cách từ vân sáng bậc 1 màu đỏ (bước sóng 0,76 µm) đến vân sáng bậc 1 màu tím (bước sóng 0,4 µm) cùng phía so với vân trung tâm là

A. 1,8 mm                               B. 2,7 mm                              

C. 1,5 mm                               D. 2,4 mm

Hướng dẫn

\({\Delta _t} = {x_{1d}} - {x_{1t}} = \frac{{\left( {{\lambda _d} - {\lambda _t}} \right)D}}{a} = 2,{4.10^{ - 3}}\left( m \right)\)

 Chọn D.

...

---Để xem tiếp nội dung các bài tập ví dụ minh họa có đáp án, các em vui lòng đăng nhập vào trang hoc247.net để xem online hoặc tải về máy tính---

 

Trên đây là một phần trích đoạn nội dung Chuyên đề Hướng dẫn sử dụng Máy tính bỏ túi CASIO 570es để tìm bước sóng ánh sáng môn Vật lý 12 năm 2020. Để xem toàn bộ nội dung các em chọn chức năng xem online hoặc đăng nhập vào trang hoc247.net để tải tài liệu về máy tính.

Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập .

Các em quan tâm có thể tham khảo thêm các tài liệu cùng chuyên mục:

• Bài tập trắc nghiệm Vật lý 12 chủ đề Mạch dao động có các tụ ghép năm 2020

• 4 bài toán liên quan đến hiện tượng Tán sắc ánh sáng quan trọng nhất môn Vật lý 12 năm 2020

• Bài tập và công thức tính nhanh về Con lắc lò xo, Con lắc đơn trong DĐĐH

Chúc các em học tập tốt