Sáng kiến kinh nghiệm Phân loại và hướng dẫn phương pháp giải bài tập trắc nghiệm phần Sóng ánh sáng lớp 12 cơ bản

 MỤC LỤC
 PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ
I. Lý do chọn đề tài .............................................................................................. 2
II. Mục đích nghiên cứu của đề tài........................................................................2
III. Đối tượng nghiên cứu......................................................................................2
IV. Các phương pháp nghiên cứu..........................................................................2
V. Giới hạn về không gian của đối tượng nghiên cứu...........................................2
VI. Phạm vi và kế hoạch nghiên cứu.....................................................................2
 PHẦN II. NỘI DUNG
I. Cơ sở của việc lựa chọn sáng kiến.....................................................................3
II. Nội dung đề tài..................................................................................................3
 II-1. Cơ sở lí thuyết....................................................................................3
 II-2. Phân loại và phương pháp giải............................................................5
 Dạng 1: Tán sắc ánh sáng ...................5
 Dạng 2: Giao thoa ánh sáng đơn sắc.................................................11
 Dạng 3: Giao thoa với ánh sáng đa sắc, ánh sáng trắng....23
III. Kết quả thực hiện: ........35
 PHẦN III: KẾT LUẬN
Kết luận...36
Nhận xét của tổ chuyên môn, Hội đồng nhà trường37
Phiếu đăng kí viết Sáng kiến kinh nghiệm..38
Tài liệu tham khảo...... 39
 1 Phần II. NỘI DUNG
I- Cơ sở của việc lựa chọn sáng kiến
1. Cơ sở lí luận:
 Để nâng cao chất lượng giáo dục thì việc đổi mới phương pháp dạy học là 
rất cần thiết.Trong quá trình đổi mới phải lấy học sinh làm trung tâm. Để thúc 
đẩy quá trình nhận thức, phát triển tư duy sáng tạo, rèn luyện kĩ năng tự học cho 
học sinh thì việc tìm tòi và sử dụng phương pháp dạy học phù hợp là rất cần 
thiết.Vì khi có phương pháp dạy học khoa học sẽ kích thích sự hứng thú học tập 
của học sinh, từ đó mang lại hiệu quả cao trong quá trình dạy học.
2. Cơ sở thực tiễn:
 Hình thức kiểm tra đánh giá, thi ĐH - CĐ môn Vật lí là trắc nghiệm, đòi 
hỏi học sinh không những phải hiểu sâu rộng kiến thức mà còn phải có phương 
pháp giải nhanh, chính xác các bài toán Vật lí.Vì vậy trong quá trình giảng dạy 
việc phân dạng và đưa ra phương pháp giải nhanh cho học sinh là rất cần thiết.
II. Nội dung đề tài
 II -1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
 1. Tán sắc ánh sáng
 - Chiếu một chùm sáng trắng song song hẹp vào lăng kính, kết quả là 
 chùm sáng không những bị lệch về phía đáy lăng kính mà còn bị phân tách ra 
 thành nhiều chùm sáng đơn sắc có màu biến thiên liên tục từ đỏ đến tím.Hiện 
 tượng này gọi là hiện tượng tán sắc ánh sáng.
 - Nguyên nhân chính của hiện tượng tán sắc ánh sáng là do:
 Thứ nhất: Ánh sáng trắng là tập hợp của vô số các ánh sáng đơn sắc có màu 
 biến thiên liên tục từ đỏ đến tím.
 Thứ hai: Chiết suất của môi trường trong suốt ( lăng kính) đối với các ánh 
 sáng có màu khác nhau là khác nhau, nhỏ nhất với ánh sáng màu đỏ, lớn nhất 
 với ánh sáng màu tím.
 3 II- 2. PHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI 
 DẠNG 1- TÁN SẮC ÁNH SÁNG
A. Tóm tắt lí thuyết
- Định luật khúc xạ ánh sáng:
 sin i n2 nkx n2 v1
 n21 với 
 sin r n1 nt n1 v2
- Hiện tượng phản xạ toàn phần
 Điều kiện để có phản xạ toàn phần:
 Ánh sáng đị từ môi trường chiết quang hơn ra môi trường kém chiết 
quang( n1 n2 )
 Góc tới lớn hơn hoặc bằng góc giới hạn phản xạ toàn phần i igh
 n2
 Trong đó : sin igh 
 n1
- Lăng kính:
 sini1 nsinr1
 sini2 nsinr2
 A r1 r2
 D i1 i2 A
- Khi góc tới i và A đều nhỏ thì D = (n-1)A
- Khi góc lệch là cực tiểu D = Dmin thì tia ló và tia tới đối xứng nhau qua mặt 
phân giác của góc chiết quang . Khi đó
 i1 = i2 = im 
 r1 = r2 = A/2
 Dmin = 2im - A 
 D A A
 sin min nsin
 2 2
Tiêu cự - Độ tụ của thấu kính
- Tiêu cự là trị số đại số f của khoảng cách từ quang tâm O đến các tiêu điểm 
chính với quy ước:
 f > 0 với thấu kính hội tụ. 
 f < 0 với thấu kính phân kì. (|f| = OF = OF’)
- Khả năng hội tụ hay phân kì chùm tia sáng của thấu kính được đặc trưng bởi 
độ tụ D xác định bởi :
 1 1 1 
 D (n 1)  (f : mét (m); D: điốp (dp))
 f R1 R2 
 Với quy ước: R > 0 : mặt cầu lồi.
 R < 0 : mặt cầu lõm. 
 5 nt .i rt ;nd .i rd
Góc giữa các tia ló màu đỏ và màu tím là
 3
 r rt rd (nt nd ).i (nt nd ).A 2,93.10 rad
=> Chọn đáp án C
Ví dụ 4: Một lăng kính thủy tinh có góc chiết quang A= 5 0, được coi là nhỏ, có 
chiết suất đối với ánh sáng đỏ và tím lần lượt là n đ = 1,578 và nt = 1,618. Cho một 
chùm sáng trắng hẹp rọi vào mặt bên của lăng kính theo phương vuông góc với 
mặt phẳng phân giác của góc chiết quang. Góc tạo bởi tia đỏ và tia tím sau khi ló ra 
khỏi lăng kính là
 A. 0,3o. B. 0,5o. C. 0,2o. D. 0,12o.
Hướng dẫn giải
 A
Tia sáng đi vuông góc với mặt phân giác
 A
 của góc chiết quang A nên góc i nhỏ(i ).
 2
ADCT: D (n 1).A ta có:
 Dt (nt 1).A; Dd (nd 1).A Đ
Góc lệch giữa tia đỏ và tia tím sau khi qua lăng kính là:
 0
 D Dt Dd (nt nd ).A 0,2 T
  Chọn C
Ví dụ 5: Một lăng kính có góc chiết quang nhỏ A = 6 0 và có chiết suất n = 1,62 
đối với màu lục. Chiếu một chùm tia tới song song hẹp, màu lục vào cạnh của 
lăng kính theo phương vuông góc với mặt phẳng phân giác của góc chiết quang 
A sao cho một phần của chùm tia sáng không qua lăng kính, một phần đi qua 
lăng kính và bị khúc xạ. Khi đó trên màn M, song song với mặt phẳng phân giác 
của góc A và cách nó 1m có hai vết sáng màu lục.
 a. Tính khoảng cách giữa hai vết sáng đó ?
 A. 5,6cm. B. 5,6mm. C. 6,5cm. D. 6,5mm.
 b. Nếu chùm tia sáng nói trên là chùm ánh sáng trắng, với chiết suất của 
chất làm lăng kính đối với ánh sáng đỏ và tím lần lượt là n đ = 1,61 và nt = 1,68 
thì chiều rộng của quang phổ liên tục trên màn là bao nhiêu?
 A. 0,73cm. B. 0,73mm. C. 0,37cm. D. 0,37mm.
 Hướng dẫn giải A d
 L
a. Vì góc A,i nhỏ nên ADCT x
 L
 D (n 1).A
Từ hình vẽ: x d.tan D (n 1).Arad .d
Thay số ta được x 6,5cm
 7 Ví dụ 8: Chiếu vào mặt bên của một lăng kính có góc chiết quang A=60o một 
chùm ánh sáng trắng hẹp. Biết góc lệch của tia màu vàng đạt giá trị cực tiểu. 
Tính góc lệch của tia màu tím. Biết chiết suất của lăng kính đối với ánh sáng 
vàng bằng 1,52 và ánh sáng tím bằng 1,54
 A. 40,720 B. 51,2o C. 60o D. 29,6o
Hướng dẫn giải
 Góc lệch của tia màu vàng đạt giá trị cực tiểu:
 A
 sin i n sin i 49,460
 v 2
 Tia tím đến lăng kính dưới góc tới bằng góc tới của tia vàng
 0
 i1t i 49,46 
 0
 sin i1t nt sin r1t r1t 29,57
 0
 r2t A r1t 30,43
 0
 sin i2t nt sin r2t i2t 51,25
 0
 Góc lệch của tia tím: D i1t i2t A ; 40,72
=> Chọn A 
C. Bài tập vận dụng
Câu 1: Góc chiết quang của lăng kính bằng 80. Chiếu một tia sáng trắng vào mặt 
bên của lăng kính, theo phương vuông góc với mặt phẳng phân giác của góc 
chiết quang. Đặt một màn quan sát, sau lăng kính, song song với mặt phẳng 
phân giác của lăng kính và cách mặt phân giác này một đoạn 1,5m. Chiết suất 
của lăng kính đối với tia đỏ là n đ = 1,50 và đối với tia tím là n t = 1,54. Độ rộng 
của quang phổ liên tục trên màn quan sát bằng 
 A. 7,0mm. B. 8,4mm. C. 6,5mm. D. 9,3mm.
Câu2:(ĐH 2009) Chiếu xiên một chùm sáng hẹp gồm hai ánh sáng đơn sắc là 
vàng và lam từ không khí tới mặt nước thì
 A. chùm sáng bị phản xạ toàn phần.
 B. so với phương tia tới, tia khúc xạ vàng bị lệch ít hơn tia khúc xạ lam.
 C. tia khúc xạ chỉ là ánh sáng vàng, còn tia sáng lam bị phản xạ toàn phần.
 D. so với phương tia tới, tia khúc xạ lam bị lệch ít hơn tia khúc xạ vàng.
Câu 3: Cho một lăng kính có góc chiết quang A đặt trong không khí. Chiếu 
chùm tia sáng hẹp gồm ba ánh sáng đơn sắc: da cam, lục, chàm, theo phương 
vuông góc mặt bên thứ nhất thì tia lục ló ra khỏi lăng kính nằm sát mặt bên thứ 
hai. Nếu chiếu chùm tia sáng hẹp gồm bốn ánh sáng đơn sắc: đỏ, lam, vàng, tím 
vào lăng kính theo phương như trên thì các tia ló ra khỏi lăng kính ở mặt bên thứ 
hai:
 A. chỉ có tia màu lam. B. gồm hai tia đỏ và vàng. 
 C. gồm hai tia vàng và lam. D. gồm hai tia lam và tím.
Câu 4(ĐH 2011): Một lăng kính có góc chiết quang A = 6 0 (coi là góc nhỏ) 
được đặt trong không khí. Chiếu một chùm ánh sáng trắng song song, hẹp vào 
 9 Dạng 2- GIAO THOA ÁNH SÁNG ĐƠN SẮC:
 A
 d1
 S1 x
 d2
 S O
 D
 S2
 E
A.Tóm tắt lí thuyết
 D
Vị trí vân sáng bậc k : x k (k 0; 1; 2....) (1)
 a
 1 D
Vị trí vân tối thứ k+1: x (k ) (k 0; 1; 2....) (2)
 2 a
 D
 Khoảng vân: i (3)
 a
Chú ý: Trong phần giải bài tập giao thoa ánh sáng,để tính toán thuận tiện và cho 
kết quả nhanh chúng ta quy ước đơn vị của các đại lượng tương ứng như sau:
 Các đại lượng: a,x,i đơn vị là mm
 Các đại lượng: e, đơn vị là m
 Đại lượng D đơn vị là m.
B. Các dạng bài tập và phương pháp giải
2.1-Xác định vị trí vân sáng,vân tối,khoảng vân
 Phương pháp ADCT (1) hoặc (2) hoặc(3)
Ví dụ 1: Khoảng cách giữa hai khe và khoảng cách từ màn ảnh đến hai khe 
trong thí nghiệm giao thoa Young là: a = 2mm và D = 2m. Chiếu bằng ánh sáng 
đơn sắc có bước sóng là 0,64m thì vân tối thứ 3 cách vân sáng trung tâm một 
khoảng là:
 A. 1,6mm. B. 1,2mm. C. 0,64mm. D. 6,4mm.
Hướng dẫn giải
 1 D
ADCT x (k )
 2 a
Thay k = 3 - 1 = 2 vào ta được: x = 1,6mm => Chọn A
 11