Đề thi, bài tập trắc nghiệm online Quang học – Đề 10

Khoảng vân trong thí nghiệm Young được tính bằng công thức i = λD/a. Từ công thức này, ta thấy khoảng vân i tỉ lệ nghịch với khoảng cách giữa hai khe a. Do đó, nếu tăng a lên gấp đôi, khoảng vân i sẽ giảm đi một nửa.

Công thức độ bội giác của kính hiển vi khi ngắm chừng ở vô cực là G_∞ = - (δ * Đ) / (f_1 * f_2), trong đó Đ là khoảng cực cận của mắt thường (~25cm). Trong các công thức đơn giản hóa hoặc khi không xét đến giá trị số cụ thể, đôi khi công thức được biểu diễn rút gọn thành G_∞ tỉ lệ với -δ / (f_1 * f_2) hoặc -L / (f_1 * f_2). Đáp án chính xác nhất trong các lựa chọn là tỉ lệ nghịch với tích tiêu cự và tỉ lệ thuận với độ dài quang học, phản ánh đúng bản chất công thức gốc.

Trong quang học, vật thật là nguồn gốc của chùm tia sáng tới hệ quang học là chùm tia phân kỳ. Các tia sáng xuất phát từ vật thật và lan rộng ra. Ngược lại, vật ảo là nơi chùm tia sáng tới hệ quang học là chùm tia hội tụ dường như xuất phát từ đó.

Trong các loại tia điện từ được liệt kê, tia gamma có bước sóng ngắn nhất và năng lượng cao nhất, do đó có khả năng đâm xuyên mạnh nhất, thậm chí xuyên qua cả bê tông và chì dày. Tia X cũng có khả năng đâm xuyên mạnh, nhưng kém hơn tia gamma.

Gương cầu lõm có thể tạo cả ảnh thật và ảnh ảo tùy thuộc vào vị trí của vật so với tiêu điểm và tâm gương. Khi vật đặt ngoài khoảng tiêu cự, gương cầu lõm tạo ảnh thật, ngược chiều. Khi vật đặt trong khoảng tiêu cự, gương tạo ảnh ảo, cùng chiều và lớn hơn vật.

Ống kính (vật kính) của máy ảnh là một hệ thấu kính có tác dụng hội tụ ánh sáng từ vật và tạo ra ảnh thật, ngược chiều và nhỏ hơn (hoặc bằng) vật trên phim hoặc cảm biến, tương tự như vai trò của thủy tinh thể và giác mạc trong mắt người.

Hiện tượng quang điện ngoài là hiện tượng electron bị bật ra khỏi bề mặt kim loại khi chiếu ánh sáng có bước sóng thích hợp (hoặc tần số đủ lớn) vào kim loại đó. Đây là một trong những bằng chứng quan trọng về tính chất hạt của ánh sáng (photon).

Năng lượng của photon (lượng tử ánh sáng) được tính bằng công thức ε = hf, trong đó h là hằng số Planck và f là tần số ánh sáng. Vì tốc độ ánh sáng c = λf, nên tần số f = c/λ. Thay vào công thức trên, ta được ε = hc/λ. Vậy công thức đúng là ε = hf = hc/λ.

Hiện tượng giao thoa và nhiễu xạ ánh sáng là những bằng chứng thực nghiệm mạnh mẽ nhất khẳng định tính chất sóng của ánh sáng. Các hiện tượng còn lại có thể giải thích bằng cả tính chất sóng và hạt của ánh sáng hoặc chỉ tính chất hạt (như hiện tượng quang điện).

Tia tử ngoại có năng lượng cao, có thể gây tổn hại đến các tế bào sống. Tiếp xúc quá nhiều có thể gây bỏng da, lão hóa da, ung thư da và các bệnh về mắt như đục thủy tinh thể. Tuy nhiên, tia UV với liều lượng phù hợp cũng có lợi ích nhất định như tổng hợp vitamin D.

Kính lúp là một thấu kính hội tụ có tiêu cự ngắn, được sử dụng để quan sát các vật nhỏ. Khi vật đặt trong khoảng tiêu cự của kính lúp, nó tạo ra ảnh ảo, lớn hơn vật, cùng chiều và nằm gần mắt hơn, giúp mắt nhìn rõ vật hơn.

Người cận thị có khả năng hội tụ của mắt quá lớn, khiến ảnh của vật ở xa hội tụ trước võng mạc. Kính phân kỳ có tác dụng làm giảm độ tụ của hệ thống mắt-kính, giúp ảnh của vật ở xa lùi về đúng võng mạc, cho phép người cận thị nhìn rõ.

Ánh sáng phân cực là ánh sáng mà dao động điện trường (hoặc từ trường) bị giới hạn dao động trong một mặt phẳng duy nhất chứa phương truyền sóng. Ánh sáng thông thường là ánh sáng không phân cực, có dao động điện trường theo mọi phương vuông góc với phương truyền sóng.

Tia hồng ngoại được sử dụng trong điều khiển từ xa, sưởi ấm, chụp ảnh nhiệt và ban đêm do khả năng gây nhiệt và xuyên qua sương mù, bóng tối. Khử trùng nước thường sử dụng tia tử ngoại (UV) do khả năng diệt khuẩn của nó.

Ảnh ảo tạo bởi thấu kính hội tụ khi vật đặt trong khoảng tiêu cự luôn là ảnh phóng to, cùng chiều với vật và nằm cùng phía với vật so với thấu kính. Ảnh ảo không hứng được trên màn chắn.

Tia X có khả năng đâm xuyên mạnh qua các vật chất, nhưng bị hấp thụ khác nhau bởi các mô khác nhau trong cơ thể (xương hấp thụ mạnh hơn mô mềm). Dựa trên sự khác biệt này, chụp X-quang tạo ra hình ảnh về cấu trúc bên trong cơ thể, giúp chẩn đoán bệnh tật.

Trong quang phổ ánh sáng nhìn thấy, ánh sáng đỏ có bước sóng dài nhất (khoảng 700nm), tiếp theo là cam, vàng, lục, lam, chàm và cuối cùng là tím với bước sóng ngắn nhất (khoảng 400nm). Bước sóng càng dài, tần số càng nhỏ và ngược lại.

Phản xạ toàn phần xảy ra khi ánh sáng đi từ môi trường chiết quang hơn sang môi trường kém chiết quang hơn và góc tới lớn hơn hoặc bằng góc giới hạn phản xạ toàn phần. Khi đó, toàn bộ ánh sáng bị phản xạ trở lại môi trường ban đầu, không có tia khúc xạ.

Laser (khuếch đại ánh sáng bằng bức xạ cưỡng bức) hoạt động dựa trên nguyên tắc phát xạ cảm ứng. Khi một photon kích thích một nguyên tử đang ở trạng thái kích thích, nguyên tử đó sẽ phát ra một photon khác có cùng tần số, pha và phương truyền với photon kích thích, dẫn đến sự khuếch đại ánh sáng.

Vì vật đặt ngoài khoảng tiêu cự (d = 15cm > f = 10cm) của thấu kính hội tụ, nên ảnh tạo ra là ảnh thật, ngược chiều với vật. Để xác định độ lớn tương đối của ảnh, ta có thể tính độ phóng đại hoặc xét vị trí tương đối so với 2f. Trong trường hợp này, vật đặt giữa f và 2f, ảnh thật sẽ lớn hơn vật.

Tán sắc ánh sáng là hiện tượng phân tích ánh sáng phức tạp (như ánh sáng trắng) thành các thành phần đơn sắc của nó khi truyền qua một môi trường có chiết suất phụ thuộc vào bước sóng (ví dụ như lăng kính). Mỗi màu sắc bị lệch đi một góc khác nhau, tạo thành dải màu liên tục.

Tần số của ánh sáng (và do đó, màu sắc của ánh sáng) không đổi khi ánh sáng truyền từ môi trường này sang môi trường khác. Tốc độ, bước sóng và phương truyền ánh sáng đều có thể thay đổi khi khúc xạ.

Tiêu điểm chính của thấu kính hội tụ là điểm mà tại đó chùm tia sáng song song với trục chính của thấu kính hội tụ sau khi khúc xạ qua thấu kính. Đây là định nghĩa cơ bản về tiêu điểm chính của thấu kính hội tụ.

Ảnh của vật tạo bởi gương phẳng là ảnh ảo, đối xứng với vật qua gương và có khoảng cách từ ảnh đến gương bằng khoảng cách từ vật đến gương. Vì vậy, nếu người cách gương 2m, ảnh cũng cách gương 2m và khoảng cách giữa người và ảnh là 2m + 2m = 4m.

Công thức tính khoảng vân trong thí nghiệm Young là i = λD/a, trong đó khoảng vân tỉ lệ thuận với bước sóng ánh sáng và khoảng cách từ khe đến màn, tỉ lệ nghịch với khoảng cách giữa hai khe.

Nhiễu xạ ánh sáng là hiện tượng sóng ánh sáng lan truyền lệch khỏi phương truyền thẳng khi gặp vật cản hoặc khe hẹp có kích thước tương đương hoặc nhỏ hơn bước sóng ánh sáng. Hiện tượng này thể hiện rõ tính chất sóng của ánh sáng.

Định luật khúc xạ ánh sáng bao gồm hai nội dung chính: tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới và tỉ số giữa sin góc tới và sin góc khúc xạ là một hằng số (tỉ số chiết suất tương đối) khi ánh sáng truyền từ môi trường này sang môi trường khác.

Tốc độ ánh sáng trong chân không là tốc độ lớn nhất có thể. Do đó, tốc độ ánh sáng trong mọi môi trường vật chất luôn nhỏ hơn hoặc bằng tốc độ ánh sáng trong chân không. Vì vậy, chiết suất tuyệt đối (n = c/v) luôn lớn hơn hoặc bằng 1.

Màu sắc mà mắt người cảm nhận được là do ánh sáng mà vật đó phát ra (với vật tự phát sáng) hoặc phản xạ lại (với vật được chiếu sáng). Vật hấp thụ một số bước sóng ánh sáng và phản xạ/phát xạ các bước sóng còn lại, và màu sắc của vật tương ứng với các bước sóng ánh sáng này.

Cầu vồng hình thành do ánh sáng Mặt Trời bị khúc xạ khi đi vào giọt nước mưa, sau đó bị phản xạ toàn phần ở mặt sau của giọt nước và tiếp tục khúc xạ khi đi ra khỏi giọt nước. Hiện tượng tán sắc ánh sáng xảy ra trong quá trình khúc xạ, phân tách ánh sáng trắng thành các màu sắc khác nhau, tạo nên dải màu của cầu vồng.