Phương pháp xác định Vị trí vân sáng trùng khi giao thoa với hai bức xạ đơn sắc môn Vật Lý 12

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (880.57 KB, 5 trang )

(1)<div class='page_container' data-page=1>

PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ VÂN SÁNG TRÙNG

KHI GIAO THOA VỚI HAI BỨC XẠ ĐƠN SẮC

1. PHƯƠNG PHÁP GIẢI

Khi chiếu vào khe S một số ánh sáng đơn sắc khác nhau, thì các ánh sáng đơn sắc này
đều cho vân sáng chính giữa trùng nhau kết quả là người ta quan sát được hai hệ vân màu
không trùng khít lên nhau. Ở chính giữa (x = 0), hai vân sáng chồng lên nhau cho vân sáng có
màu tổng hợp. Ở hai bên có những chỗ có vân sáng cùng màu với vân trung tâm, đó là sự
trùng nhau của vân sáng của các ánh sáng đơn sắc như ở vân sáng trung tâm.

Công thức:
2
2
1
1
2
2
1

1i k i ... k  k 

k    















;...
2
;
;
0
;...
2
;
;
0
2
1
1
2
2
1
n
n
k
m
m
k
n
m

k
k



Hoặc ta có thể xác định: Vị trí vân sáng của các bức xạ đơn sắc trùng nhau:
x = x1 = x2 = x3 = … = xn

a
D
k 1
1

=
a
D
k 2
2

=
a
D

k3 3



= …=
a

D

kn n



k1λ1 = k2λ2 = k3λ3 = k4λ4 = .... = knλn (Với k1, k2, k3,…, knZ)

Dựa vào phương trình biện luận chọn các giá trị k thích hợp, thông thường chọn k là bội số của
số nguyên nào đó:

2
L
x

2. VÍ DỤ MINH HỌA

Ví dụ 1: Trong thí nghiệm Y- âng về giao thoa ánh sáng, nguồn sáng phát đồng thời hai bức xạ
đơn sắc có bước sóng λ1 = 704 nm và λ2 = 440 nm. Trên màn quan sát, giữa hai vân sáng gần

nhau nhất và cùng màu với vân trung tâm, số vân sáng khác màu với vân trung tâm là:
A. 10 B. 11 C. 12 D. 13

Giải

</div>
(2)<div class='page_container' data-page=2>

Dùng máy tính Fx570Es nhập vào sẽ ra phân số tối giản:

Vị trí các vân sáng cùng màu với vân trung tâm, vân sáng hai bức xạ trùng nhau
x = k1i1 = k2i2 → k1λ1 = k2λ2 → 704k1 = 440k2 → 8k1 = 5k2

k1 = 5n; k2 = 8n

x = 40n (nm) với n = 0; ± 1; ± 2; ...

Khi n = 1: giữa hai vân sáng gần nhất cùng màu vân sáng trung tâm có 4 vân sáng của bức xạ
λ1 và 7 vân sáng của bức xạ λ2 . Như vậy có tổng 11 vân sáng khác màu với vân trung tâm.

Ví dụ 2: Thực hiện giao thoa ánh sáng với hai bức xạ thấy được có bước sóng λ1 = 0,64 μm ;

λ2 = 0,48 μm. Khoảng cách giữa 2 khe kết hợp là a = 1 mm, khoảng cách từ hai khe đến màn

là D = 1m. Số vân sáng trong khoảng giữa vân sáng bậc 3 và vân sáng bậc 9 của bức xạ λ1 là

A. 12 B. 11. C. 13 D. 15

Giải

Chọn B.

Ta có khoảng vân của hai bức xạ i1 = 0.64mm, và i2 = 0,48mm

Gọi x là khoảng cách từ vân trung tâm đến các vân sáng trong khoảng giữa vân sáng bậc 3 và
vân sáng bậc 9 của bức xạ λ1

3.0,64 < x = k1.0,64 < 9.0,64 → 4 ≤ k1 ≤ 8. Có 5 giá trị của k1: 4,5,6,7,8.

3.0,64 < x = k2.0,46 < 9.0,64 → 5 ≤ k2 ≤ 11.

Có 7 giá trị của k2 từ 5 đến 11: 5,6,7,8,9,10,11.

Vị trí trùng nhau của hai vân sáng: k1.i1 = k2.i2 → 0,64k1 = 0,48k2

Hay 4k1 = 3k2 → k1 = 3n; k2 = 4n với n = 0, 1, 2,...

Như vậy khi n = 2 thì k1 = 6 và k2 = 8 → Vân sáng bậc 6 của bức xạ λ1 trùng với vân sáng bậc

8 của bức xạ λ2.

</div>
(3)<div class='page_container' data-page=3>

3. BÀI TẬP VẬN DỤNG

Câu 1: Trong thí nghiệm của I-âng về giao thoa ánh sáng a= 1mm;D= 2m, chiếu đồng thời hai

bức xạ bước sóng dùng trong thí nghiệm là 0,5m và 0, 4m. Cho bề rộng vùng giao thoa trên
màn là 9mm. Số vị trí vân sáng trùng nhau trên màn của hai bức xạ đó là

A. 3 B. 2 C. 1 D. 4

Câu 2: Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng có a = 2 mm, D = 2 m, khi được chiếu bởi

ánh sáng có bước sóng 1 = 0,5m thì trên màn quan sát được độ rộng trường giao thoa là: 8,1

mm. Nếu chiếu đồng thời thêm ánh sáng có 2 thì thấy vân sáng bậc 4 của nó trùng với vân

sáng bậc 6 của ánh sáng 1. Trên màn có số vân sáng trùng nhau quan sát được là:

A. 9 B. 11 C.5 D. 7

Câu 3: Thưc hiện giao thoa ánh sáng bằng hai khe Young cách nhau 1,5 mm, cách màn 2 m.

Nguồn sáng phát đồng thời hai bức xạ đơn sắc 1 = 0,48 m và 2 = 0,64 m. Xác định khoảng

cách nhỏ nhất từ vân sáng trung tâm đến vân sáng cùng màu với nó.

A.2,56 mm B. 2,26 mm C. 1,92 mm D. 26,5mm

Câu 4: Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng, a = 1,5 mm; D = 2m, hai khe được chiếu

sáng đồng thời hai bức xạ 1 = 0,5 m và 2 = 0,6 m. Vị trí 2 vân sáng của hai bức xạ nói trên

trùng nhau gần vân trung tâm nhất, cách vân trung tâm một khoảng:

A. 6 mm B.4 mm C. 5 mm D. 3,6 mm

Câu 5: Trong thí nghiệm giao thoa qua khe Young, các khe S1, S2 được chiếu bởi nguồn S. Biết

khoảng cách S1S2 = a =1,5 mm, khoảng cách từ hai khe đến màn D = 3 m. Nguồn S phát ra 2 ánh

sáng đơn sắc màu tím có λ1 = 0,4 μm và màu vàng có λ2 = 0,6 μm. Khoảng cách giữa hai vân

sáng liên tiếp có màu giống màu vân sáng quan sát được ở điểm O (vân sáng trung tâm ) có giá
trị:

A. 1,2 mm B. 4,8 mm C.2,4 mm D. 4,2mm

Câu 6: Trong thí nghiệm giao thoa băng khe Young, khoảng cách giữa hai khe S1S2 = a = 1mm,

khoảng cách từ hai khe đến màn D = 2m. Nếu chiếu đồng thời hai khe sáng bằng hai bức xạ có
bước sóng 1 0, 6m và 2 0,5m thì trên màn có những vị trí tại đó có vân sáng của hai bức

xạ trùng nhau gọi là vân trùng. Tính khoảng cách nhỏ nhất giữa hai vân trùng.

</div>
(4)<div class='page_container' data-page=4>

Câu 7: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng với khe Y-âng khoảng cách giữa hai khe là 2 mm,

khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 1,2m. Chiếu sáng hai khe bằng
ánh sáng hỗn hợp gồm hai ánh sáng đơn sắc có bước sóng 500nm và 660nm thì thu được hệ
vân giao thoa trên màn. Biết vân sáng chính giữa (trung tâm) ứng với hai bức xạ trên trùng nhau.
Khoảng cách từ vân chính giữa đến vân gần nhất cùng màu với vân chính giữa là

</div>
(5)<div class='page_container' data-page=5>

Website HOC247 cung cấp một môi trường học trực tuyến sinh động, nhiều tiện ích thơng minh, nội
dung bài giảng được biên soạn công phu và giảng dạy bởi những giáo viên nhiều năm kinh nghiệm, giỏi 
về kiến thức chuyên môn lẫn kỹ năng sư phạm đến từ các trường Đại học và các trường chuyên danh
tiếng.

I. Luyện Thi Online

- Luyên thi ĐH, THPT QG: Đội ngũ GV Giỏi, Kinh nghiệm từ các Trường ĐH và THPT danh tiếng

xây dựng các khóa luyện thi THPTQG các mơn: Tốn, Ngữ Văn, Tiếng Anh, Vật Lý, Hóa Học và
Sinh Học.

- Luyện thi vào lớp 10 chun Tốn: Ơn thi HSG lớp 9 và luyện thi vào lớp 10 chuyên Toán các

trường PTNK, Chuyên HCM (LHP-TĐN-NTH-GĐ), Chuyên Phan Bội Châu Nghệ An và các trường
Chuyên khác cùng TS.Tràn Nam Dũng, TS. Pham Sỹ Nam, TS. Trịnh Thanh Đèo và Thày Nguyễn Đức
Tấn.

II. Khoá Học Nâng Cao và HSG

- Tốn Nâng Cao THCS: Cung cấp chương trình Tốn Nâng Cao, Toán Chuyên dành cho các em HS

THCS lớp 6, 7, 8, 9 u thích mơn Tốn phát triển tư duy, nâng cao thành tích học tập ở trường và đạt
điểm tốt ở các kỳ thi HSG.

- Bồi dưỡng HSG Tốn: Bồi dưỡng 5 phân mơn Đại Số, Số Học, Giải Tích, Hình Học và Tổ Hợp

dành cho học sinh các khối lớp 10, 11, 12. Đội ngũ Giảng Viên giàu kinh nghiệm: TS. Lê Bá Khánh
Trình, TS. Tràn Nam Dũng, TS. Pham Sỹ Nam, TS. Lưu Bá Thắng, Thày Lê Phúc Lữ, Thày Võ Quốc 
Bá Cẩn cùng đơi HLV đạt thành tích cao HSG Quốc Gia.

III. Kênh học tập miễn phí

- HOC247 NET: Website hoc miễn phí các bài học theo chương trình SGK từ lớp 1 đến lớp 12 tất cả

các môn học với nội dung bài giảng chi tiết, sửa bài tập SGK, luyện tập trắc nghiệm mễn phí, kho tư
liệu tham khảo phong phú và cộng đồng hỏi đáp sôi động nhất.

- HOC247 TV: Kênh Youtube cung cấp các Video bài giảng, chuyên đề, ôn tập, sửa bài tập, sửa đề thi
miễn phí từ lớp 1 đến lớp 12 tất cả các mơn Tốn- Lý - Hố, Sinh- Sử - Địa, Ngữ Văn, Tin Học và
Tiếng Anh.

Vững vàng nền tảng, Khai sáng tương lai

Học mọi lúc, mọi nơi, mọi thiết bi – Tiết kiệm 90%

Học Toán Online cùng Chuyên Gia

</div>

Phương pháp xác định Vị trí vân sáng trùng khi giao thoa với hai bức xạ đơn sắc môn Vật Lý 12

<b>PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ VÂN SÁNG TRÙNG </b>

<b> KHI GIAO THOA VỚI HAI BỨC XẠ ĐƠN SẮC </b>

<i>Vững vàng nền tảng, Khai sáng tương lai </i>

Tài liệu liên quan

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về