Bài toán dịch chuyển khe S theo phương song song với màn trong Thí nghiệm Y-Âng

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (775.56 KB, 8 trang )

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

Ví dụ 1:Thí nghiệm giao thoa lâng khoảng cách hai khe 0,6 mm. Khoảng cách từ khe S đến mặt phẳng
hai khe 80 cm. Giao thoa với ánh sáng đơn sắc có 0,6 µm. Cho khe S dịch chuyển theo phương song song
với màn một đoạn bằng b thì có 3 khoảng vân dịch chuyển qua gốc tọa độ O và lúc này O vẫn là vị trí của
vân sáng. Tính b.

A.1 mm. B.0,8 mm.

C.1,6 mm. D.2,4 mm.

Hướng dẫn

( )

3 3
3 2, 4

D D

OT b i

d a

d

b mm

a

l
l

= = =

Þ = =

Chọn D

Ví dụ 2:Thí nghiệm giao thoa I âng khoảng cách hai khe là 0,54mm. Khoảng cách từ S đến mặt phẳng
hai khe 50 cm. Giao thoa với ánh sáng đơn sắc có 0,5µm. Cho khe S dịch chuyển theo phương song song
với màn một đoạn 1,25 mm thì tốc tọa độ O là:

A.vân tối thứ 3. B.vân tối thứ 2.
C.vân sáng bậc 3. D.vân sáng bậc 2.

Hướng dẫn
3

1,25.140 . 2, 5
0, 54.10 .0, 5

D ba D

OT b i i

d d a

l
l

-= = = =

Chọn A.

Chú ý:Giả sử lúc đầu tại điểm M trên màn không phải là vị trí của vân sáng hay vân tối. Yêu cầu phải
dịch S một khoảng tối thiếu bằng bao nhiêu theo chiều nào để M trở thành vân sáng (tối)? Để giải quyết
bài toán này ta làm như sau:

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

Nếu vân này ở trên M thì phải đưa vân này xuống, khe S dịch lên một đoạn b sao choOT bD xmin.
d

= =

Nếu vân này ở dưới M thì phải đưa vân này lên, khe S dịch xuống một đoạn b sao cho:
OT =bD xmin.

d =

Ví dụ 3:Trong thí nghiệm giao thoa lâng với ánh sáng đơn sắc, khoảng cách hai khe đến màn là D thì
khoảng vân giao thoa là 2 mm. Khoảng cách từ khe S đến mặt phẳng hai khe là d = D/5. Cho khe S dịch
chuyển theo phương song song với màn theo chiều dương một đoạn 1,6 mm thì vân tối thứ 2 nằm ở toạ
độ nào trong số các toạ độ sau?

A.−5 mm. B.+ 11 mm.

C.+12 mm. D.−12 mm.

Hướng dẫn

Vị trí vân trung tâm: x0 OT bD 8

( )

mm

d

= - = - =

-Vị trí vân tối thứ 2:

( )

11
1,5 8 1,5.2

5
mm

x x i

mm

é-ê

= ± = - + = ê

-êë
Chọn A.

Chú ý:Trước khi dịch chuyển, vân sáng trung tâm nằm tại O. Sau khi dịch chuyển, vân trung tâm dịch

đến T. Lúc này:

* Nếu O là vân sáng bậc k thì hiệu đường đi tại O bằng kλ và:

min min
D

OT b ki

d

D

OT b i

d

= =

Þ = =

* Nếu O là vân tối thứ n thì hiệu đường đi tại O bằng

(

n-0, 5

)

l và:

(

)

min min
0,5

0,5
D

OT b n i

d

D

OT b i

d

= =

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

Ví dụ 4:Thí nghiệm giao thoa I âng khoảng cách hai khe 0,75 mm. Khoảng cách từ khe S đến mặt phẳng
hai khe 80 cm. Giao thoa với ánh sáng đcm sắc có 0,75 µm. Cho khe S dịch chuyển theo phương song
song với mán một đoạn tối thiếu bàng bao nhiêu để vị trí của vân sáng trung tâm ban đầu vẫn là vân sáng.

A.1 mm. B.0,8 mm.

C.0,6 mm. D.0,4 mm.

Hướng dẫn

( )

min min

min 0, 8

D

OT b ki

d

D D

OT b i

d a

d

b mm

a

l
l

= =

Þ = = =

Þ = =

Chọn B

Ví dụ 5:Thí nghiệm giao thoa lâng khoảng cách hai khe 0,3 mm. Khoảng cách từ khe S đến mặt phẳng
hai khe 40 cm. Giao thoa với ánh sáng đơn sắc có 0,6 µm. Cho khe S dịch chuyển theo phương song song
với màn một đoạn tối thiểu bằng bao nhiêu để vị trí của vân sáng trung tâm ban đầu chuyển thành vân tối.

A.1 mm. B.0,8 mm.

C.0,6 mm. D.0,4 mm.

Hướng dẫn

(

)

( )

min min

min

0,5

0,5 0,5
0,5 0, 4

D

OT b n i

d

D D

OT b i

d a

d

b mm

a

l
l

= =

-Þ = = =

Þ = =

Chọn D

Ví dụ 6:Trong thí nghiệm giao thoa Iâng, với nguồn sáng đơn sắc chiếu vào S. Dịch chuyển S song song
với hai khe sao cho hiệu số khoảng cách từ nó đến hai khe bằng λ/2. Hỏi cường độ sáng tại O là tâm màn
ảnh thay đổi thế nào?

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

Hướng dẫn

Lúc đầu. hiệu đường đi của hai sóng kết hợp tại O là 0λ. ÞVân sáng trung tầm nam tại O. Sau đó, hiệu
đường đi của hai sóng kết hợp tại O là 0,5λ Þ Vân tối thứ nhất nằm tại Chọn C.

Ví dụ 7:Trong thí nghiệm của Young, cách giữa hai khe S1S2là 1,2 mm. Nguồn S phát ra ánh sáng đơn

sắc đặt cách mặt phẳng hai khe một khoảng d và phát ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,5 µm. Nếu dời S

theo phương song song với S1S2một đoạn 2 mm thì hệ vân dịch chuyển một đoạn bằng 20 khoảng vân.

Giá trị d là

A.0,24 m. B.0,26 m.

C.2,4 m. D.2,6 m.

Hướng dẫn
Áp dụng:

( )

3 3

6
20

2.10 .1,2.10

0,24
20 20.0,5.10

OT D OT bD

b d d

D bD

a d

a

d b m

l

-= Þ =

Þ =

Þ = = =

Chọn A.

Ví dụ 8:Trong thí nghiệm giao thoa Iâng với ánh sáng đơn sắc, khoảng cách hai khe đến màn là D thì
khoảng vân giao thoa là 2 mm. Khoảng cách từ khe S đến mặt phẳng hai khe là d = D/4. Cho khe S dịch
chuyển theo phương song song với màn theo chiều dương một đoạn 2 mm thì vân sáng bậc 2 nằm ở toạ
độ nào trong số các toạ độ sau?

A.−5 mm. B.+4mm.

C.+8 mm. D.−12 mm.

Hướng dẫn
Áp dụng:OT D OT 2.4 8

( )

mm

b = d Þ = = .

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

Tọa độ vân sáng bậc 2: x =x0 2i x =12mm hoặc x = 14mm

Þ ChọnB.

Ví dụ 9:Trong thí nghiệm giao thoa I âng khoảng cách hai khe 0,6 mm. Khoảng cách từ mặt phẳng hai
khe đến màn 2 m. Khoảng cách từ khe S đến mặt phẳng hai khe 80 cm. Giao thoa thực hiện với ánh sáng
đơn sắc có bước sóng 0,6 µm. Cho khe S dịch chuyển theo phương song song với màn một đoạn tối thiểu
bằng bao nhiêu và theo chiều nào để tại vị trí trên màn có toạ độ x = − 1,2 mm chuyển thành vân tối.
A.0,4 mm theo chiều âm. B.0,08 mm theo chiều âm.

C.0,4 mm theo chiều dương. D.0,08 mm theo chiều dương.
Hướng dẫn

Khoảng vân: i D 2

( )

mm
a

l

= =

Vân tối nằm gần M nhất là vân nằm phía trên M và cách M là xmin =0,2mm. Ta phải dịch
vân tối này xuống, khe S phải dịch lên một đoạn ( theo chiều dương) sao cho :

( )

min

3
3
2

0,2.10
0, 8

0, 08.10
D

OT b x

d
b

b m

-= =

Þ =

Þ =
Chọn D.

Ví dụ 10:Trong thí nghiệm giao thoa Iâng khoảng cách hai khe 0,6 mm. Khoảng cách từ mặt phẳng hai

khe đến màn 2 m. Khoảng cách từ khe S đến mặt phẳng hai khe 80 cm. Giao thoa thực hiện với ánh sáng
đơn sắc có bước sóng 0,6 µm. Cho khe S dịch chuyển theo phương song song với màn một đoạn tối thiểu
bằng bao nhiêu và theo chiều nào để tại vị trí trên màn có toạ độ x = −1,2 mm chuyển thành vân sáng.
A.0,32 mm theo chiều âm. B.0,08 mm theo chiều âm.

C.0,32 rnm theo chiều dương D.0,08 mm theo chiều dương.
Hướng dẫn

Vân sáng nằm gần M nhất là vân nằm phía dưới M và cách M là xmin0,8mm. Ta phải dịch vân sáng này

</div>
(6)<div class='page_container' data-page=6>

( )

3 3

min

2 0, 8.10 0, 32.10

0, 8
D

OT b x b b m

d

-= = Þ = Þ = Þ Chọn A.

Chú ý: Nếu cho nguồn S dao động điều hòa theo phương song song

với S1S2 với phương trình x uD A0Dcos t

d d w

= = thì hệ vân giao

thoa dao động dọc theo trục Ox với phương

Trong thời gian T/2 hệ vân giao thoa dịch chuyển được quãng đường
2A, trên đoạn này số vân sáng ns 2 A 1

i

= +

Suy ra, số vân sáng dịch chuyển qua O sau khoảng thời gian T/2, T, 1 (s) và t (s) lần lượt là nS,2nS,f.2nsvà

t.f.2ns.

Ví dụ 11:Trong thí nghiệm lâng về giao thoa ánh sáng đơn sắc cho vân giao thoa trên màn E với khoảng
vân đo được là 1,5 mm. Biết khe S cách mặt phẳng hai khe S1S2một khoảng d và mặt phẳng hai khe S1S2

cách màn E một khoảng D = 3d.Nếu cho nguồn S dao động điều hòa theo quy luật u = l,5cos3πt (mm) (t
đo bằng giây) theo phương song song với trục Ox thì khi đặt mắt tại O sẽ thấy có bao nhiêu vân sáng dịch
chuyển qua trong 1 giây?

A.21. B.28 C.25 D.14.

Hướng dẫn

( )

4,5 cos 2 s 2 1 7

D A

x u t mm n

d p i

= = Þ = + =

Số vân sáng dịch chuyển qua 0 trong 1 giây là t.f.2ns= 21 Þ Chọn A.

Ví dụ 12: Trong một thí nghiệm Y−âng về giao ánh sáng, màn quan sát tại điểm O trên đường thẳng
vng góc với mặt phẳng chứa hai khe (gọi là đường d), điểm M trên màn là vị trí của vân sáng. Dịch
chuyển màn dọc theo (d), ra xa mặt phẳng chứa hai khe một đoạn nhỏ nhất bằng 1/7 m nữa thì tại M xuất
hiện vân tối. Nếu tiếp tục dịch chuyển màn ra xa thêm một đoạn nhỏ nhất bằng 16/35 m nữa thì tại M lại
có vân tối. Giả sử cho màn dao động quanh O dọc theo (d) với phương trình y = 30cos20πt (y tính bằng
cm, t tính bằng s). Tính từ thời điểm t = 0, trong một giây tại M có bao nhiêu lần xuất hiện vân tối?

A.60 lần. B.80 lần. C.100 lần. D.40 lần.

</div>
(7)<div class='page_container' data-page=7>

* Lúc đầu M là vân sáng bậc k:xM k D.
a

l

* Dịch lần một M là vân tối và lần hai M cũng là vân tối:

(

)

(

) (

)

1 1 1

7 4

0,5 7 2 14

1
0,6 1,5 0,9

0,6
1.4

M
M

D

k

k D

x k

a D

k D

D

x k

a
l

l

ỡù ữ

ù ỗ + ữ

ù ỗỗ ữ ỡ

ù ỗ ữ ù ỡ

ù ù - = ï =

ï = - ï ï

- = ỵ

+ ïỵ

ï =

-ïïïỵ

M là vân sáng bậc 4.

* Biên độ dao động A = 0,3 m. Vì 1/7 m < A < 0,6 m

Þ Một phần tử chu kỉ đầu có 1 lần M cho vân tối với “bậc” là: 3,5.
*Khi D’ = D − 0,3 thì xM 4. .1 k' .0,7 k' 5,7

a a

l l

= = Þ = ÞMột phần tử chu kì tiếp
theo có 2 lần M cho vân tối với “bâc” là: 4,5; 5, 5.

Þ Nửa chu kỉ có 3 lần M cho vân tối.

Þ Một chu kỳ có 6 lần M cho vân tối.

</div>
(8)<div class='page_container' data-page=8>

WebsiteHOC247 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 ngũGV Giỏi, Kinh nghiệmtừ các Trường ĐH và THPT danh tiếng
xây dựng các khóaluyện thi THPTQGcác mơn: Tốn, Ngữ Văn, Tiếng Anh, Vật Lý, Hóa Học và
Sinh Học.

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

- Toán Nâng Cao THCS:Cung cấp chương trình Tốn Nâng Cao, Tốn Chun dành cho các em HS
THCS lớp 6, 7, 8, 9 yêu 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 Toán: Bồi dưỡng 5 phân mơnĐại 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 Cẩncùng đơi HLV đạt thành tích cao HSG Quốc Gia.

III. Kênh học tập miễn phí

- HOC247 NET:Website hoc miễn phí các bài học theochương 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:KênhYoutubecung 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.