Giao thoa ánh sáng hay và lạ có giải chi tiết

CHỦ ĐỀ: GIAO THOA ÁNH SÁNG

Vấn đề 1: Giao thoa với ánh sáng đơn sắc

*Hiệu đường đi của hai sóng kết hợp đến M: \({d_2} - {d_1} = \frac{{ax}}{D}\)

*Khoảng vân:  \(i = \frac{{\lambda D}}{a}\)

*Để kiểm tra tại M trên màn là vân sáng hay vân tối thì ta căn cứ vào:

Nếu cho tọa độ

x/i = số nguyên ⇒ vân sáng

x/i = số bán nguyên ⇒  vân tối

Nếu cho hiệu đường đi

\(\frac{{\Delta D}}{\lambda } = \frac{{{d_2} - {d_1}}}{\lambda }\) = số nguyên ⇒ vân sáng

\(\frac{{\Delta D}}{\lambda } = \frac{{{d_2} - {d_1}}}{\lambda }\) = số bán nguyên  ⇒ vân tối

Ví dụ 1: Trong thí nghiệm giao thoa Y-âng, khoảng cách hai khe là 1,2 mm, khoảng cách giữa mặt phẳng chứ hai khe và màn ảnh là 2 m. Người ta chiếu vào khe Y-âng bằng ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,6 µm. Xét tại hai điểm M và N trên màn có tọa độ lần lượt là 6 mm và 15,5 mm là vị trí vân sáng hay vân tối?

A. M sáng bậc 2; N tối thứ 16.                       B. M sáng bậc 6; N tối thứ 16.

C M sáng bậc 2; N tối thứ 9.                          D. M tối 2; N tối thứ 9.

Hướng dẫn

\(i = \frac{{\Delta D}}{\lambda } = \frac{{0,{{6.10}^{ - 6}}.2}}{{1,{{2.10}^{ - 3}}}}\)

  x_M/i =6 : Vân sáng bậc 6.

 x/i= 15,5 : Tối thứ 15,5 + 0,5 = 16

 Chọn B.

• Khi thay đổi khoảng cách giữa hai khe (thay đổi a) thì có thể tại điểm M trên màn lúc đầu là vân sáng (tối) sẽ chuyển thành vân tối (sáng) có bậc cao hơn hoặc thấp hơn tùy thuộc a tăng hay giảm.
• Khi thay đổi khoảng cách hai khe đến màn (thay đổi D) thì có thể tại M trên màn lúc đầu là vân sáng (tối) sẽ chuyển thành vân tối (sáng) có bậc coa hơn hoặc thấp hơn tùy thuộc D giảm hay tăng.

Ví dụ 1: (ĐH – 2013): Thực hiện thí nghiệm Y âng về giao thoa với ánh sáng có bước sóng . Khoảng cách giữa hai khe hẹp là 1 mm. Trên màn quan sát, tại điểm M cách vân trung tâm 4,2 mm có vân sáng bậc 5. Giữ cố định các điều kiện khác, di chuyển dần màn quan sát dọc theo đường thẳng vuông góc với mặt phẳng chứa hai khe ra xa cho đến khi vân giao thoa tại M chuyển thành vân tối lần thứ hai thì khoảng dịch màn là 0,6 m. Bước sóng  bằng:

A. 0,6 µm.                   B. 0,5 µm.                   C. 0,7 µm.                   D. 0,4 µm.

Hướng dẫn

            Vị trí điểm M:  

\({x_M} = 5i = \frac{{5\lambda D}}{a} = 4,{2.10^{ - 3}}(m)\,(1)\)

            Ban đầu, các vân tối tính từ vân trung tâm đến M lần lượt có tọa độ là 0,5i; 1,5i; 2,5i; 3,5i và 4,5i. Khi dịch màn ra xa 0,6 m M trở thành vân tối lần thứ 2 thì x_M= 3,5i’ hay

\({x_M} = 3,5\frac{{\lambda \left( {D + 0,6} \right)}}{a} = 4,{2.10^{ - 3}}(m)\,(2)\)

            Từ (1) và (2) tính ra: D = 1,4 m,  λ= 0,6 µm

 Chọn A.

 *Số vân trên trường

Trường giao thoa là vùng sáng trên màn có các vân giao thoa.

            Bề rộng trường giao thoa L là khoảng cách ngắn nhất giữa hai mép ngoài cùng của hai vân sáng ngoài cùng. Vì vậy, nếu đo chính xác L thì số vân sáng trên trường giao thoa luôn nhiều hơn số vân tối là 1.

            Thông thường bề rộng trường giao thoa đối xứng qua vân trung tâm.

 

Trên đây là phần trích đoạn một phần nội dung trong Chuyên đề Giao thoa ánh sáng - Vật Lý 12. 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 lớp 12 ôn tập tốt và đạt thành tích cao nhất trong học tập

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

• Chuyên đề bồi dưỡng HSG Vật lý 12 - Dao Động Cơ Học

• Xem video: 40 câu hỏi trắc nghiệm Dao động cơ Chương 1 Vật lý 12 cực hay | HỌC247

• Thi online: 30 Bài tập trắc nghiệm Dao động điều hòa Vật lý 12 nâng cao

Chúc các em học tập tốt !