Các bài toán giao thoa liên quan đến ảnh và vật qua Thấu kính hội tụ môn Vật lý 12

BÀI TOÁN GIAO THOA LIÊN QUAN ĐẾN ẢNH VÀ VẬT QUA THẤU KÍNH HỘI TỤ

1. Phương pháp

Với bài toán ảnh thật của vật qua thấu kính hội tụ, nếu giữ cố định vật và màn cách nhau một khoảng L, di chuyển thấu kính trong khoảng giữa vật và màn mà có hai vị trí thấu kính cách nhau một khoảng 1 đều cho ảnh rõ nét trên màn thì:

\(\begin{array}{l} \left\{ \begin{array}{l} x + y = L\\ x - y = \ell \end{array} \right.\\ \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l} x = \frac{{L + \ell }}{2}\\ y = \frac{{L - \ell }}{2} \end{array} \right. \end{array}\)

+ Ảnh lớn:  \({a_1} = a\frac{x}{y}\)  (1)

+ Ảnh nhỏ:  \({a_2} = a\frac{y}{x}\) (2)

\(\left( 1 \right) + \left( 2 \right) \to a = \sqrt {{a_1}{a_2}} \)

2. Bài tập

 Ví dụ 1: Một tấm nhôm mỏng, trên có rạch hai khe hẹp song song F₁ và F₂ đặt trước một màn M một khoảng 1,2 m. Đặt giữa màn và hai khe một thau kính hội tụ, người ta tìm được hai vị trí của thấu kính, cách nhau một khoảng 72 cm cho ta ảnh rõ nét của hai khe trên màn. Ở vị trí mà anh bé hơn thì khoảng cách giữa hai ảnh  và  là 0,4mm. Bỏ thấu kính ra rồi chiếu sáng hai khe bằng một nguồn điểm S phát ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ = 0,6µm. Tính khoảng vân giao thoa trên màn.

A. 0,45 mm.                            B. 0,85 mm.                           

C. 0,83 mm.                            D. 0,4 mm.

Hướng dẫn

HD:  

\(\begin{array}{l} \left\{ \begin{array}{l} x + y = L\\ x - y = \ell \end{array} \right.\\ \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l} x = \frac{{L + \ell }}{2}\\ y = \frac{{L - \ell }}{2} \end{array} \right.\\ \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l} anh\,lon:{a_1} = a\frac{x}{y}\\ anh\,nho:{a_2} = a\frac{y}{x} \end{array} \right.\\ \Rightarrow 0,4 = a\frac{{1,2 - 0,72}}{{1,2 + 0,72}}\\ \Rightarrow a = 1,6\left( {mm} \right)\\ \Rightarrow i = \frac{{\lambda D}}{a} = 0,45\left( {mm} \right) \end{array}\)

⇒  Chọn A.

Ví dụ 2: Trong thí nghiệm giao thoa khe I−âng, khoảng cách từ 2 khe đến màn là 1,5 m. Đặt trong khoảng giữa 2 khe và màn một thấu kính hội tụ sao cho trục chính của thấu kính vuông góc với mặt phẳng chứa 2 khe và cách đều 2 khe. Di chuyển thấu kính dọc theo trục chính, người ta thấy có 2 vị trí của thấu kính cho ảnh rõ nét cả 2 khe trên màn, đồng thời ảnh của 2 khe trong hai trường hợp cách nhau các khoảng lần lượt là 0,9 mm và 1,6 mm. Bỏ thấu kính đi, chiếu sáng 2 khe bằng ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ = 0,72 µm ta thu được hệ vân giao thoa trên màn có khoảng vân là

 A. 0,48 mm.                           B. 0,56 mm.                           

C. 0,72 mm.                           D. 0,90 mm.

Hướng dẫn

\(\begin{array}{l} \left\{ \begin{array}{l} x = \frac{{L + \ell }}{2}\\ y = \frac{{L - \ell }}{2} \end{array} \right.\\ \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l} anh\,lon:{a_1} = a\frac{x}{y}\\ anh\,nho:{a_2} = a\frac{y}{x} \end{array} \right.\\ \Rightarrow a = \sqrt {{a_1}{a_2}} = 1,2\left( {mm} \right)\\ \Rightarrow i = \frac{{\lambda D}}{a} = 0,9\left( {mm} \right) \end{array}\)

⇒   Chọn D.

Trên đây là toàn bộ nội dung Tài liệu Các bài toán giao thoa liên quan đến ảnh và vật qua Thấu kính hội tụ môn Vật lý 12. Để xem thêm nhiều tài liệu tham khảo hữu ích khác các em chọn chức năng xem online hoặc đăng nhập vào trang Chúng tôi để tải tài liệu về máy tính.

Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập .

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

• Bài tập trắc nghiệm Vật lý 12 chủ đề Mạch dao động có các tụ ghép năm 2020

• 4 bài toán liên quan đến hiện tượng Tán sắc ánh sáng quan trọng nhất môn Vật lý 12 năm 2020

• Bài tập và công thức tính nhanh về Con lắc lò xo, Con lắc đơn trong DĐĐH

Chúc các em học tập tốt !