CHUYÊN ĐỀ GIAO THOA VỚI KHE YOUNG (I-ÂNG)
TRONG MÔI TRƯỜNG CÓ CHIẾT SUẤT LÀ n
VÀ THAY ĐỔI KHOẢNG CÁCH
I. PHƯƠNG PHÁP GIẢI
Gọi λ là bước sóng ánh sáng trong chân không hoặc không khí.
Gọi λ' là bước sóng ánh sáng trong môi trường có chiết suất n.
Ta có:
\(\lambda ' = \frac{\lambda }{n}\)
a. Vị trí vân sáng:
\(x = \frac{{k\lambda 'D}}{a} = \frac{{k\lambda D}}{{n.a}}\)
b.Vị trí vân tối:
\(x = (2k + 1)\frac{{\lambda 'D}}{{2a}} = (2k + 1)\frac{{\lambda D}}{{2n.a}}\)
c. Khoảng vân:
\(x = \frac{{\lambda 'D}}{a} = \frac{{\lambda D}}{{n.a}}\)
d. Khi thay đổi khoảng cách:
- Ta có: i = λD / a ⇒ i tỉ lệ với D
+ Khi khoảng cách là D: i = λD / a
+ Khi khoảng cách là D’: I’ = λD’ / a
- Nếu D = D’ – D > 0. Ta dịch màn ra xa (ứng i’ > i)
- Nếu D = D’ – D < 0. Ta đưa màn lại gần ( ứng i’ < i).
II. VÍ DỤ MINH HỌA
Một khe hẹp F phát ánh sáng đơn sắc λ = 600nm, chiếu vào khe I âng có a = 1,2mm, lúc đầu vân giao thoa được quan sát trên một màn M đặt cách một mặt phẳng chứa S1, S2 là 75cm. Về sau muốn quan sát được vân giao thoa có khoảng vân 0,5mm thì cần phải dịch chuyển màn quan sát so với vị trí đầu như thế nào?
Giải
Ta có:
\(\begin{array}{l} i' = \frac{{\lambda D}}{a}\\ \Rightarrow D' = \frac{{i'.a}}{\lambda } = \frac{{{{0,5.10}^{ - 3}}{{.1,2.10}^{ - 3}}}}{{{{600.10}^{ - 9}}}} = 1m \end{array}\)
Vì lúc đầu D = 75cm = 0,75m nên phải dịch chuyển màn quan sát ra xa thêm một đoạn:
D’- D = 0,25m.
III. BÀI TẬP VẬN DỤNG
Câu 1: Trong thí nghiệm giao thoa Y-âng, nguồn S phát ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ người ta đặt màn quan sát cách mặt phẳng hai khe một khoảng D thì khoảng vân i = 1mm. Khi khoảng cách từ màn quan sát đến mặt phẳng hai khe lần lượt là D + ΔD hoặc D - ΔD thì khoảng vân thu được trên màn tương ứng là 2i và i. Nếu khoảng cách từ màn quan sát đến mặt phẳng hai khe là D + 3ΔD thì khoảng vân trên màn là:
A. 3 mm.
B. 4 mm.
C. 2 mm.
D. 2,5 mm.
Câu 2: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe được chiếu bằng ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,6 μm. Khoảng cách giữa hai khe sáng là 1mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 1,5m. Trên màn quan sát, hai vân sáng bậc 4 nằm ở hai điểm M và N. Dịch màn quan sát một đoạn 50cm theo hướng ra 2 khe Y-âng thì số vân sáng trên đoạn MN giảm so với lúc đầu là
A. 7 vân.
B. 4 vân.
C. 6 vân.
D. 2 vân.
Câu 3: Cho thí nghiệm Y-âng, ánh sáng có bướcsóng 500 nm. H là chân đường cao hạ vuông góc từ S1 tới màn M. Lúc đầu người ta thấy H là một cực đại giao thoa. Dịch màn M ra xa hai khe S1, S2 đến khi tại H bị triệt tiêu năng lượng sáng lần thứ nhất thì độ dịch là 1/7 m. Để năng lượngtại H lại triệt tiêu thì phải dịch màn xa thêm ít nhất là 16/35 m. Khoảng cách hai khe S1 và S2 là
A. 0,5 mm
B. 1 mm
C. 2 mm
D. 1,8 mm
Câu 4: Thí nghiệm giao thoa Y-âng với ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ, khoảng cách giữa hai khe a = 1 mm. Ban đầu, tại M cách vân trung tâm 5,25 mm người ta quan sát được vân sáng bậc 5. Giữ cố định màn chứa hai khe, di chuyển từ từ màn quan sát ra xa và dọc theo đường thẳng vuông góc với mặt phẳng chứa hai khe một đoạn 0,75 m thì thấy tại M chuyển thành vân tối lần thứ hai. Bước sóng λ có giá trị là
A. 0,60 μm
B. 0,50 μm
C. 0,70 μm
D. 0,64 μm
...
---Nội dung Bài tập vận dụng tiếp theo, các em vui lòng đăng nhập vào trang Chúng tôi để xem online hoặc tải về máy tính---
Trên đây là một phần trích đoạn nội dung Tài liệu Chuyên đề Giao thoa với khe I-âng trong môi trường chiết suất và thay đổi khoảng cách môn Lý 12 năm 2020. Để xem toàn bộ nội dung các em 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.
Chúc các em học tập tốt !
