CHUYÊN ĐỀ XÁC ĐỊNH BỀ RỘNG CỦA
QUANG PHỔ BẬC K TRONG GIAO THOA
VỚI ÁNH SÁNG TRẮNG
I. PHƯƠNG PHÁP GIẢI
Nhận xét: Khi thực hiện giao thoa với ánh sáng trắng ta thấy:
- Ở chính giữa mỗi ánh sáng đơn sắc đều cho một vạch màu riêng, tổng hợp của chúng cho ta vạch sáng trắng
(Do sự chồng chập của các vạch màu đỏ đến tím tại vị trí này)
- Do tím nhỏ hơn λtím⇒ λtím = itím.D/a nhỏ hơn và làm cho tia tím gần vạch trung tâm hơn so với tia đỏ (Xét cùng một bậc giao thoa)
- Tập hợp các vạch từ tím đến đỏ của cùng một bậc (cùng giá trị k)
⇒ quang phổ của bậc k đó.
Ví dụ: Quang phổ bậc 2 là bao gồm các vạch màu từ tím đến đỏ ứng với k = 2
- Bề rộng quang phổ là khoảng cách giữa vân sáng màu đỏ ngoài cùng và vân sáng màu tím của một vùng quang phổ.
Δxk = xđk - xtk
Δxk = kD(λd - λd) / a
Δxk = k(iđ - it)
với k ∈ N, k là bậc quang phổ.
II. VÍ DỤ MINH HỌA
Trong thí nghiệm về giao thoa ánh sáng trắng có a = 3mm, D = 3m, bước sóng từ 0,4 đến 0,75. Trên màn quan sát thu được các dải quang phổ. Bề rộng của dải quang phổ thứ 2 kể từ vân sáng trắng trung tâm là bao nhiêu?
Giải
Bề rộng quang phổ bậc 2 là:
\(\begin{array}{l} \Delta {x_2} = x_d^2 - x_t^2 = \frac{{kD}}{a}({\lambda _d} - {\lambda _t})\\ = \frac{{2.3}}{{{{3.10}^{ - 3}}}}{.0,35.10^{ - 6}} = {0,7.10^{ - 3}} = 0,7mm \end{array}\)
III. BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM
Câu 1: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng bằng khe Y-âng. Khoảng cách giữa 2 khe kết hợp là a = 2 mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là D = 2m. nguồn S phát ra ánh sáng trắng có bước sóng từ 380 nm đến 760 nm. Vùng phủ nhau giữa quang phổ bậc hai và quang phổ bậc ba có bề rộng là ?
A. 0,76 mm
B. 0,38 mm
C. 1,14 mm
D. 1,52mm
Câu 2: Trong thí nghiệm hai khe cách nhau 2 mm và cách màn quan sát 2 m. Dùng ánh sáng trắng chiếu vào 2 khe. Biết bước sóng của ánh sáng tím là 0,38 μm và tia đỏ là 0,76 μm. Bề rộng vân tối trên màn là:
A.95 μm.
B.0,95 μm.
C. 380 μm.
D. 190 μm
Câu 3: Trong thí nghiệm giao thoa áng sáng dùng khe I-âng, khoảng cách 2 khe a = 1mm, khoảng cách hai khe tới màn D = 2 m. Chiếu bằng ánh sáng trắng có bước sóng thỏa mãn 0,39 μm ≤ λ ≤ 0,76 μm. Khoảng cách gần nhất từ nơi có hai vạch màu đơn sắc khác nhau trùng nhau đến vân sáng trung tâm ở trên màn là
A. 3,24mm
B. 2,40mm
C. 1,64mm
D. 2,34mm
Câu 4: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng dùng khe I-âng, khoảng cách 2 khe a = 1mm, khoảng cách hai khe tới màn D = 2m. Chiếu bằng ánh sáng trắng có bước sóng thỏa mãn 0,39 μm ≤ λ ≤ 0,76 μm. Khoảng cách gần nhất từ nơi có hai vạch màu đơn sắc khác nhau trùng nhau đến vân sáng trung tâm ở trên màn là:
A. 2,34 mm
B. 3,24 mm
C. 1,64 mm
D. 2,40mm
Câu 5: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe là 0,5 mm, khoảng cách từ hai khe đến màn quan sát là 2m. Nguồn sáng dùng trong thí nghiệm gồm hai bức xạ có bước sóng λ1 = 450 nm và λ2 = 600 nm. Trên màn quan sát, gọi M, N là hai điểm ở cùng một phía so với vân trung tâm và cách vân trung tâm lần lượt là 5,5 mm và 22 mm. Trên đoạn MN, số vị trí vân sáng trùng nhau của hai bức xạ là
A. 4.
B. 2.
C. 5.
D. 3.
...
---Để xem đầy đủ nội dung phần Bài tập trắc nghiệm, các em vui lòng đăng nhập vào trang Chúng tôi để xem online hoặc tải về máy tính---
Trên đây là một phần trích dẫn nội dung Tài liệu Chuyên đề Xác định bề rộng quang phổ bậc k trong giao thoa với ánh sáng trắng môn Lý 12 năm học 2020-2021. 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 !
