CHUYÊN ĐỀ XÁC ĐỊNH KHOẢNG CÁCH GIỮA CÁC VÂN CHƯƠNG SÓNG ÁNH SÁNG
I. PHƯƠNG PHÁP GIẢI
1. Loại 1: Khoảng cách vân cùng bản chất liên tiếp:
l = (số vân – 1).i
Ví dụ:
Khoảng cách giữa 7 vân sáng liên tiếp:
l = (7 – 1).i = 6i
2. Loại 2: Giữa một vân sáng và một vân tối bất kỳ:
Giả sử xét khoảng cách vân sáng bậc k và vân tối thứ k’, vị trí:
\(\begin{array}{l} x_s^k = k.i\\ x_t^k = (k' - 0,5).i \end{array}\)
Nếu:
- Hai vân cùng phía so với vân trung tâm:
\(\Delta x = \left| {x_s^k - x_t^{k'}} \right|\)
- Hai vân khác phía so với vân trung tâm:
\(\Delta x = \left| {x_s^k + x_t^{k'}} \right|\)
- Khoảng cách giữa vân sáng và vân tối liền kề là:
i/2 nên vị trí vân tối các thứ liên tiếp được xác định: xt = ki / 2 (với k lẻ: 1,3,5,7,….)
3. Loại 3
- Xác định vị trí một điểm M bất kì trên trường giao thoa cách vân trung tâm một khoảng xM có vân sáng hay vân tối, bậc mấy ?
- Lập tỉ số:
\(\frac{{{x_M}}}{i} = n\)
Nếu n nguyên, hay n ∈ Z, thì tại M có vân sáng bậc k=n.
Nếu n bán nguyên hay n = k + 0,5 với k Z, thì tại M có vân tối thứ k +1
II. VÍ DỤ MINH HỌA
Ví dụ 1: Tìm khoảng cách giữa vân sáng bậc 5 và vân tối thứ 6
Giải:
Ta có:
\(\begin{array}{l} x_s^5 = 5.i\\ x_t^6 = (6 - 0,5).i = 5,5i \end{array}\)
- Nếu hai vân cùng phía so với vân trung tâm:
\(\Delta x = \left| {x_s^5 - x_t^6} \right| = 0,5i\)
- Nếu hai vân khac phía so với vân trung tâm :
\(\Delta x = \left| {x_s^5 + x_t^6} \right| = 10,5i\)
Ví dụ 2: Một khe hẹp F phát ánh sáng đơn sắc bước sóng λ = 600nm chiếu sáng hai khe song song với F và cách nhau 1m. Vân giao thoa được quan sát trên một màn M song song với màn phẳng chứa F1 và F2 và cách nó 3m. Tại vị trí cách vân trung tâm 6,3m có
A. Vân tối thứ 4 B. Vân sáng bậc 4 C. Vân tối thứ 3 D. Vân sáng bậc 3
Giải
Ta cần xét tỉ số x / i
Khoảng vân i= λD / a = 1,8mm, ta thấy 6,3 / 1,8 = 3,5 là một số bán nguyên nên tại vị trí cách vân trung tâm 6,3mm là một vân tối
Mặt khác xt = (k + 0,5)i= 6,3 nên ( k+ 0,5 )=3,5 nên k= 3.
Vậy tại vị trí cách vân trung tâm 6,3mm là một vân tối thứ 4 - chọn đáp án A
Ví dụ 3: Trong thí nghiệm Y-âng, cho a = 0.8mm, D = 1.2m. Biết rằng, từ vân sáng trung tâm tới vân tối thứ 5 cách nhau 1 khoảng 4,32mm. Hỏi bước sóng ánh sáng ở thí nghiệm trên là bao nhiêu?
Giải
- Vị trí vân tối thứ 5 cách vân trung tâm 1 đoạn 4.5i
Suy ra i = 4.32/4.5 = 0.96 mm, dựa theo công thức liên hệ giữa khoảng vân và bước sóng ta có:
λ=a.i/D=0,64μm
- Vậy chọn C.
--- Nội dung ví dụ minh họa tiếp theo, các bạn vui lòng xem tại online hoặc tải về máy ---
III. BÀI TẬP VẬN DỤNG
Câu 1: Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng, hai khe được chiếu một ánh sáng có bước sóng λ, khoảng cách giữa hai khe là 1,5mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là 2m. Khoảng cách giữa 4 vân sáng liên tiếp nhau đo được 3mm.Tìm khoảng cách giữa vân sáng bậc 3 và vân sáng bậc 7.
A.10mm B. 12mm C. 14mm D. 15mm
Câu 2: Trong thí nghiệm của Young về giao thoa ánh sáng, hai khe S1 và S2 được chiếu bằng ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ. Người ta đo được khoảng cách giữa 6 vân sáng liên tiếp trên màn là 6 mm. Tính khoảng cách từ vân sáng bậc 3 đến vân sáng bậc 8 ở cùng phía với nhau so với vân sáng chính giữa.
A. 4,2mm B. 7mm C. 8,4mm D. 6mm
Câu 3: Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe là 1 mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là 3 m. Dùng ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ chiếu vào hai khe thì người ta đo được khoảng cách từ vân sáng trung tâm tới vân sáng thứ tư là 6 mm. Xác định vị trí vân sáng thứ 6.
A. 3mm B. 6mm C. 9mm D. 12mm
...
---Để xem tiếp nội dung Bài tập vận dụng, 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 Xác định Khoảng cách giữa các vân trong giao thoa ánh sáng 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 !
