Giải Lý 12 SGK nâng cao Chương 6 Bài 37 Khoảng vân. Bước sóng và màu sắc ánh sáng

Để hai sóng ánh sáng kết hợp có bước sóng λ tăng cường lẫn nhau khi giao thoa với nhau thì hiệu đường đi của chúng phải.

    A. Bằng 0

    B. Bằng \(k\lambda \) (với \(k = 0, \pm 1, \pm 2,...\))

    C. Bằng \(\left( {k - \frac{1}{2}} \right)\lambda \) (với \(k = 0, \pm 1, \pm 2,...\))

    D. Bằng \(\left( {k\lambda  + \frac{\lambda }{4}} \right)\) (với \(k = 0, \pm 1, \pm 2,...\))

Hướng dẫn giải:

Để hai sóng ánh sáng kết hợp có bước sóng λ tăng cường lẫn nhau khi giao thoa với nhau thì:

\({d_2} - {d_1} = k\lambda \:(k = 0, \pm 1, \pm 2,....).\)

Chọn đáp án B.

Khoảng cách i giữa hai vân sáng, hoặc hai vân tối liên tiếp trong hệ vân giao thoa, ở thí nghiệm hai khi Y-âng, được tính theo công thức nào sau đây?

    A. \(i = \frac{{\lambda a}}{D}\)

    B. \(i = \frac{{\lambda D}}{a}\)

    C. \(i = \frac{{aD}}{\lambda }\)

    D. \(i = \frac{\lambda }{{aD}}\)

Hướng dẫn giải:

Khoảng cách i giữa hai vân sáng, hoặc hai vân tối liên tiếp trong hệ vân giao thoa, ở thí nghiệm hai khi Y-âng là:  \(i = \frac{{\lambda D}}{a}\)

Chọn đáp án B.

Sự phụ thuộc của chiết suất vào bước sóng.

    A. Xảy ra với mọi chất rắn, lỏng, hoặc khí.

    B. Chỉ xảy ra với chất rắn, và chất lỏng.

    C. Chỉ xảy ra với chất rắn.

    D. Là hiện tượng đặc trưng của thủy tinh.

Hướng dẫn giải:

Sự phụ thuộc của chiết suất vào bước sóng xảy ra với mọi chất rắn, lỏng, hoặc khí.

Chọn đáp án A.

Trong thí nghiệm về giao thoa ánh sáng, trên màn ảnh người ta đo được khoảng cách từ vân sáng thứ tư đến vân sáng thứ mười ở cùng một bên của vân sáng trung tâm là 2,4 mm. Cho biết khoảng cách giữa hai khe là 1 mm, và màn ảnh cách hai khe 1m .

    a) Tính bước sóng ánh sáng. Ánh sáng đó có màu gì?

    b) Nếu dùng ánh sáng đó có bước sóng 0,70μm thì khoảng cách từ vân sáng thứ tư đến vân sáng thứ 10 ở cùng một bên vân sáng trung tâm là bao nhiêu?

Hướng dẫn giải:

Trong thí nghiệm về giao thoa ánh sáng có \(a = 1\left( {mm} \right),D = 1\left( m \right).\)

a)  Khoảng cách từ vân sáng thứ tư đến vân sáng thứ mười ở cùng một bên của vân sáng trung tâm là

\(\begin{array}{l} {\rm{\Delta }}x = {x_{10}} - {x_4} = 10i - 4i = 6i \Rightarrow 6i = 2,4\\ \Rightarrow i = \frac{{2,4}}{6} = 0,4(mm) \end{array}\)

Bước sóng của ánh sáng: 

\(\lambda  = \frac{{ia}}{D} = \frac{{0,{{4.10}^{ - 3}}{{.10}^{ - 3}}}}{1} = 0,4(\mu m)\)

Đó là bước sóng của ánh sáng tím.

b) Nếu dùng ánh sáng đó có bước sóng \(\lambda  = 0,7(\mu m)\) thì: 

\(\begin{array}{l} {\rm{\Delta }}x = 10i - 4i = 6i = 6\frac{{\lambda D}}{a}\\ = 6.\frac{{0,{{7.10}^{ - 6}}.1}}{{{{10}^{ - 3}}}} = 4,2(mm) \end{array}\)

Hai khe Y-âng cách nhau 3 mm được chiếu sáng bằng ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,60 μm. Các vân giao thoa được hứng trên màn cách hai khe 2m. Hãy xác định tính chất của vân giao thoa tại điểm M cách vân sáng trung tâm 1,2 mm và tại điểm N cách vân sáng trung tâm 1,8 mm.

Hướng dẫn giải:

Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng có \(a = 3\left( {mm} \right),\lambda  = 0,6(\mu m),D = 2\left( m \right).\)

Khoảng vân giao thoa: 

\(i = \frac{{\lambda D}}{a} = \frac{{0,{{6.10}^{ - 6}}.2}}{{{{3.10}^{ - 3}}}} = 0,{4.10^{ - 3}}(m) = 0,4(mm)\)

Nhận xét:

• \(\frac{{{x_M}}}{i} = \frac{{1,2}}{{0,4}} = 3 \Leftrightarrow {x_M} = 3i\). Suy ra tại M có vân sáng bậc 3.

• \(\frac{{{x_N}}}{i} = \frac{{1,8}}{{0,4}} = 4,5 \Leftrightarrow {x_N} = 4,5i\). Suy ra tại N có vân tối thứ 5.

Trên đây là nội dung hướng dẫn giải chi tiết bài tập SGK nâng cao môn Vật lý 12 Chương 6 Bài 37 Khoảng vân. Bước sóng và màu sắc ánh sáng được trình bày rõ ràng, cụ thể với phương pháp ngắn gọn và khoa học. Hy vọng rằng đây sẽ là tài liệu hữu ích giúp các em học sinh lớp 12 học tập thật tốt!