Lý thuyết và dạng bài toán liên quan đến Giao thoa Y−âng có thay đổi cấu trúc môn Vật lý 12

BÀI TOÁN LIÊN QUAN ĐẾN GIAO THOA Y−ÂNG THAY ĐỔI CẤU TRÚC

Giao thoa I−âng nguyên bản, được thực hiện trong không khí (chiết suất n_k = 1) và khe S cách đều hai khe S₁ và S₂.

Có thể thay đổi cấu trúc bằng cách: cho giao thoa toong môi trường chiết suất n; cho khe S dịch chuyển; đặt thêm bản thủy tinh...

Chỉ bước sóng giảm n lần (nên khoảng vân giảm n lần  i’ = i/n) còn tất cả các kết quả giống giao thoa trong không khí.

Vị trí vân sáng: x = ki’ = ki/n.

Vị trí vân tối: x = (m − 0,5)i’ = (m − 0,5)i/n.

Giả sử lúc đầu tại M là vân sáng sau đó cho giao thoa trong môi trường chiết suất n muốn biết M là vân sáng hay vân tối ta làm như sau:

x_M = ki = kni’ (nếu kn là số nguyên thì vân sáng, còn số bán nguyên thì vân tối).

Nếu lúc đầu tại M là vân tối: x_M = (m − 0,5)i = (m − 0,5)ni’ (nếu (m − 0,5)n là số nguyên thì vân sáng, còn số bán nguyên thì vân tối).

Ví dụ 1: Trong thí nghiệm I−âng về giao thoa ánh sáng của ánh sáng đơn sắc. Khi tiến hành trong không khí người ta đo được khoảng vân 2 mm. Đưa toàn bộ hệ thống trên vào nước có chiết suất n = 4/3 thì khoảng vân đo được là

A. 2 mm.                                 B. 2,5mm.                              

C. 1,25mm.                             D. 1,5 mm.

Hướng dẫn

\(i' = \frac{{\lambda 'D}}{a} = \frac{{\lambda D}}{{na}} = \frac{i}{n} = \frac{2}{{4/3}} = 1,5 \)

Chọn D.

Ví dụ 2: Khi thực hiện giao thoa với ánh sáng đơn sắc trong không khí, tại điểm M trên màn ta có vân sáng bậc 3. Nếu đưa thí nghiệm trên vào trong nước có chiết suất 4/3 thì tại điểm M đó ta có

A. vân sáng bậc 4.                   B. vân sáng bậc 2.                  

C. vân sáng bậc 5.                   D. vân tối.

Hướng dẫn

\({x_M} = 3i = 3ni' = i' \)

 Chọn A.

Ví dụ 3: Khi thực hiện giao thoa với ánh sáng đơn sắc trong không khí, tại điểm M trên màn ta có vân sáng bậc 4. Nếu đưa thí nghiệm trên vào môi trường trong suốt có chiết suất 1,625 thì tại điểm M đó ta có

A. vân sáng bậc 5.                   B. vân sáng bậc 6.                  

C. vân tối thứ 7.                      D. vân tối thứ 6.

Hướng dẫn

\({x_M} = 4i = 4ni' = 6,5i' \)

 Chọn C.

Ví dụ 4: Giao thoa I−âng với ánh sáng đơn sắc trong không khí, tại hai điểm M và N trên màn có vân sáng bậc 10. Nếu đưa thí nghiệm trên vào môi trường có chiết suất 1,4 thì số vân sáng và vân tối trên đoạn MN là

A. 29 sáng và 28 tối.               B. 28 sáng và 26 tối.  

C. 27 sáng và 29 tối.               D. 26 sáng và 27 tối.

Hướng dẫn

OM = ON = 10i = l0.ni’ = 14i’

⇒ Tại M và N là hai vân sáng bậc 14 nên trên đoạn MN có 29 vân sáng và 28 vân tối

 Chọn A.

Ví dụ 5: (THPTQG − 2017) Trong thí nghiệm Y−âng về giao thoa với ánh sáng đơn sắc, khoảng cách giữa hai khe là 1,2 mm. Ban đầu, thí nghiệm được tiến hành trong không khí. Sau đó, tiến hành thí nghiệm trong nước có chiết suất 4/3 đối với ánh sáng đơn sắc nói hên. Để khoảng vân trên màn quan sát không đổi so với ban đầu, người ta thay đổi khoảng cách giữa hai khe hẹp và giữ nguyên các điều kiện khác. Khoảng cách giữa hai khe lúc này bằng

A. 0,9 mm.                              B. 1,6 mm.                             

C. 1,2 mm.                              D. 0,6 mm.

Hướng dẫn

\(\begin{array}{l} i = \frac{{\lambda D}}{a}i' = \frac{{\lambda D}}{{na'}}\\ i' = i \Rightarrow \frac{{\lambda D}}{{na'}} = \frac{{\lambda D}}{a}\\ \Rightarrow a' = \frac{a}{n} = \frac{{1,2}}{{4/3}} = 0,9\left( {mm} \right) \end{array}\)

Chọn A.

Ví dụ 6: (ĐH−2012) Một sóng âm và một sóng ánh sáng truyền từ không khí vào nước thì bước sóng

A. của sóng âm tăng còn bước sóng của sóng ánh sáng giảm.

B. của sóng âm giảm còn bước sóng của sóng ánh sáng tăng.

C. của sóng âm và sóng ánh sáng đều giảm.

D. của sóng âm và sóng ánh sáng đều tăng.

Hướng dẫn

Tốc độ truyền sóng âm tăng nên bước sóng tăng, còn tốc độ truyền sóng ánh sáng giảm nên bước sóng giảm.

⇒  Chọn A.

Ví dụ 6: (ĐH−2012) Một ánh sáng đơn sắc màu cam có tần số f được truyền từ chân không vào một chất lỏng có chiết suất là 1,5 đối với ánh sáng này. Trong chất lỏng trên, ánh sáng này có

A. màu tím và tần số f.                                               B. màu cam và tần số 1,5f.

C. màu cam và tần số f.                                              D. màu tím và tần số l,5f.

Hướng dẫn

Tần số không đổi và màu sắc không đổi

⇒   Chọn C.

Trên đây là toàn bộ nội dung Tài liệu Lý thuyết và dạng bài toán liên quan đến Giao thoa Y−âng có thay đổi cấu trúc 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 !