PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP
DI CHUYỂN NGUỒN HAY HAI KHE YOUNG
1. PHƯƠNG PHÁP GIẢI
Trường hợp 1: Di chuyển nguồn S theo phương vuông góc với S1S2
- Khi nguồn sáng S di chuyển theo phương vuông góc với S1S2 thì hệ vân vẫn không đổi.
Trường hợp 2: Di chuyển nguồn S theo phương song song với S1S2
- Khi nguồn sáng S di chuyển theo phương song song với S1S2 thì hệ vân di chuyển ngược chiều và khoảng vân i vẫn không đổi
- Độ dời của hệ vân là:
\({x_0} = \frac{D}{L}z\)
- Trong đó:
+ D : là khoảng cách từ 2 khe tới màn
+ L : là khoảng cách từ nguồn sáng tới 2 khe
+ z : là độ dịch chuyển của nguồn sáng
(áp dụng các hệ thức lượng trong tam giác và kiến thức về 2 tam giác đồng dạng)
Trường hợp 3: Di chuyển màn lại gần hay ra xa
- Khi nguồn sáng S cố định, dịch chuyển hai khe đến gần (D giảm) hoặc ra xa (D tăng) màn thì hệ vân không di chuyển nhưng khoảng vân i thay đổi
- Độ dời của hệ vân là:
\({x_0} = \frac{{D + L}}{L}z\)
- Trong đó:
+ D : là khoảng cách từ 2 khe tới màn
+ L : là khoảng cách từ nguồn sáng tới 2 khe
+ z : là độ dịch chuyển của nguồn sáng
2. VÍ DỤ MINH HỌA
Ví dụ 1: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe được chiếu bằng ánh sáng đơn sắc, khoảng cách giữa hai khe là 0,6 mm. Khoảng vân trên màn quan sát đo được là 1 mm. Từ vị trí ban đầu, nếu tịnh tiến màn quan sát một đoạn 25 cm lại gần mặt phẳng chứa hai khe thì khoảng vân mới trên màn là 0,8 mm. Tìm bước sóng của ánh sáng dùng trong thí nghiệm.
Giải
\(\begin{array}{l}
\left\{ \begin{array}{l}
{i_1} = \frac{{\lambda {D_1}}}{a}\\
{i_2} = \frac{{\lambda ({D_1} - \Delta D)}}{a} = {i_1} - \frac{{\lambda \Delta D}}{a}
\end{array} \right.\\
\to {i_1} - {i_2} = \frac{{\lambda \Delta D}}{a} = 0,2mm\\
\Rightarrow \lambda = 0,48\mu m
\end{array}\)
Ví dụ 2: 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
Vì lúc đầu D = 75cm = 0,75m nên phải dịch chuyển màn quan sát ra xa thêm một đoạn D’- D = 0,25m.
3. BÀI TẬP VẬN DỤNG
Bài 1: Trong thí nghiệm Iâng về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe (S1 và S2) là 2mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là 2m và khoảng cách từ nguồn S đến mặt phẳng chứa hai khe là 0,5m. Nếu dời S theo phương song song với hai khe về phía S2 một đoạn y = a/2 thì khoảng cách và chiều dịch chuyển của vân sáng trung tâm (bậc 0) là:
A. 4mm, ngược chiều dời của S
B. 5mm, cùng chiều dời của S
C. 4mm, cùng chiều dời của S
D. 5mm, ngược chiều dời của S
Bài 2: Trong thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe là 0,2mm, khoảng cách giữa hai khe và màn là 1m, và nguồn sáng S phát ra ánh sáng có bước sóng = 600nm. Khoảng cách từ S đến hai khe là 0,5m. Vân sáng trung tâm nằm tại điểm O trên màn. Dịch chuyển S theo phương với hai khe về phía S2 một khoảng 15,75mm. Điểm O bây giờ?
A. là vân tối
B. là vân sáng
C. không tối không sáng
D. không đủ dữ kiện xác định
Bài 3: Trong thí nghiệm giao thoa Y-âng, nguồn S phát bức xạ có bước sóng 450nm, khoảng cách giữa hai khe 1,1mm, màn quan sát E cách mặt phẳng hai khe 220cm. Dịch chuyển một mối hàn của cặp nhiệt điện trên màn E theo đường vuông góc với hai khe, thì cứ sau một khoảng bằng bao nhiêu kim điện kế lại lệch nhiều nhất?
A. 0,4 mm. B. 0,9 mm.
C. 1,8 mm. D. 0,45 mm.
Bài 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
Bài 5: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe được chiếu bằng ánh sáng đơn sắc λ, màn quan sát cách mặt phẳng hai khe một khoảng không đổi D, khoảng cách giữa hai khe có thể thay đổi (nhưng S1 và S2 luôn cách đều S). Xét điểm M trên màn, lúc đầu là vân sáng bậc 4, nếu lần lượt giảm hoặc tăng khoảng cách S1S2 một lượng Δa thì tại đó là vân sáng bậc k và bậc 3k. Nếu tăng khoảng cách S1S2 thêm 2Δa thì tại M là:
A. vân sáng bậc 7.
B. vân sáng bậc 9.
C. vân sáng bậc 8.
D. vân tối thứ 9.
...
--(Nội dung tiếp theo của tài liệu, các em vui lòng đăng nhập để xem online hoặc tải về)--
Trên đây là trích dẫn một phần nội dung tài liệu Phương pháp giải bài tập Di chuyển nguồn hay hai khe Young môn Vật Lý 12 năm 2021. 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.
