GIAO THOA VỚI KHE YOUNG (IÂNG) TRONG MÔI TRƯỜNG CÓ CHIẾT SUẤT LÀ n
1. PHƯƠNG PHÁP GIẢI
Gọi λ là bước sóng ánh sáng trong chân không hoặc không khí.
Gọi λ' là bước sóng ánh sáng trong môi trường có chiết suất n.
\(\lambda ' = \frac{\lambda }{n}\)
a. Vị trí vân sáng:
\(x = \frac{{k\lambda 'D}}{a} = \frac{{k\lambda D}}{{n.a}}\)
b.Vị trí vân tối:
\(x = (2k + 1)\frac{{\lambda 'D}}{{2a}} = (2k + 1)\frac{{k\lambda D}}{{2n.a}}\)
c. Khoảng vân:
\(i = \frac{{\lambda 'D}}{a} = \frac{{\lambda D}}{{n.a}}\)
d. Khi thay đổi khoảng cách:
Ta có: i = λD / a ⇒ i tỉ lệ với D ⇒ khi khoảng cách là D: i = λD / a
khi khoảng cách là D’:
\(i' = \frac{{\lambda D'}}{a}\)
Nếu D = D’ – D > 0. Ta dịch màn ra xa (ứng i’ > i)
Nếu D = D’ – D < 0. Ta đưa màn lại gần ( ứng i’ < i).
2. VÍ DỤ MINH HỌA
Ví dụ 1: Trong thí nghiệm giao thoa Y-âng trong không khí, khoảng cách hai khe a = 0,5mm. Khoảng cách hai khe tới màn là D, được chiếu bức xạ đơn sắc có bưóc sóng λ.
Nhúng toàn bộ thí nghiệm vào trong nước có chiết suất n = 4/3. Để khoảng vân vẫn như trong không khí thì khoảng cách hai khe là:
A. 0,35 mm
B. 0,45 mm
C. 0,667 mm
D. 0,375 mm
Giải
Khoảng vân khi đặt trong không khí:
\(i = \frac{{\lambda D}}{a}\)
Khoảng vân khi đặt trong nước:
\(i' = \frac{{{\lambda _n}D}}{{a'}} = \frac{{\lambda D}}{{na'}}\)
Theo bài ra:
\(\begin{array}{*{20}{l}}
{i' = i \Rightarrow \frac{{\lambda D}}{{na'}} = \frac{{\lambda D}}{a}}\\
{ \Rightarrow a' = \frac{a}{n} = \frac{{0,5.10 - 3}}{{\frac{4}{3}}} = 0,375mm}
\end{array}\)
Chọn D
Vi dụ 2: Buớc sóng của một ánh sáng đơn sắc trong chân không là 600nm. Bước sóng của nó trong nước chiết suất n = 4/3 là:
A. 459 nm
B. 500 nm
C. 450 nm
D. 760 nm
Giải
Ta có:
\({\lambda ^/} = \frac{\lambda }{n} = \frac{{600}}{{4/3}} = 450\left( {nm} \right)\)
=> Chọn C.
3. BÀI TẬP VẬN DỤNG
Câu 1: 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?
A. dịch chuyển màn quan sát ra xa thêm một đoạn D’- D = 0,25m.
B. dịch chuyển màn quan sát ra xa thêm một đoạn D’- D = 25m.
C. dịch chuyển màn quan sát ra xa thêm một đoạn D’- D = 2,5m.
D. dịch chuyển màn quan sát ra xa thêm một đoạn D’- D = 0,025m.
Câu 2: Đặt một mãnh mica có n = 1,6 che một trong hai khe của thí nghiệm I-âng, ta thấy vân sáng bậc 30 dịch chuyển đến vị trí vân sáng trung tâm. Bước sóng của ánh sáng là 450nm thì độ dày của mica là
A. 11,25 m B. 22,5 m
C. 20,15 m D. 45 m
Câu 3: Trong giao thoa với khe I – âng có a = 1,5mm, D = 3m, trên đường đi của tia sáng người ta đặt bản mỏng song song bằng thủy tinh có chiết suất 1,5, bề dày 1mm thì hệ vân sẽ dịch chuyển một đoạn
A. 10 mm B. 1 mm
C. 1,5 mm D. 3 mm
Câu 4. 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.
----Hết---
Trên đây là toàn bộ nội dung tài liệu Phương pháp giải bài tập Giao thoa với khe young trong môi trường có chiết suất là n 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.
