PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH KHOẢNG VÂN - BƯỚC SÓNG ÁNH SÁNG ĐƠN SẮC
1. PHƯƠNG PHÁP GIẢI
- Từ định nghĩa:
\(i = \frac{{\lambda D}}{a} \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}
{x_s} = k.i\\
{x_t} = {\rm{ }}(k + )i
\end{array} \right.;k \in Z\)
- Ví dụ:
+ Vị trí vân sáng bậc 5 là:
+ Vị trí vân tối thứ 4:
- Gọi l là chiều dài của n vân sáng (vân tối) kế tiếp =>\(l = \left( {n--1} \right)i\)
- Bước sóng: \(\lambda = \frac{{ia}}{D}\)
Chú ý:
- Thực hiện thí nghiệm trong môi trường có chiết suất n thì \(n = \frac{c}{v} = \frac{{{{3.10}^8}}}{v}\)
- Nếu thí nghiệm được tiến hành trong môi trường trong suốt có chiết suất n thì bước sóng và khoảng vân sẽ giảm n lần so với khi thực hiện trong không khí:
\(\begin{array}{l}
\lambda ' = v.T = \frac{{cT}}{n} = \frac{\lambda }{n}\\
i' = \frac{i}{n}\,
\end{array}\)
Khoảng vân và bước sóng bị thay đổi nhưng tần số của bức xạ không đổi.
2. VÍ DỤ MINH HỌA
Ví dụ 1: Trong một thí nghiệm Y – âng với a= 2mm, D = 1,2 m, người ta đo được i = 0,36 mm. Tính bước sóng λ và tần số f của bức xạ.
Giải
Bước sóng:
Tần số của bức xạ:
Ví dụ 2: 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 bước sóng ánh sáng đơn sắc đã dùng.
Giải
Ta có: n = 4 vân sáng
\(\begin{array}{l}
i = \frac{l}{{n - 1}} = \frac{3}{3} = 1mm\\
i = \frac{{\lambda D}}{a}\\
\Rightarrow \lambda = \frac{{ai}}{D} = \frac{{1,5.1}}{2} = 0,75\mu m
\end{array}\)
3. BÀI TẬP VẬN DỤNG
Bài 1: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe cách nhau a = 0,5 mm được chiếu sáng bằng ánh sáng đơn sắc. Khoảng cách từ hai khe đến màn quan sát là 2 m. Trên màn quan sát, trong vùng giữa hai điểm M và N mà MN = 2 cm, người ta đếm được có 10 vân tối và thấy tại M và N đều là vân sáng. Bước sóng của ánh sáng đơn sắc dùng trong thí nghiệm này là
A. 0,4 μm. B. 0,5 μm.
C. 0,6 μm. D. 0,7 μm.
Bài 2: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng với ánh sáng đơn sắc, khoảng cách giữa hai khe là 1mm, khoảng cách từ hai khe tới màn là 2m. Trong khoảng rộng 12,5mm trên màn có 13 vân tối biết một đầu là vân tối còn một đầu là vân sáng. Bước sóng của ánh sáng đơn sắc đó là:
A. 0,48μm B. 0,52μm C. 0,5μm D. 0,46μm
Bài 3: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng của Y-âng trong không khí, hai khe cách nhau 3mm được chiếu bằng ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,60 μm, màn cách hai khe 2m. Sau đó đặt toàn bộ thí nghiệm vào trong nước có chiết suất 4/3, khoảng vân quan sát trên màn là bao nhiêu?
A. i' = 0,4m.
B. i' = 0,3m.
C. i' = 0,4mm.
D. i' = 0,3mm.
Bài 4: Trong một thí nghiệm Y-âng, hai khe S1, S2 cách nhau một khoảng a = 1,8mm. Hệ vân quan sát được qua một kính lúp, dùng một thước đo cho phép ta đo khoảng vân chính xác tới 0,01mm. Ban đầu, người ta đo được 16 khoảng vân và được giá trị 2,4mm. Dịch chuyển kính lúp ra xa thêm 30 cm cho khoảng vân rộng thêm thì đo được 12 khoảng vân và được giá trị 2,88mm. Tính bước sóng của bức xạ trên là
A. 0,45μm
B. 0,32μm
C. 0,54μm
D. 0,432μm
Bài 5: 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
----Hết---
Trên đây là toàn bộ nội dung tài liệu Phương pháp xác định Khoảng vân - Bước sóng ánh sáng đơn sắc 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.
