Trong đoạn giữa 3 vân sáng liên tiếp cùng màu với vân trung tâm có số vân đỏ và vân lam là A.. Trên màn quan sát ta hứng được hệ vân giao thoa , trong kgoảng giữa hai vân sáng gần nhau n
Trang 1SỞ GD & ĐT HÀ NỘI
TRƯỜNG THPT ĐINH TIÊN HOÀNG – MỸ ĐỨC
CÔNG THỨC TÍNH SỐ VÂN CÙNG MÀU VÀ VỊ TRÍ CÙNG MÀU TRONG TRƯỜNG GIAO THOA KHI CHIẾU 3 BỨC XẠ λ1,λ2,λ3
+ SỐ VÂN CÙNG MÀU TRONG TRƯỜNG GIAO THOA
- Tính khoảng vân ứng với các bức xạ : i1 = λ1D/a , i2 = λ2D/a , i3 = λ3D/a
- Rồi lập tỉ số : i1/i2 = λ1/λ2 = a/b (*) , i1/i3 = λ1/λ3 = c/d (**)
- Từ (*) và (**) suy ra khoảng vân trùng : itrùng = bdi1 = adi2 = bci3 = (mm)
chú ý : + a,b,c,d là các hằng số
+ biểu thức tính khoảng vân trùng phải tối giảm
- Vậy số vân sáng cùng màu trong trường giao thoa có bề rộng L được cho bởi :
Ns = [ L/itrùng ] ε z + 1
- còn số vân sáng cùng màu với vân sáng trung tâm là : Ns = [ L/itrùng ]ε z
+ VỊ TRÍ CÙNG MÀU TRONG TRƯỜNG GIAO THOA
xn = n.itrùng trong đó : n : là số vị trí cùng màu ( n = 1,2,3,…….N )
itrùng : khoảng vân trùng
CÔNG THỨC TÍNH SỐ VÂN GIỮA HAI VÂN CÙNG MÀU VỚI VÂN SÁNG TRUNG TÂM KHI CHIẾU 3 BỨC XẠ λ1 ,λ 2 ,λ 3
- CÁCH 1 : * chú ý : khoảng cách giữa hai vân sáng liên tiếp cùng màu với vân sáng trung tâm là bằng khoảng vân trùng : Lc = xn + 1 - xn = itrùng = bdi1 = adi2 = bci3
- Nếu đề bài chưa cho biết khoảng vân , có thể tính như sau :
+ tính lần lượt số vân sáng của các bức xạ :
- N1 = ( Lc/i1 ) + 1 → Lc = i1( N1 – 1 )
- N2 = ( Lc/i2 ) + 1 → Lc = i2( N2 – 1 )
- N3 = ( Lc/i3 ) +1 → Lc = i3( N3 – 1 )
Ta có : - Lc = itrùng = bdi1 = i1( N1 – 1 ) → N1 = bd + 1 (chú ý : a,b,c,d là các hằng số đã biết như trên )
- Lc = itrùng = adi2 = i2( N2 – 1 ) → N2 = ad + 1
- Lc = itrùng = bci3 = i3( N3 – 1 ) → N3 = bc + 1
Chú ý : nếu bài toán hỏi :
+ Trên Đoạn của hai vân cùng màu có bao nhiêu vân không cùng màu thì giữa nguyên N1,N2,N3 + Trên khoảng của hai vân cùng màu thì số vân không cùng là : - N1 = N1 – 2
- N2 = N2 – 2
- N3 = N3 – 2
+ nếu bài toán hỏi tính tổng số vân sáng của ba bức xạ trong khoảng giữa hai vân sáng cùng màu với vân sáng trung tâm thì
- dạng này rất phức tạp
bước 1 : tính số vân không cùng của từng bức xạ ( như trên )
bước 2 : tính khoảng cách trùng của hai bức xạ :- x12 = k1i1 = k2i2
- x13 = k1i1 = k3i3
- x23 = k2i2 = k3i3
Tính được số vân trùng của hai bức xạ ( có 3 cặp vân trùng của hai bức xạ )
bước 3 : Σ N = N1 + N2 + N3 - N12 – N13 – N23
Trang 2nhận xét :
công thức trên có vẻ trìu tượng các bạn cố suy ngẫm tiếp
- CÁCH 2 : tính nhanh số vân giữa hai vân sáng cùng màu với vân sáng trung tâm khi chưa biết khoảng cách giữa hai vân sáng đó :
ta luôn có : itrùng = bdi1 = adi2 = bci3
vậy: số vân của bức xạ λ1 là : ( bd – 1 ) (chú ý : a,b,c,d là các hằng số đã biết như trên )
số vân của bức xạ λ2 là : ( ad – 1 )
số vân của bức xạ λ3 là : ( bc – 1 )
CÔNG THỨC TÍNH SỐ VÂN SÁNG CÙNG MÀU VÀ VỊ TRÍ CÙNG MÀU TRONG TRƯỜNG
GIAO THOA KHI CHIẾU 4 BỨC XẠ λ 1 ,λ 2 ,λ 3, λ 4
+ SỐ VÂN CÙNG MÀU TRONG TRƯỜNG GIAO THOA
- Tính khoảng vân ứng với các bức xạ λ1,λ2,λ3 : i1 = λ1D/a , i2 = λ2D/a , i3 = λ3D/a
Chú ý : không cần tính i4
- Rồi lập tỉ số : i1/i2 = λ1/λ2 = a/b (*) , i2/i3 = λ2/λ3 = c/d (**)
- Từ (*) và (**) suy ra khoảng vân trùng : itrùng = aci1= bdi3 = (mm) chú ý : a,b,c,d, là các hắng số
- Vậy số vân sáng cùng màu trong trường giao thoa có bề rộng L được cho bởi :
Ns = [ L/itrùng ] ε z + 1
- còn số vân sáng cùng màu với vân sáng trung tâm là : Ns = [ L/itrùng ]ε z
+ VỊ TRÍ CÙNG MÀU TRONG TRƯỜNG GIAO THOA
xn = n.itrùng trong đó : n : là số vị trí cùng màu ( n = 1,2,3,…….N )
itrùng : khoảng vân trùng BÀI TẬP ÁP DỤNG :
Câu 1 : ( TTĐH – A TRƯỜNG THPT ĐỒNG QUAN 2011 ) Trong thí nghiệm I- âng về giao thoa ánh sáng nguồn phát đồng thời hai bức xạ đơn sắc λ1 = 0,64μm(đỏ) , λm(đỏ) , λ2 = 0,48μm(đỏ) , λm(lam).trên màn hứng vân giao thoa Trong đoạn giữa 3 vân sáng liên tiếp cùng màu với vân trung tâm có số vân đỏ và vân lam là
A 9 vân đỏ , 7 vân lam B 7 vân đỏ , 9 vân lam
C 4 vân đỏ , 6 vân lam D 6 vân đỏ 4 vân lam
ĐA : A
Câu 2 : Trong thí nghiệm I- âng về giao thoa ánh sáng , hai khe được chiếu đồng thời 3 bức xạ đơn sắc có bứơc song : λ1 = 0,4μm(đỏ) , λm , λ2 = 0,5μm(đỏ) , λm , λ3 = 0,6μm(đỏ) , λm Trên màn quan sát ta hứng được hệ vân giao thoa , trong kgoảng giữa hai vân sáng gần nhau nhất cùng màu với vân sáng trung tâm , ta quan sát được số vân sáng bằng :
ĐA : D
Câu 3 : Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng bằng khe young khoảng cách giữa 2 khe kết hợp là a = 1,5 mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là D = 1,5mm ánh sáng sử dụng gồm 3 bức xạ có bứơc sóng λ1 = 0,4μm(đỏ) , λm , λ2 = 0,56μm(đỏ) , λm , λ3 = 0,6μm(đỏ) , λm Bề rộng miền giao thoa là 4 cm , Ở giữa là vân sáng trung tâm, số vân sáng cùng màu với vân sáng trung tâm quan sát được là :
ĐA : D
Câu 4 : Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng bằng khe young Ánh sáng sử dụng gồm 3 bức xạ đỏ, lục , lam có bứơc sóng lần lượt là: λ1 = 0,64μm(đỏ) , λm , λ2 = 0,54μm(đỏ) , λm , λ3 = 0,48μm(đỏ) , λm Vân sáng đầu tiên kể từ vân sáng trung tâm có cùng màu với vân sáng trung tâm ứng với vân sáng bậc mấy của vân sáng màu lục ?
ĐA : C
Câu 5 : ( Đề thi thử đai học lần 3 ĐHSP 2011 ) Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng bằng khe young Nguồn S phát ra 3 ánh sáng đơn sắc có bước sóng là : : λ1 (tím) = 0,42μm(đỏ) , λm , λ2 (lục) = 0,56μm(đỏ) , λm , λ3 (đỏ) = 0,7μm(đỏ) , λm Giữa hai
Trang 3vân sáng lien tiếp có màu giống như màu của vân sáng trung tâm có 14 vân màu lục Số vân tím và màu đỏ nằm giữa hai vân sáng liên tiếp kể trên là ?
Câu 6 : Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng bằng khe young khoảng cách giữa 2 khe kết hợp là a = 1 mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là D = 50cm ánh sáng sử dụng gồm 4 bức xạ có bước sóng : λ1 = 0,64μm(đỏ) , λm , λ2 = 0,6μm(đỏ) , λm , λ3 = 0,54μm(đỏ) , λm λ4 = 0,48μm(đỏ) , λm Khoảng cách ngắn nhất giữa hai vân cùng màu với vân sáng trung tâm là?
ĐA : D Câu 7 : Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng bằng khe young Khoảng cách giữa 2 khe kết hợp là a = 2 mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là D = 2m nguồn S phát ra ánh sáng trắng có bước sóng từ 380 nm đến 760 nm.Vùng phủ nhau giữa quang phổ bậc hai và quang phổ bậc ba có bề rộng là ?
ĐA: B Câu 8 : Thực hiên giao thoa ánh sáng với hai bức xạ thấy được có bước sóng λ1 = 0,64μm(đỏ) , λm ; λ2 Trên màn hứng các vân giao thoa , giữa hai vân gần nhất cùng màu với vân sáng trung tâm đếm được 11 vân sáng trong đó số vân của bức xạ λ1 và của bức xạ λ2 lệch nhau 3 vân , bước sóng của λ2 là ?
A 0,4μm(đỏ) , λm B 0,45μm(đỏ) , λm C 0,72μm(đỏ) , λm D 0,54μm(đỏ) , λm
ĐA : A Câu 9 : Thực hiên giao thoa ánh sáng với hai bức xạ thấy được có bước sóng λ1 = 0,64μm(đỏ) , λm ; λ2 = 0,48 μm(đỏ) , λm khoảng cách giữa 2 khe kết hợp là a = 1 mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là D = 1m Số vân sáng trong khoảng giữa vân sáng bậc 3 và vân sáng bậc 9 của bức xạ λ1 là ?
ĐA : B
Câu 10. Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng khe Iâng nguồn S phát ra ba ánh sáng đơn sắc :màu tím
m
1 0 , 42 ,màu lục 2 0 , 56m,màu đỏ 3 0 , 7 mgiữa hai vân sáng liên tiếp có màu giống như màu vân sáng trung tâmcó 11 cực đại giao thoa của ánh sáng đỏ Số cực đại giao thoa của ánh sáng lục và tím giữa hai vân sáng liên tiếp nói trên là :
A. 14vân màu lục ,19vân tím B. 14vân màu lục ,20vân tím
C. 15vân màu lục ,20vân tím D. 13vân màu lục ,18vân tím
Sáng tạo của học sinh : TRỊNH VĂN SÁNG Lớp 12A1
TRƯỜNG THPT ĐINH TIÊN HOÀNG – MỸ ĐỨC
Các bạn gần xa đọc qua công thức nếu thấy áp dụng vào bài tập không đúng thì xin gửi ý kiến phản hồi qua địa chỉ Email : trinhsang@yahoo.com.vn .rất vui được sử đóng góp từ mọi người