1 Xác định vị trí vân sáng,vân tối: Cách làm: Tính khoảng vân i theo công thức Vị trí vân sáng thứ k: xs = ki Vị trí vân tối thú k:xt=(k+12)i Bài tập mẫu: Người ta thực hiện giao thoa ánh sáng với 2 khe young S1 và S2 biết S1S2 = 1mm. Ánh sáng có bứơc sóng = 0,6m, Màn quan sát cách 2 khe 1 khoảng D=2m. a. Tính khoảng vân. b. Tính khoảng cách từ vân trung tâm đến vân tối thứ 5.
GIAO THOA ÁNH SÁNG 1/ Xác định vị trí vân sáng,vân tối: *Cách làm: -Tính khoảng vân i theo công thức -Vị trí vân sáng thứ k: xs = ki -Vị trí vân tối thú k:xt=(k+1/2)i *Bài tập mẫu: Người ta thực giao thoa ánh sáng với khe young S1 S2 biết S1S2 = 1mm Ánh sáng có bứơc sóng λ = 0,6µm, Màn quan sát cách khe khoảng D=2m a Tính khoảng vân b Tính khoảng cách từ vân trung tâm đến vân tối thứ Hướng dẫn: λ D 0, 6.10 −6.2 = 1, 2.10−3 (m) = 1, 2( mm) −3 10 a a i = = b Vị trí vân tối thứ phía dương: xT5 = ( 5- )i = (5 - ).1,2 = 5,4(mm) *Bài tập vận dụng 1/Trong thí nghiệm Young giao thoa với ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ = 0,5 µm Khoảng cách từ hai khe đến m, khoảng cách hai khe sáng 0,5 mm Khoảng cách hai vân sáng liên tiếp Đs: mm 2/Trong thí nghiệm Young giao thoa với đơn sắc có bước sóng λ = 0,5 µm Khoảng cách từ hai khe đến m, khoảng cách hai khe sáng 1mm Khoảng cách từ vân sáng đến vân sáng bậc Đs: mm 3/Thực giao thoa ánh sáng hai khe Young cách 0,5 mm; cách quan sát 2m Ánh sáng thí nghiệm có bước sóng 0,5 µm Khoảng cách vân sáng liên tiếp có giá trị nào? Đs:2 mm 4/Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng dùng hai khe Young, khoảng cách hai vân sáng bậc hai phía vân trung tâm đo 9,6 mm Vân tối thứ cách vân trung tâm khoảng Đs: mm 5/Trong thí nghiệm Young giao thoa ánh sáng, khoảng cách hai khe mm khoảng cách từ hai khe đến m Chiếu hai khe ánh sáng có bước sóng vân sáng đến vân sáng bậc 4,5 mm Bước sóng λ λ , người ta đo khoảng cách từ ánh sáng đơn sắc Đs: 0,5625 µm 6/ Trong thí nghiệm Young giao thoa ánh sáng, biết D = m; a = mm Tại vị trí M cách vân trung tâm 4,5 mm, ta thu vân tối thứ Bước sóng ánh dùng thí nghiệm Đs: 0,60 µm 7/Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng khe Iâng , biết khoảng cách: a = 0,8 mm, D = 1,6 m Nguồn S phát ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ = 0,60 µm Vị trí vân tối thứ cách vân sáng trung tâm O đoạn bao nhiêu? Đs:6,6mm 8/Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng khe Y-âng , biết khoảng cách: a = 0,5 mm, D = 1,5 m Nguồn S phát ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ = 0,4 µm Khoảng vân i bao nhiêu? Đs:1,2mm 9/Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng, hai khe sáng cách 1mm, hai khe đến 2m, khoảng cách hai tối liên tiếp 0,12mm Bước sóng màu sắc ánh sáng bao nhiêu? Đs:6.10-7m 10/ Người ta thực giao thoa ánh sáng với khe Young S 1, S2 biết S1S2 = 1mm Ánh sáng có bước sóng λ = 0,55µm, quan sát đặt cách khe khoảng D=2m a, Tính khoảng vân b.Tính khoảng cách từ vân trung tâm đến vân sáng thứ Đs:i=1,1mm;x6=6,6mm 2/ Xác định yếu tố thực giao thoa môi trường có chiết suất n : *Phương pháp: -Trong không khí ánh sáng có vận tốc c,bước sóng λ ,tần số f,giao thoa với khe Young có khoảng vân i λ' = -Trong môi trường có chiết suất n:ánh sáng có vận tốc:v=c/n;bước sóng: λ n ,tần số f, giao thoa với khe Young có khoảng vân i=i/n *Bài tập mẫu: Thực giao thoa ánh sáng với khe Young cách a =2mm, khoảng cách từ khe đến D = 2m Ánh sáng có có tần số f = 5.10 14 Hz Biết vận tốc ánh sáng truyền không khí c = 3.10 m Tính khoảng vân i trường hợp: a Thí nghiệm giao thoa không khí ( n=1) b Thí nghiệm giao thoa nước ( n=4/3) Hướng dẫn: c f a/ Ta có λ = = 3.108 = 0, 6.10−6 14 5.10 λ D 0, 6.10 −6.2 2.10−3 a (m) ⇒ Khoảng vân i = = =0,6.10-3(m) 0,6(mm) c f b/ Trong không khí bước sóng ánh sáng λ = v f Trong nước, bước sóng ánh sáng λ’ = ⇒ λ λ, = c =n v Khoảng vân không khí nước là: i = λD a i’ = λ,D a ⇒ i λ = =n i' λ ' ⇒ i’ = i 0, 6.3 = = 0, 45 n (µm) *Bài tập vận dụng: 1/Trong thí nghiệm I-âng giao thoa ánh sáng,hai khe I-âng cách a = 1mm chiếu sáng ánh sáng có bước sóng λ = 0,545 μm Màn E đặt cách mặt phẳng hai khe khoảng D = 2m Khi thực thí nghiệm chất lỏng có chiết suất n thấy vân sáng thứ dịch chuyển 0,75 mm, so với thực thí nghiệm không khí Chiết suất là: Đs:n = 1,3 2/Trong thí nghiệm Young giao thoa với ánh đơn sắc có bước sóng λ = 0,5 µm không khí khoảng cách hai vân sáng liên tiếp mm Nếu tiến hành giao thoa môi trường có chiết suất n = 4/3 khoảng cách hai vân sáng liên tiếp ? Đs:0,75 mm 3/Thực giao thoa ánh sáng hai khe Young cách a ; cách quan sát m Ánh sáng thí nghiệm có bước sóng 0,5 µm Nếu thực giao thoa nước (n = 4/3) khoảng vân có giá trị 1.5mm ,a có giá trị bao nhiêu? Đs: 0,5mm 4/Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng Iâng không khí, hai khe cách 3mm chiếu ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,60µm, cách hai khe 2m Sau đặt toàn thí nghiệm vào nước có chiết suất 4/3, khoảng vân quan sát bao nhiêu? Đs: i‘= 0,3mm 5/Một ánh sáng đơn sắc có bước sóng không khí 700nmvà chất lỏng suốt 560nm chiết suất chất lỏng ánh sáng Đs:5/4 6/Chọn câu trả lời Bước sóng ánh sáng laser helium- neon không khí λ = 633nm Bước sóng nước ( nước có chiết suất n= 1,33 ) Đs:476nm 7/Thực giao thoa ánh sáng với hai khe hẹp S1và S2 cách 1mm,màn hứng E đặt song song với mp chứa hai khe cách hai khe 2m Khoảng cách từ vân sáng thứ tư bên đến vân sáng thứ tư bên vân trung tâm 9,6mm a)Xác định bước sóng ánh sáng b)Cho biết bề rộng vùng giao thoa 49,6mm Tính số vân sáng vân tối c)Nếu thực giao thoa nước có chiết suất nước : n = 4/3 Tính khoảng vân trường hợp Đs:0,6µm;41 vân sáng,42 vân tối;0.9µm 8/Để thực giao thoa ánh sáng không khí người ta chiếu ánh sáng vào khe sáng cách a =0,5mm cách quan sát D= 1,5m a Khoảng vân đo 2,25mm Tìm bước sóng ánh sáng màu sắc ánh sáng chiếu vào b Lặp lại thí nghiệm nước( n = 4/3) Tính khoảng cách vân sáng vân tối liên tiếp Đs:a-0,75(µm) ⇒ ánh sáng thí nghiệm ánh sáng đỏ b-0,844(mm) 9/ Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng Iâng không khí, hai khe cách 3mm chiếu ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,60µm, cách hai khe 2m Sau đặt toàn thí nghiệm vào nước có chiết suất 4/3, khoảng vân quan sát bao nhiêu? ĐS:0,3mm 3/ Tìm bước sóng ánh sáng,hoặc a,D *Phương pháp: -Đề cho khoảng cách n vân tối hay vân sáng liên tiếp l yêu cầu tinh bước sóng kiện khác -Đề cho khoảng cách vân yêu cầu tìm đại lượng khác Ta có: +Giữa n vân sáng liên tiếp có (n – 1) khoảng vân(n-1)i=l suy i +Khoảng cách vân bất kì: ∆x = x1 − x2 ∆x = x1 + x2 Nếu vân nằm bên với vân trung tâm Nếu vân nằm khác bên so với vân trung tâm Từ suy khoảng vân i Vận dụng công thức khoảng vân tìm đại lượng cần tìm *Bài tập mẫu: 1/Trong thí nghiệm Iâng giao thoa ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ = 0,5µm Khoảng cách hai khe sáng S1S2=a=1mm.Tính khoảng cách hai khe đến ảnh Biết khoảng cách vân sáng liên tiếp 4,8 mm Giải : Khoảng cách vân sáng liên tiếp có khoảng vân ,nên : i = 4,8 = 1, 2(mm) Khoảng cách từ hai khe đến ảnh : i = λD a −3 −3 ia 1, 2.10 10 0,5.10−6 λ ⇒D= = =2,4(m) 2/Trong thí nghiệm Young giao thoa ánh sáng, hai khe S S2 chiếu ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ = 0,4 µm Khoảng cách hai khe 0,4 mm, khoảng cách từ hai khe đến m Xác định khoảng cách vân sáng liên tiếp khoảng cách từ vân sáng đến vân sáng khác phía so với vân sáng Giải Ta có: i = λD a = mm L = (9 – 1)i = 16 mm; x8 + x4 = 8i + 4i = 12i = 24 mm *Bài tập vận dụng: 1/Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng, đo khoảng cách từ vân sáng thứ tư đến vân sáng thứ 10 phía vân sáng trung tâm 2,4 mm, khoảng cách hai khe Iâng 1mm, khoảng cách từ chứa hai khe tới quan sát là1m Bước sóng ánh sáng dùng thí nghiệm là: Đs:λ = 0,40 μm 2/Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng I-âng: ánh sáng có bước λ, khoảng cách hai khe S 1, S2 a, bề rộng khoảng vân kề 2,5 mm Khoảng cách từ vân sáng bậc đến vân tối thứ (tính từ vân trung tâm), vân bên so với vân sáng trung tâm O Đs:5,25 mm 3/Trong TN Iâng, hai khe cách a = 0,5 mm chiếu sáng ánh sáng đơn sắc Khoảng cách từ hai khe đến quan sát m Trên quan sát, vùng M N (MN = cm) người ta đếm có 10 vân tối thấy M N vân sáng Bước sóng ánh sáng đơn sắc dùng thí nghiệm Đs:0,500 µm 4/Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng đơn sắc, khoảng cách hai vân tối cạnh 1,2mm Khoảng cách vân tối thứ vân sáng thứ nằm phía so với vân sáng trung tâm O cách đoạn bằng: Đs:6,6mm 5/Trong thí nghiệm Y-âng khoảng cách hai khe sáng 0,6 mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là 1,2 m, khoảng cách vân sáng cạnh 5,2mm Bước sóng ánh sáng bằng: Đs: 0,65µm 6/Trong thí nghiệm Young giao thoa với đơn sắc có bước sóng λ = 0,5 µm Khoảng cách từ hai khe đến m, khoảng cách hai khe sáng 1mm Khoảng cách từ vân sáng bậc đến vân sáng bậc nằm hai phía so với vân sáng trung tâm Đs:10 mm 7/Thưc giao thoa ánh sáng hai khe Young cách 1,5 mm, cách m Nguồn sáng phát xạ đơn sắc có bước sóng λ = 0,48 µm Tính khoảng cách vân sáng bậc vân tối thứ nằm bên với vân trung tâm? Đs:0,96 mm 8/Thưc giao thoa ánh sáng hai khe Young cách 0,8 mm, cách 2,4 m Nguồn sáng phát đồng thời hai xạ đơn sắc λ1 = 0,42 µm λ2 = 0,64 µm Tính khoảng cách vân tối thứ xạ λ1 vân tối thứ xạ λ2 bên vân trung tâm Đs:5,49 mm 9/Trong thí nghiệm giao thoa với ánh sáng đơn sắc phương pháp Young Trên bề rộng 7,2 mm vùng giao thoa người ta đếm vân sáng (ở hai rìa hai vân sáng) Tại vị trí cách vân trung tâm 14,4 mm vân Đs:sáng thứ 16 10/Trong thí nghiệm Young giao thoa với ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ = 0,75 µm Khoảng cách từ hai khe đến m, khoảng cách hai khe sáng mm Khoảng cách từ vân sáng bậc đến vân tối thứ hai bên so với vân sáng trung tâm là: Đs:2,8125mm 11/Trong thí nghiệm Young giao thao ánh sáng người ta thấy khoảng cách vân sáng bậc vân tối thứ phía vân trung tâm 0,6 mm Khoảng vân i Đs:1,2 mm 12/Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng dùng hai khe Young, biết D = m, a = mm Khoảng cách từ vân sáng thứ đến vân sáng thứ 10 bên với vân trung tâm 3,6 mm Tính bước sóng ánh sáng Đs:0,60 µm 4/ Giao thoa với ánh sáng trắng: Ánh sáng đơn sắc cho vân sáng vị trí xét nếu: x=k λD a ax Dλd ; kmin = ; kmax = ax Dλt ;λ= ax Dk ; với k ∈ Z Ánh sáng đơn sắc cho vân tối vị trí xét nếu: x = (2k + 1) λ D 2a ; kmin = ax − Dλd ; kmax = ax − Dλt ;λ= 2ax D(2k + 1) -Bề rộng quang phổ bậc n giao thoa với ánh sáng trắng: ∆ xn = n (λ d − λt ) D a -Bề rộng quang phổ khoảng cách từ vân sáng đỏ đến vân sáng tím bậc - Bề rộng quang phổ bậc 1: - Bề rộng quang phổ bậc 2: ∆x1 = x sd1 − x st1 = id − it ∆x = x sd − x st ……………………… ……………………… - Bề rộng quang phổ bậc k : ∆ x k = x sđk – x stk = k λ đ D a - k λ t D a +Tại vị trí M có vân sáng( vân tối) nằm trùng đó: ta làm theo bước + Tọa độ vân sáng( vân tối)trùng với tọa độ điểm M → bước sóng : λ 0.4µm ≤ λ ≤ 0.76 µm + Bước sóng thỏa mãn hệ thức ( AS trắng) : (*) + Xác định số vân sáng, số vân tối xạ tương ứng vị trí xác định (đã biết x) x=k - Vân sáng: lD ax Þ l = , kÎ Z a kD x = (k + 0,5) Với 0,4 µm ≤ λ ≤ 0,76 µm ⇒ giá trị k ⇒ λ lD ax Þ l = , kÎ Z a (k + 0,5) D Với 0,4 µm ≤ λ ≤ 0,76 µm ⇒ giá trị k ⇒ λ - Vân tối: - Suy k từ hệ thức (*) , có k có nhiêu vân sáng( vân tối) nằm trùng M + Sự trùng xạ λ1, λ2 (khoảng vân tương ứng i1, i2 ) -Trùng vân sáng: xs = k1i1 = k2i2 = ⇒ k1λ1 = k2λ2 = -Trùng vân tối: xt = (k1 + 0,5)i1 = (k2 + 0,5)i2 = ⇒ (k1 + 0,5)λ1 = (k2 + 0,5)λ2 = Lưu ý: Vị trí có màu màu với vân sáng trung tâm vị trí trùng tất vân sáng xạ Dx = k - Bề rộng quang phổ bậc k: D (l đ - l t ) a với λđ λt bước sóng ánh sáng đỏ tím - Khoảng cách dài ngắn vân sáng vân tối bậc k: ∆xMin = D [kλt − ( k − 0,5)λđ ] a ∆xMaxđ = D [kλ + (k − 0,5)λt ] a ∆xMaxđ = D [kλ − (k − 0,5)λt ] a Khi vân sáng vân tối nằm khác phía vân trung tâm Khi vân sáng vân tối nằm phía vân trung tâm *Bài tập mẫu: 1/ Trong thí nghiệm Young giao thoa ánh sáng, khoảng cách hai khe 0,8 mm, khoảng cách từ hai khe đến m Dùng ánh sáng trắng (0,76 µm ≥ λ ≥ 0,38 µm) để chiếu sáng hai khe Xác định bề rộng quang phổ bậc bậc Giải Ta có: ∆x1 = D a (λđ - λt) = 0,95 mm; ∆x2 = D a (λđ - λt) = 2∆x1 = 1,9 mm 2/Trong thí nghiệm Young giao thoa ánh sáng, khoảng cách hai khe 0,4 mm, khoảng cách từ hai khe đến m., hai khe S S2 chiếu ánh sáng trắng (0,76 µm ≥ λ ≥ 0,40 µm) Xác định bước sóng xạ cho vân tối xạ cho vân sáng điểm M cách vân sáng trung tâm mm Giải Tại M có vân tối x M = (k + 0,5) λD a 1,6; k nhận giá trị: 3; k = λ = Tại M có vân sáng xM = k’ λD a k’ = giá trị: 4; với k’ = λ = axM kD k= axM λD axM (k + 0,5) D axM λD - 0,5 kmax = axM λmin D - 0,5 = 3,7; kmin = axM λmax D - 0,5 = = 0,64 µm; k = λ = 0,48 µm k’max = axM λmin D = 4,2; k'min = axM λmax D = 2,1; k’ ∈ Z nên k’ nhận = 0,53 µm; với k’ = λ = 0,40 µm *Bài tập vận dụng: 1/Ta chiếu khe Iâng ánh sáng trắng với bước sóng 0,38µm ≤ λ ≤ 0,76µm Cho a = 0,5mm, D = 2m Khoảng cách vân sáng bậc màu đỏ vân sáng bậc màu tím phía so với vân là: Đs:3,04mm 2/Trong TN Iâng, hai khe chiếu sáng ánh sáng trắng 0,38µm ≤ λ ≤ 0,76 µm Khi vị trí vân sáng bậc ánh sáng tím có xạ đơn sắc cho vân sáng đó? Đs:2 xạ 3/Trong thí nghiệm Young (I-âng) giao thoa ánh sáng, khe chiếu ánh sáng trắng có bước sóng nằm khoảng từ 0,40μm đến 0,75μm Khoảng cách hai khe 0,5mm, khoảng cách từ hai khe đến 1,5m Chiều rộng quang phổ bậc thu 10 Đs:2,1mm 4/Trong TN giao thoa với ánh sáng trắng (có 0,38µm ≤ λ ≤ 0,76µm) hai khe cách 0,8mm; khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe tới 2m Tại vị trí cách vân trung tâm 3mm có vân sáng xạ: Đs:λ1 = 0,40µm λ2 = 0,60µm 5/Trong thí nghiệm Young giao thoa ánh sáng, khoảng cách hai khe 0,8 mm, khoảng cách từ hai khe đến 1,6 m Dùng ánh sáng trắng (0,76 µm ≥ λ ≥ 0,38 µm) để chiếu sáng hai khe Hãy cho biết có xạ cho vân sáng trùng với vân sáng bậc ánh sáng màu vàng có bước sóng λv = 0,60 µm Đs:λ = 0,40 µm 6/Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng khe Y-âng.Khoảng cách hai khe sáng 0,6mm, khoảng cách từ hai khe đến quan sát 1,2m Nguồn S phát ánh sáng trắng có bước sóng: (0,4µm ≤ λ ≤ 0,76µm) Độ rộng quang phổ liên tục bậc (khoảng cách hai vân sáng bậc đỏ bậc tím) có giá trị là: Đs:2,16mm 7/Trong thí nghiệm Y-âng với ánh sáng trắng có bước sóng từ 0,38µm đến 0,76µm Khoảng cách hai khe sáng a = 0,4mm, khoảng cách từ hai khe đến quan sát D = 0,8m.Tại điểm M cách vân sáng trung tâm O đoạn x = mm có xạ cho vân sáng Đs:3 xạ 8/Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, chiếu sáng khe S chùm sáng trắng có bước sóng khoảng (0,4µm ≤ λ ≤ 0,76µm).Tại vị trí vân sáng bậc ánh sáng đỏ (λđ = 0,76µm) có vân sáng xạ đơn sắc khác nằm trùng Đs:3 xạ 9/Trong thí nghiệm Y-âng, hai khe chiếu ánh sáng trắng có bước sóng từ 380nm đến 760nm Khoảng cách hai khe 0,8 mm, khoảng cách từ hai khe đến quan sát 2m Trên màn, vị trí cách vân trung tâm 3mm có vân sáng xạ với bước sóng Đs:0,40 µm 0,60 µm 10/Trong thí nghiệm Young, khe sáng chiếu ánh sáng đơn sắc, khoảng cách khe a = 0,3mm, khoảng cách từ hai khe đến quan sát D = 2m a-Tính khoảng cách vân sáng bậc ánh sáng đỏ λd = 0,76µm vân sáng bậc ánh sáng tím λt=0,4µm 11 b-Tính xem vị trí vân sáng bậc ánh sáng màu đỏ có vạch sáng ánh sáng đơn sắc trùng ( biết ánh sáng trắng có bước sóng nằm khoảng từ 0,4µm đến 0,76µm) Đs:a-4,8mm;b-0,507µm.0,608µm.;0,434µm 5/ Tại vị trí M cho trước vân sáng hay vân tối: *Phương pháp: Muốn xác định điểm M giao thoa trường vân sáng hay tối ta lấy x M chia i: + Nếu + Nếu xM i xM i = k ( nguyên ) M vân sáng thứ k = k + 0,5 ( bán nguyên ) M vân tối thứ k +1 *Bài tập mẫu: Người ta thực giao thoa ánh sáng với khe Young S 1, S2 biết S1S2 = 1mm Ánh sáng có bước sóng λ = 0,55µm, quan sát đặt cách khe khoảng D=2m a Tính khoảng vân b Tính khoảng cách từ vân trung tâm đến vân sáng thứ c Một điểm M quan sát cách vân sáng trung tâm khoảng 3,85mm vân sáng hay vân tối thứ bao nhiêu? Hướng dẫn: λ D 0,55.10 −6.2 = 1,1.10−3 ( m) = 1,1( mm) −3 10 a a Khoảng vân: i = = b XS6 = 6i = 6.1,1 =6,6(mm) xM i c 3,85 = 3,5 1,1 = ⇒ Tại M vân tối thứ tư *Bài tập vận dụng: 1/Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng khe Y-âng, khoảng vân 1,6mm, Tại điểm M cách vân sáng trung tâm O đoạn 5,6mm, có vân sáng hay vân tối thứ mấy: 12 Đs:vân tối thứ 2/Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe được chiếu bằng ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ Nếu tại điểm M màn quan sát có vân tối thứ ba (tính từ vân sáng trung tâm) thì hiệu đường của ánh sáng từ hai khe S1 , S2 đến M có độ lớn bằng Đs:2,5λ 3.Trong thí nghiệm Iâng giao thoa với ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ = 0,5 µm Khoảng cách từ hai khe đến m, khoảng cách hai khe sáng 0,5 mm Tạị M (E) cách vân sáng trung tâm 3,5 mm vân sáng hay vân tối thứ ? Đs:Vân tối thứ 4/Thực giao thoa ánh sáng hai khe Young cách 0,5 mm; cách quan sát m Ánh sáng thí nghiệm có bước sóng 0,5 µm Điểm M1 cách trung tâm mm thuộc vân sáng hay tôí thứ mấy? Đs:Vân tối thứ (k = 3) 5/Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng dùng hai khe Young, vị trí cách vân trung tâm mm, ta thu vân tối thứ Vân sáng bậc cách vân trung tâm khoảng Đs 6,4 mm 6/Trong thí nghiệm Young giao thoa ánh sáng, biết D = m; a = mm Tại vị trí M cách vân trung tâm 4,5 mm, ta thu vân tối thứ Bước sóng ánh dùng thí nghiệm Đs:0,60 µm 7/Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng khe Iâng , biết khoảng cách: a = 0,5 mm, D = 1,5 m Nguồn S phát ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ = 0,4 µm Tại điểm M cách vân sáng trung tâm đoạn 4,8mm, có vân sáng hay vân tối thứ : Đs:Vân sáng bậc 8/Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng khe Y-âng , biết khoảng cách: a = 0,8 mm, D = 1,6 m Nguồn S phát ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ = 0,6 µm Tại điểm M cách vân sáng trung tâm đoạn 4,2mm, có vân sáng hay vân tối thứ Đs:Vân tối bậc 9/ Hai khe Y-âng cách 3mm chiếu ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,60 µm Các vân giao thoa hứng cách khe 2m Tại điểm M cách vân trung tâm 1,2mm có vân gì? Đs: Vân sáng bậc 13 10/Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng Y-âng, hai khe chiếu nguồn sáng đơn sắc có bước sóng λ = 0,6µm Khoảng cách hai khe a = 1,2mm, khoảng cách từ hai khe tới quan sát D = 2m Đs: a/- Tính khoảng vân b/- Tại điểm M N màn, phía vân sáng giữa, cách vân 0,6cm 1,55cm có vân sáng hay vân tối? Đs:i=1mm,M:Vân sáng bậc 6;N:Vân tối bậc 16 6/ Số vân sáng,vân tối quan sát bề rộng giao thoa L: *Phương pháp: - Để tính số vân giao thoa trường ta tính số vân nửa giao thoa nửa giao thoa trường từ suy số vân trường giao thoa Cách làm sau: + lây bề rộng nửa giao thoa trường chia cho i L = n+b 2i ( Phần nguyên + phần lẻ) + Số vân sáng 2n+1 ( kể vân sáng trung tâm) + Số vân tối: • Nếu b có 10 vân sáng M N *Bài tập vận dụng: 1/Trong thí nghiệm Young giao thoa với ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ = 0,5 µm Khoảng cách từ hai khe đến m, khoảng cách hai khe sáng 0,5 mm Bề rộng vùng giao thoa quan sát 13 mm Số vân tối vân sáng miền giao thoa Đs: Đs:13 vân sáng, 14 vân tối 15 2/Thực giao thoa ánh sáng hai khe Young cách 0,5 mm; cách quan sát m Ánh sáng thí nghiệm có bước sóng 0,5 µm Bề rộng trường giao thoa L = 26 mm Trên có vân sáng vân tối? Đs:13 vân sáng, 14 vân tối 3/Trong thí nghiệm Young giao thoa ánh sáng, biết D = 2,5 m; a = mm; λ = 0,6 µm Bề rộng trường giao thoa đo 12,5 mm Số vân quan sát Đs:17 4/Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng dùng hai khe Young, hai khe chiếu ánh sáng có bước sóng λ = 0,5 µm, biết a = 0,5 mm, D = m Bề rộng vùng giao thoa quan sát L =13 mm Số vân sáng,vân tối quan sát Đs:14 ,13 5/Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, khoảng cách hai khe mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến m Ánh sáng đơn sắc dùng thí nghiệm có bước sóng 0,5 µm Vùng giao thoa rộng 15 mm Số vân sáng vân tối là: Đs:21 vân sáng,20 vân tối 6/Thực giao thoa ánh sáng khe Iâng với ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ Người ta đo khoảng cách vân sáng vân tối nằm cạnh 1mm Trong khoảng hai điểm M N hai bên so với vân trung tâm, cách vân 6mm; 7mm có vân sáng ? Đs:7 vân 7/Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, hệ vân có khoảng vân 1,5mm, bề rộng miền giao thoa 1,25cm Tổng số vân sáng vân tối có miền giao thoa Đs:17 vân 8/Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, khoảng vân 1,2mm Trên đoạn MN phía so với vân trung tâm cách vân trung tâm 2mm 5mm, quan sát Đs:3 vân sáng vân tối 9/Người ta thực giao thoa ánh sáng với khe Young S 1, S2 biết S1S2 = 0,5 mm Ánh sáng có bước sóng λ = 0,5µm, quan sát đặt cách khe khoảng D=2m a-Tại điểm M1 M2 cách vân trung tâm x1ê = 7mm x2 =10mmm có vân sáng hay vân tối b-Biết bề rộng giao thoa trường là L = 26mm Tính số vân sáng vân tối thấy Đs:i=2mm,Tại M1 vân tối thứ tư.Tại M2 vân sáng thứ năm;số vân sáng là13 ;Số vân tối là14 vân 16 10/: Trong thí nghiệm Iâng giao thoa ánh sáng trắng, người ta đo khoảng vân 1,12.10 hai điểm M N phía với vân sáng O, OM = 0,56.10 µm µm ON = 1,288.104 Xét µm Giữa M N có vân sáng Đs:6 vân 7/Hệ vân trùng nhau: *Phương pháp: -2 vân trùng khi: x1=x2 -Viết công thức x1,công thức x2 vào,rut gọn suy tỉ lệ: k1 k2 -Dựa vào yêu cầu đề tìm đại lượng cần tìm *Bài tập mẫu: Trong thí nghiệm Iâng giao thoa ánh sáng Khoảng cách hai khe a= 1mm Khoảng cách từ hai khe đến D =2m Người ta chiếu đồng thời hai xạ đơn sắc có bước sóng λ2 = 0, 4µm λ1 = 0, 5µm Xác định hai vị trí (kể từ vân trung tâm ) hai vân sáng trùng Giải : Vị trí hai vân sáng ứng với hai xạ λ D x1 = k1 a ; x2 = k λ2 D a λ1 λ2 : (1) Hai vân sáng trùng : x1=x2 17 λ D λ D λ ⇔ k1 = k 2 ⇔ k1λ1 = k λ2 ⇔ k = k1 = k1 a a λ2 k1 k2 hai số nguyên nên (2) thoả mãn k1 bội số 4,tức k1 = 8; 16; 24 … ⇒ Vị trí trùng lần ứng với k1 = λ1 D 8.0,5.10−6.2 10−3 a Vị trí x1 =k1 = =8.10-3(m) =8(mm) *Bài tập vận dụng : 1/Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng (khe I-âng) dùng ánh sáng có bước sóng λ = 0,75 μm vị trí M màn, cách vân trung tâm 3,75 mm vân sáng bậc Thay ánh sáng ánh sáng đơn sắc khác có bước sóng λ’ thấy M vân tối thứ (tính từ vân trung tâm) Bước sóng λ’ Đs:0,5 μm 2/Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng với khe Y-âng, nguồn S phát đồng thời ánh sáng đơn sắc: màu đỏ có bước sóng λ1= 0,72µm; màu lam có bước sóng λ2 , quan sát ta thấy vị trí vân sáng bậc màu đỏ trùng với vân sáng màu lam Bước sóng λ2 bằng: Đs:0,48 µm 3/Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng nguồn S phát đồng thời ánh sáng đơn sắc: màu vàng có bước sóng λ1= 600nm; màu lam có bước sóng λ2= 480nm Hỏi vị trí vân trùng thứ tính từ vân trùng trung tâm O ứng với vân sáng bậc ánh sáng màu lam (λ2) Đs:5 4/ Trong thí nghiệm Iâng giao thoa ánh sáng, khoảng cách hai khe S1, S2 a = 1mm, khoảng cách từ hai khe đến quan sát D = 2m a Chiếu ánh sáng hai khe ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ1 = 0.6µm Tính khoảng vân b Chiếu đồng thời hai xạ đơn sắc có bước sóng λ1 = 0.6µm λ2 = 0.5µm vào hai khe thấy hình có vị trí vân sáng hai xạ trùng nhau, gọi vân trùng Tính khoảng cách nhỏ hai vân trùng Đs:1,2mm;6mm 5/Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng nguồn S phát đồng thời ánh sáng đơn sắc: màu vàng có bước sóng λ1= 0,63µm ; màu tím có bước sóng λ2 , quan sát ta thấy vị trí vân sáng bậc màu tím trùng với vân sáng bậc màu vàng Bước sóng λ2 là: 18 Đs:0,42µm 6/Trong thí nghiệm Iâng giao thoa ánh sáng nguồn S phát đồng thời ánh sáng đơn sắc: màu vàng có bước sóng λ1= 600 nm ; màu lam có bước sóng λ2= 480 nm Hỏi vị trí vân trùng thứ hai tính từ vân trùng trung tâm O(không kể vân trung tâm) ứng với vân sáng bậc ánh sáng màu lam: Đs:10 7/Hai khe Iâng cách 0,8 mm cách 1,2 m Chiếu đồng thời xạ λ1 = 0,75 µm λ2 = 0,45 µm vào hai khe Lập công thức xác định vị trí trùng vân tối xạ λ1 λ2 8/ Khoảng cách ngắn vân sáng có màu giống vân trung tâm(giữa hai vân sáng trùng nhau, vị trí trùng hai vân sáng,khoảng cách từ vân sáng trung tâm đến vân sáng màu với gần ) *Phương pháp : - Khi vân sáng trùng nhau: k1λ1 = k2λ2 = k3λ3 = = knλn k1i1 = k2i2 = k3i3 = = knin k1a = k2b = k3c = = knd - Tìm BSCNN a,b,c,d ( với hai bước sóng ta lập tỉ số tìm k k2) k1 = - Tính: BSCNN a ; k2 = BSCNN b ; k3 = ∆x = k1 i1 = k2 i2 = k3 i3 = k4 i4 - Khoảng cách cần tìm : Vân sáng : Vân tối : BSCNN BSCNN ; k4 = c d ∆x = (k1 + 0,5).i1 = (k2 + 0,5).i2 = (k3 + 0,5).i3 *Bài tập mẫu : Trong thí nghiệm giao thoa khe Young ánh sáng đơn sắc λ =0,6µm, khe sáng cách mm khoảng cách khe đến màn: 1m 19 a tính khoảng vân b tìm vị trí vân sáng bậc c A, B cách vân trung tâm 3,3mm 3,8mm vân sáng hay tối? d Cho giao thoa trường có L= 25,8 mm, xác định số lượng vân sáng vân tối e Chiếu thêm xạ λ = 0,4 µm , xác định khoảng cách ngắn mà vân sáng trùng nhau( không kể vân trung tâm) Tóm tắt: a = 1mm=10 m; D=1m; -3 i= a)khoảng vân: λ =0,6µm= 0,6.10-6m λ.D 0,6.10 −6.1 = = 6.10 − ( m ) = 0,6mm −3 a 10 b) vị trí vân sáng bậc 5: => k=5 => XS5=k.i=5.6.10-4=3.10-3(m) c) xét điểm A có khoảng cách từ A đến O là: OA = 3,3 mm ⇒ OA 3,3.10 −3 = = 5,5 i 0,6.10 −3 ⇒ A vân tối thứ Xét điểm B có khoảng cách từ B đến O là: OB = 3,8 mm ⇒ OB 3,8.10 −3 = = 6,33 i 0,6.10 −3 => B không vân sáng không vân tối d) Gọi L: bề rộng giao thoa trường L = 25,8 mm L 12,9.10 −3 L 25,8 = 21,5 = = 12,9mm = 12,9.10 −3 m = i 6.10 −4 2 -Số vân sáng = 2.21 +1 = 43 -Số vân tối = 2.(21+1) = 44 e) λ =0,6µm; λ = 0,4 µm Gọi x vị trí trùng hai vân sáng x vị trí vân sáng bậc k bước sóng λ x = k i = k : λ D (1) a 20 x vị trí vân sáng bậc k’ bước sóng λ' λ D λ '.D = k ' a a k λ' ⇔ = = k' λ x = k '.i = k ' : λ '.D ( 2) a ⇒ k vị trí trùng nhau: ∆x = k1.i1 = 2.0, = 1.2mm *Bài tập vận dụng: 1/Trong thí nghiệm Young giao thoa ánh sáng, a = 1,5mm; D = 2m, hai khe chiếu sáng đồng thời hai xạ λ = 0,5 μm λ = 0,6 μm Vị trí vân sáng màu kề vân trung tâm nhất, cách vân trung tâm khoảng: Đs: 4mm 2/Chiếu đồng thời ba xạ đơn sắc có bước sóng 0,4µm; 0,48µm 0,6µm vào hai khe thí nghiệm Y-âng Biết khoảng cách hai khe 1,2mm, khoảng cách từ hai khe tới 3m Khoảng cách ngắn hai vị trí có màu màu với vân sáng trung tâm là: Đs:18mm λ1 = 0, 72µ m 3/Một nguồn sáng phát đồng thời hai ánh sáng đơn sắc màu đỏ có bước sóng xạ màu cam λ2 chiếu vào khe Iâng Trên người ta quan sát thấy vân sáng màu gần so với vân trung tâm có vân màu cam Bước sóng xạ màu cam số vân màu đỏ khoảng là: Đs: 0, 64 µ m ; vân 4/Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng I-âng Hai khe hẹp cách 1mm, khoảng cách từ quan sát đến chứa hai khe hẹp 1,25m Ánh sáng dùng thí nghiệm gồm hai ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ1 = 0,64μm λ2 = 0,48μm Khoảng cách từ vân sáng trung tâm đến vân sáng màu với gần Đs:2,4mm 5/Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng khe young khoảng cách khe kết hợp a = mm, khoảng cách từ hai khe đến D = 50cm ánh sáng sử dụng gồm xạ có bước sóng : λ1 = 0,64μm , λ2 = 0,6μm , λ3 = 0,54μm λ4 = 0,48μm Khoảng cách ngắn hai vân màu với vân sáng trung tâm là? Đs:4,32cm 21 6/Trong thí nghiệm Young giao thoa ánh sáng, khoảng cách hai khe mm, khoảng cách từ hai khe đến m Dùng nguồn sáng phát ba xạ đơn sắc λ1 = 0,4 µm, λ2 = 0,45 µm λ3 = 0,6 µm Xác định vị trí vân sáng trùng khoảng cách ngắn hai vân sáng màu với vân sáng 7/Chiếu đồng thời hai ánh sáng đơn sắc λ1 = 0,4µm; λ2 = 0,6µm vào hai khe sáng thí nghiệm Y-âng Khoảng cách hai khe 0,2mm; khoảng cách từ hai khe tới quan sát 0,6m Khoảng cách ngắn hai vị trí vân sáng có màu màu với vân sáng trung tâm Đs:3,6mm 22 [...]... 3mm có vân sáng của các bức xạ với bước sóng Đs:0,40 µm và 0,60 µm 10/Trong thí nghiệm Young, các khe sáng được chiếu bằng ánh sáng đơn sắc, khoảng cách giữa 2 khe là a = 0,3mm, khoảng cách từ hai khe đến màn quan sát là D = 2m a-Tính khoảng cách giữa vân sáng bậc 2 của ánh sáng đỏ λd = 0,76µm và vân sáng bậc 2 của ánh sáng tím λt=0,4µm 11 b-Tính xem tại đúng vị trí của vân sáng bậc 4 của ánh sáng màu... µm 7/Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng bằng khe Iâng , biết các khoảng cách: a = 0,5 mm, D = 1,5 m Nguồn S phát ra ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ = 0,4 µm Tại điểm M cách vân sáng trung tâm một đoạn 4,8mm, có vân sáng hay vân tối thứ mấy : Đs:Vân sáng bậc 4 8/Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng bằng khe Y-âng , biết các khoảng cách: a = 0,8 mm, D = 1,6 m Nguồn S phát ra ánh sáng đơn sắc có bước... màn là 13 mm Số vân tối vân sáng trên miền giao thoa là Đs: Đs:13 vân sáng, 14 vân tối 15 2/Thực hiện giao thoa ánh sáng bằng hai khe Young cách nhau 0,5 mm; cách màn quan sát 2 m Ánh sáng thí nghiệm có bước sóng 0,5 µm Bề rộng trường giao thoa L = 26 mm Trên màn có bao nhiêu vân sáng bao nhiêu vân tối? Đs:13 vân sáng, 14 vân tối 3/Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng, biết D = 2,5 m; a = 1... nghiệm Iâng về giao thoa với ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ = 0,5 µm Khoảng cách từ hai khe đến màn 1 m, khoảng cách giữa hai khe sáng là 0,5 mm Tạị M trên màn (E) cách vân sáng trung tâm 3,5 mm là vân sáng hay vân tối thứ mấy ? Đs:Vân tối thứ 4 4/Thực hiện giao thoa ánh sáng bằng hai khe Young cách nhau 0,5 mm; cách màn quan sát 2 m Ánh sáng thí nghiệm có bước sóng 0,5 µm Điểm M1 cách trung tâm... khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn là 3 m Ánh sáng đơn sắc dùng trong thí nghiệm có bước sóng 0,5 µm Vùng giao thoa trên màn rộng 15 mm Số vân sáng và vân tối trên màn là: Đs:21 vân sáng, 20 vân tối 6/Thực hiện giao thoa ánh sáng bằng khe Iâng với ánh sáng đơn sắc có bước sóng là λ Người ta đo khoảng cách giữa vân sáng và vân tối nằm cạnh nhau là 1mm Trong khoảng giữa hai điểm M và N trên màn và. .. lần lượt 2mm và 5mm, quan sát được Đs:3 vân sáng và 2 vân tối 9/Người ta thực hiện giao thoa ánh sáng với 2 khe Young S 1, S2 biết S1S2 = 0,5 mm Ánh sáng có bước sóng λ = 0,5µm, màn quan sát đặt cách 2 khe một khoảng D=2m a-Tại các điểm M1 và M2 trên màn cách vân trung tâm 0 là x1ê = 7mm và x2 =10mmm có vân sáng hay vân tối b-Biết bề rộng giao thoa trường là là L = 26mm Tính số vân sáng và vân tối thấy... trung tâm, cách vân này lần lượt là 6mm; 7mm có bao nhiêu vân sáng ? Đs:7 vân 7/Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, hệ vân trên màn có khoảng vân là 1,5mm, bề rộng miền giao thoa là 1,25cm Tổng số vân sáng và vân tối có trong miền giao thoa là Đs:17 vân 8/Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, khoảng vân trên màn là 1,2mm Trên đoạn MN ở cùng một phía so với vân trung tâm và cách vân... trong nửa giao thoa trong nửa giao thoa trường từ đó suy ra số vân trong cả trường giao thoa Cách làm như sau: + lây bề rộng nửa giao thoa trường chia cho i L = n+b 2i ( Phần nguyên + phần lẻ) + Số vân sáng là 2n+1 ( kể cả vân sáng trung tâm) + Số vân tối: • Nếu b