Bài toán giao thoa ánh sáng với khe YOUNG trường hợp ba bức xạ

MỤC LỤC Trang Mở đầu .1 1.1 Lí chọn đề tài 1.2.Mục đích nghiên cứu 1.3.Đối tượng nghiên cứu 1.4 Phương pháp nghiên cứu 2 Nội dung sáng kiến kinh nghiệm 2.1 Cơ sở lí luận sáng kiến kinh nghiệm 2.2 Thực trạng vấn đề trước áp dụng sáng kiến kinh nghiệm .3 2.3 Các sáng kiến kinh nghiệm giải pháp sử dụng để giải vấn đề 2.4 Hiệu sáng kiến kinh nghiệm hoạt động giáo dục, với thân, đồng nghiệp nhà trường 16 Kết luận, kiến nghị 16 3.1 Kết luận 16 3.2 Kiến nghị 17 Tài liệu tham khảo 18 1 Mở đầu 1.1 Lý - chọn đề tài Vật lý học môn khoa học làm tảng cung cấp sở lý thuyết cho số môn khoa học ứng dụng Môn Vật lý nghiên cứu vật, tượng xảy hàng ngày, có tính ứng dụng thực tiễn Tuy nhiên đa số học sinh thấy mơn Vật lí mơn học khó, đặc biệt việc vận dụng công thức, định luật vào làm tập vật lý Lý dẫn tới khó khăn học sinh là: Thứ đặc thù môn học vật lý, đại lượng biểu diễn kí hiệu công thức vật lý, từ giá trị giải tập, học sinh cần phải tái ý nghĩa vật lý đại lượng tương ứng Thứ hai thời gian tiết học lý thuyết có hạn nên học sinh lúc vừa quan sát tượng vừa khái quát ghi nhớ vận dụng kiến thức tiếp thu để giải tập, mà phân phối chương trình số tiết tập lại Đa phần em tiếp thu phần lý thuyết mà khơng có điều kiện vận dụng luyện tập lớp gặp tập đòi hỏi phải có suy luận em lúng túng giải trở nên chán thường có tư tưởng chờ thầy giải chép Vậy phải làm để giúp học sinh vượt qua khó khăn học làm tập Vật lý? Có nhiều biện pháp giáo viên sử dụng phối hợp nhằm tạo hứng thú, khắc sâu kiến thức cho học sinh giúp học sinh học tốt môn Vật lý như: phần lý thuyết giảng dạy ngắn ngọn, xúc tích, liên hệ nhiều với thực tiễn, tập yêu cầu học sinh tự học, biện pháp thiếu q trình giảng dạy tổng hợp kiến thức để phân loại dạng tập chương, đồng thời hướng dẫn cách giải cụ thể cho dạng Việc phân loại dạng tập hướng dẫn cách giải làm cụ thể hóa lượng kiến thức chương giúp em học sinh củng cố kiến thức chủ động tìm cách giải nhanh nhất, hiệu làm tập Xuất phát từ thực tế trên, với số kinh nghiệm trình giảng dạy qua tham khảo số tài liệu, chọn đề tài “ BÀI TOÁN GIAO THOA ÁNH SÁNG VỚI KHE YOUNG (Y-ÂNG) TRƯỜNG HỢP BỨC XẠ” để giúp em học sinh hiểu bài, nhanh chóng nắm cách giải chủ động gặp tập dạng 1.2 Mục đích nghiên cứu Giúp học sinh hình thành kỹ giải nhanh số toán giao thoa ánh sáng với khe Young trường hợp ba xạ Giúp học sinh nhận thức sâu sắc việc áp dụng kiến thức toán học phù hợp để giải tốn vật lí - Chỉ mối quan hệ trực quan đại lượng vật lý, phương pháp, thủ thuật sử dụng công thức để giải nhanh nhất, xác tập - Thơng qua đề tài rèn luyện, phát triển tư duy, tính sáng tạo học sinh 1.3 Đối tượng nghiên cứu Trong nội dung viết tập trung vào dạng tập giao thoa ánh sáng với khe Young trường hợp xạ Phương pháp nghiên cứu - Xác định nhận thức tầm quan trọng giao thoa ánh sáng nói chung toán giao thoa ánh sáng với xạ nói riêng chương trình vật lý 12 THPT để định hướng HS việc rèn luyện kỹ vận dụng - Nắm lại cách kỹ lưỡng sở lý thuyết giao thoa ánh sáng, ý đến số dạng tập cụ thể Mỗi dạng tập phải nắm lý thuyết gì, phương pháp giải nào, sở lý thuyết sách giáo khoa vật lý 12 kiến thức chúng tơi bổ sung, nhằm mục đính giúp HS hệ thống kiến thức rèn luyện kỹ tính nhanh, đáp ứng theo hướng làm trắc nghiệm - Cụ thể hệ thống kiến thức chung phần giao thoa ánh sáng với xạ, phân dạng tập, bổ sung kiến thức, phương pháp kỹ để giải dạng tập Đồng thời sưu tầm dạng tập tương tự để HS tự giải rèn luyện kỹ - Đề tài dạy thực nghiệm số lớp có kiểm tra khảo sát, đánh giá so sánh với lớp giảng dạy bình thường theo sách giáo khoa, không áp dụng đề tài - Trong giải pháp thực dạng tập chúng tơi có đưa phương pháp chung, kiến thức cần nhớ, ví dụ minh họa hướng dẫn lược giải tập minh họa Nội dung sáng kiến kinh nghiệm 2.1 Cơ sở lý luận sáng kiến kinh nghiệm - Bài toán giao thoa ánh sáng với khe Young đưa trong: sách giáo khoa Vật lý 12 ( 25 - chương trình chuẩn 36, 37 - chương trình nâng cao); sách Bài tập Vật lý 12 (chương trình chuẩn nâng cao) số sách tham khảo, số tiết tập vận dụng lớp thực theo Phân phối chương trình nên học sinh không luyện tập nhiều tập dạng - Trong viết tổng hợp dạng tập giao thoa ánh sáng với khe Young trường hợp xạ từ đưa phương pháp giải kèm theo ví dụ minh họa luyện tập đa dạng theo mức độ khác bản, hay khó 2.2 Thực trạng vấn đề trước áp dụng sáng kiến kinh nghiệm Trong chương sóng ánh sáng tốn giao thoa ánh sáng chiếm nhiều thời lượng hay gặp đề thi, câu mức độ vận dụng cao thường hay rơi vào toán giao thoa với xạ Trong sách giáo khoa thường khơng nói đến, thời lượng phân phối chương trình lại nên học sinh khó tự vận dụng kiến thức để làm tập dạng Một số tài liệu có nhắc đến trình bày chưa cụ thể 1.4 2.3 Các sáng kiến kinh nghiệm giải pháp sử dụng để giải vấn đề Xét toán giao thoa ánh sáng với khe Young hỏi khoảng hai vân sáng trùng liên tiếp ba xạ có vân sáng xạ λ1, có vân sáng xạ λ2, có vân sáng xạ λ12 , có vân sáng xạ λ13, có vân sáng xạ λ23 khoảng có vạch sáng Phương pháp: Cách 1: Để đơn giản ta xét khoảng vân trung tâm vân màu với vân trung tâm gần Ta có: x = k1i1= k2i2= k3i3 Ta xét tỉ số: = = = = = = = = Trong b1, c1, b2, c2 số có giá trị tối giản • Khơng tính hai đầu chưa xét đến trùng số vân sáng xạ là: + Bức xạ λ1: b – + Bức xạ λ2: c – + Bức xạ λ3: d – • Xét trùng cặp xạ: + = = = Giả sử tỉ số từ đến có m cặp khơng tính đầu số vạch trùng xạ 1,2 là: N12 = m + = = = → N23 = n + = = = = → N13 = p Số vạch sáng xạ λ1: ( b – 1) – N12 – N13 Số vạch sáng xạ λ2: ( c – 1) – N12 – N23 Số vạch sáng xạ λ1: ( d– 1) – N23 – N13 Cách 2: Ta có: x = k1i1= k2i2= k3i3 Ta xét tỉ số: = = = = = = = = Khoảng vân trùng: i123 = bi1; i12 = b1i1; i23 = c2i2; i13= b3i1 Số vạch trùng khoảng hai vân sáng gần màu với vân sáng trung tâm khơng tính hai đầu N12 = – 1; N23 = – 1; N13 = – [6] Cách 3: Ta có: x = k1i1= k2i2= k3i3 → ak1= bk2= ck3 Tìm bội số chung nhỏ a, b, c → k1 = → k2 = → k3 = + Số vân sáng xạ chưa tính đến trùng cục là: k1 – + Số vân sáng xạ chưa tính đến trùng cục là: k2 – + Số vân sáng xạ chưa tính đến trùng cục là: k3 – + Số vân trùng xạ 1,2 là: N12 = - + Số vân trùng xạ 1,3 là: N13 = - + Số vân trùng xạ 2,3 là: N23 = - [6] *Chú ý: Ta có: x = k1i1= k2i2= k3i3 Ta xét tỉ số: = = = = = = Suy cơng thức tính khoảng vân trùng: i123 = bi1 + Vị trí vân sáng trùng nhau: x = ni123 + Vị trí vân tối trùng nhau: x = ( n + 0,5)i123 + Tìm số vân trùng đoạn MN: xM x xN + Tìm số vân trùng trường giao thoa L: *CÁCH TÌM BỘI CHUNG NHỎ NHẤT (BCNN): Đặc biệt máy VINACAL fx-570ES Plus có thêm chức SHIFT như: 1: Q,r (Chia tìm phần nguyên dư) 2: LCM (Tìm bội chung nhỏ nhất: BCNN: The Least Common Multiple hay Lowest Common Multiple) 3: GCD (Tìm ước chung lớn nhất: UCLN) 4: FACT( phân tích hừa số ngun tố) Ví dụ: Tìm BCNN cua số 5: SHIFT , = 20 [6] MỘT SỐ BÀI TẬP VÍ DỤ Bài 1: Trong thí nghiệm I-âng giao thoa ánh sáng, hai khe chiếu đồng thời xạ đơn sắc có bước sóng: λ1 = 0,4μm , λ2 = 0,5μm , λ3 = 0,6μm Trên quan sát ta hứng hệ vân giao thoa, khoảng hai vân sáng gần màu với vân sáng trung tâm, ta quan sát vân sáng? [6] Bài giải Khi vân sáng trùng nhau: k1λ1 = k2λ2 = k3λ3 k10,4 = k20,5 = k30,6 4k1 = 5k2 = 6k3 BSCNN(4,5,6) = 60=> k1 = 15; k2 = 12; k3 = 10: Bậc 15 λ1 trùng bậc 12 λ2 trùng với bậc 10 λ3 Tổng số vân sáng 14 + 11 + = 34 vân tất Ta lập tỉ số k1 = 15 ; k2 = 12 ; k3 = 10 - Với cặp λ1, λ2 : = = = : khoảng có vị trí trùng ( k1 = 5; 10) - Với cặp λ2, λ3 : = = : khoảng có vị trí trùng (k2 = 6) - Với cặp λ1, λ3 : = = = = = : khoảng có vị trí trùng ( k3 = 2; 4; 6; 8) Vậy tất có + +4 =7 vị trí trùng nhau( nhị trùng) xạ (Xem bảng dưới) n Ghi K1 10 12 15 K2 12 K3 10 K1i1 Số VS quan sát = Tổng số VS tính tốn – Số vị trí trùng = 34 - = 27 vân sáng Mô tả: ->Trên đoạn từ vân VSTT đến k1 = 15 ; k2 = 12 có tất vị trí trùng Vị trí 1: VSTT Vị trí 2: k1 = ; k2 = =>Nhưng khoảng có vị trí trùng nhau: k1=5 ;10 k2= 4; Vị trí 3: k1 = 10 ; k2 = Vị trí 4: k1 = 15 ; k2 = Với cặp λ2, λ3 : = = : ->Trên đoạn từ vân VSTT đến k2 = 12 ; k3 = 10 có tất vị trí trùng - Vị trí 1: VSTT => Nhưng khoảng có vị trí trùng nhau: k2 = ; k3 = - Vị trí 2: k2 = ; k3 = - Vị trí 3: k2 = 12 ; k3 = 10 - Với cặp λ1, λ3 : = = = = = : ->Trên đoạn từ vân VSTT đến k1 = 15 ; k3 = 10 có tất vị trí trùng - Vị trí 1: VSTT - Vị trí 2: k1 = ; k3 = => Nhưng khoảng có vị trí trùng nhau: k1 = - Vị trí 3: k1 = ; k3 = 3; k3 = k1 = 6; k3 = k1 = 9; k3 = k1 = 12; k3 = - Vị trí 4: k1 = ; k3 = - Vị trí 5: k1 = 12 ; k3 = - Vị trí 6: k1 = 15 ; k3 = 10 - Vậy tất có + +4 =7 vị trí trùng xạ - Số VS quan sát = Tổng số VS tính tốn – Số vị trí trùng = 34 – = 27 vân sáng Bài 2: Trong thí nghiệm I âng giao thoa ánh sáng người ta đồng thời sử dụng đồng thời ba ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ1 = 0, 48µm; λ2 = 0, 64µm λ3 = 0, 72µm Số vân sáng quan sát hai vân sáng màu với vân trung tâm gần A 26 B 21 C 16 D 23 [5] Giải: Vị trí vân màu với vân trung tâm: *x = k1i1 = k2i2 = k3i3 =>k1λ1 = k2λ2 = k3λ3 =>48 k1 = 64 k2 = 72k3 hay k1 = k2 = 9k3 Bội SCNN 6, 72 Suy ra: k1 = 12n; k2 = 9n; k3 = 8n Vị trí vân sáng màu với vân trung tâm gần vân trung tâm ứng với n =1: k1 = 12; k2 = 9; k3 = * Vị trí hai vân sáng trùng a x12 = k1i1 = k2i2 => k1λ1 = k2λ2 => 48 k1 = 64 k2 =>3k1 = 4k2 Suy ra: k1 = 4n12; k2 = 3n12 Trong khoảng hai vân sáng gần màu với vân trung tâm có vân sáng xạ λ1 λ2 trùng nhau: k1 = trùng với k2 =3; k1 = trùng với k2 = (Với n12 = 1; 2) b x23 = k2i2 = k332 => k2λ2 = k3λ3 => 64 k2 = 72 k3 =>8k2 = 9k3 Suy ra: k2 = 9n23; k3 = 8n23 Trong khoảng hai vân sáng gần màu với vân trung tâm có vân sáng xạ λ2 ;λ3 trùng c x13 = k1i1 = k3i3 => k1λ1 = k3λ3 =>48 k1 = 72 k3 =>2k1 = 3k3 Suy ra: k1 = 3n13; k3 = 2n13 Trong khoảng hai vân sáng gần màu với vân trung tâm có vân sáng xạ λ 1; λ3 trùng ứng với n13 = 1; 2; 3( k1 = 3; 6; k2 = 2; 4; 6) Do số vân sáng đơn sắc quan sát hai vân sáng gần màu với vân sáng trung tâm 11 +7 + – – = 21 vân Chọn B Bài 3: Trong thí nghiệm Y- âng giao thoa ánh sáng, nguồn S phát ba ánh sáng đơn sắc: λ1 = 0,42 µm (màu tím); λ2 = 0,56 µm(màu lục); λ3 = 0,70 µm (màu đỏ) Giữa hai vân sáng liên tiếp có màu giống màu vân trung tâm quan sát vân màu lục số vân tím vân đỏ quan sát nằm hai vân sáng liên tiếp kể A 12 vân tím, vân đỏ B 10 vân tím, vân đỏ C 13 vân tím, vân đỏ D 11 vân tím, vân đỏ [6] Giải: Vị trí vân màu với vân trung tâm: x = k1i1 = k2i2 = k3i3 =>k1λ1 = k2λ2 = k3λ3 =>42 k1 = 56 k2 = 70 k3 hay 3k1 = k2 = 5k3 Bội SCNN 3, 60 =>Suy ra: k1 = 20n; k2 = 15n; k3 = 12n Vị trí vân sáng màu với vân trung tâm gần vân trung tâm ứng với n =1 : k1 = 20; k2 = 15; k3 = 12 * Vị trí hai vân sáng trùng * x12 = k1i1 = k2i2 => k1λ1 = k2λ2 =>42 k1 = 56 k2 =>3 k1 = k2 Suy ra: k1 = 4n12; k2 = 3n12 Trong khoảng hai vân sáng gần màu với vân trung tâm có vân sáng xạ λ1 λ2 trùng nhau.( k1 = 4; k2 = ; k1 =8, k2 = 6; k1 = 12; k2 = ; k1 = 16, k2 = 12) * x23 = k2i2 = k3i3 => k2λ2 = k3λ3 =>56 k2 = 70 k3 =>4k2 = k3 Suy ra: k2 = 5n23; k3 = 4n23 Trong khoảng hai vân sáng gần màu với vân trung tâm có vân sáng xạ λ2 λ3 trùng ( k2 = 5; k3 = 4; k2 = 10; k3 = 8) * x13 = k1i1 = k3i3 => k1λ1 = k3λ3 =>42 k1 = 70 k3 =>3 k1 = k3 Suy ra: k1 = 5n13; k3 = 3n13 Trong khoảng hai vân sáng gần màu với vân trung tâm có vân sáng xạ λ1 λ3 trùng nhau.( k1: 5, 10, 15; k3: 3, 6, ) Số vân sáng quan sát trog khoảng hai vân sáng gần màu với vân sáng trung tâm - Màu tím: 19 – – = 12 - Màu lục: 14 – – = - Màu đỏ: 11 – – = Đ/S: 12 vân màu tím vân màu đỏ Bài 4: Trong TN Y-âng giao thoa ánh sáng,chiếu vào khe chùm sáng đa sắc gồm thành phần đơn sắc có bước sóng λ1=0.4µm, λ2=0.6µm, λ3=0.75µm Trên khoảng vân sáng liên tiếp có màu giống màu vân trung tâm ,số vạch sáng mà có trùng từ vân sáng hệ vân trở lên A.10 B.11 C.9 D.15 [6] Bài giải: Vị trí vân màu với vân trung tâm: x = k1i1 = k2i2 = k3i3 =>k1λ1 = k2λ2 = k3λ3 => 0,4 k1 = 0,6 k2 = 0,75k3 hay 8k1 = 12k2 = 15k3 Bội SCNN 8, 12 15 120 => k1 = 15n; k2 = 10n; k3 = 8n Vị trí vân sáng màu với vân trung tâm : x = 120n Trong khoảng vân sáng màu với vân trung tâm gần n= n= 1( k1 = 15; k2 = 10 k3 = 8) có: * 14 vân sáng xạ λ1 với k1 ≤ 14; * vân sáng xạ λ2 với k2 ≤ 9; * vân sáng xạ λ3 với k3 ≤ 7; Trong :Vị trí hai vân sáng trùng * x12 = k1i1 = k2i2 => k1λ1 = k2λ2 =>8 k1 = 12 k2 =>2 k1 = k2 Suy ra: k1 = 3n12; k2 = 2n12 Trong khoảng hai vân sáng gần màu với vân trung tâm có vân sáng xạ λ λ2 trùng nhau.( k1 = 3; 6; 9; 12; k2 = 2; 4; 6; 8) * x23 = k2i2 = k3 i3 => k2λ2 = k3λ3 =>12 k2 = 15 k3 =>4 k2 = k3 Suy ra: k2 = 5n23; k3 = 4n23 Trong khoảng hai vân sáng gần màu với vân trung tâm có vân sáng xạ λ λ3 trùng ( k2 = 5; k3 = ) * x13 = k1i1 = k3i3 => k1λ1 = k3λ3 => k1 = 15 k3 => Suy ra: k1 = 15n13; k3 = 8n13 Trong khoảng hai vân sáng gần màu với vân trung tâm có vân sáng xạ λ1 λ3 trùng => Trong khoảng giưa hai vân sáng gần màu với vân sáng trung tâm có vạch sáng có trùng hai vân sáng Do khoảng vân sáng liên tiếp có màu giống màu vân trung tâm , số vạch sáng mà có trùng từ vân sáng hệ vân trở lên là: 5x2 +1 = 11 (10 vấn sáng có trùng vân sáng vân sáng màu với vân trung tâm trùng vân sáng) Chọn B Bài 5: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng Y-âng, nguồn S phát đồng thời ba xạ có bước sóng λ1 = 400nm; λ2 = 500nm; λ3 = 750nm Giữa hai vân sáng gần màu với vân trung tâm quan sát thấy có loại vân sáng? A B C D [5] Giải : Vị trí vân màu với vân trung tâm: x = k1i1 = k2i2 = k3i3 => k1λ1 = k2λ2 = k3λ3 => 400 k1 = 500 k2 = 750k3 hay: k1 = 10 k2 = 15k3 Bội SCNN 8, 10 15 120 =>Suy ra: k1 = 15n; k2 = 12n; k3 = 8n Vị trí vân sáng màu với vân trung tâm gần vân trung tâm ứng với n =1 ( k1 = 15; k2 = 12; k3 = 8) Vị trí hai vân sáng trùng * x12 = k1i1 = k2i2 => k1λ1 = k2λ2 =>400 k1 = 500 k2 =>4 k1 = k2 Suy ra: k1 = 5n12; k2 = 4n12 Trong khoảng hai vân sáng gần màu với vân trung tâm có vân sáng xạ λ1 λ2 trùng * x23 = k2i2 = k3i3 => k2λ2 = k3λ3 =>500 k2 = 750 k3 =>2k2 = k3 Suy ra: k2 = 3n23; k3 = 2n23 Trong khoảng hai vân sáng gần màu với vân trung tâm có vân sáng xạ λ2 λ3 trùng * x13 = k1i1 = k3i3 => k1λ1 = k3λ3 => 400 k1 = 750 k3 =>8 k1 = 15 k3 Suy ra: k1 = 15n13; k3 = 8n13 Trong khoảng hai vân sáng gần màu với vân trung tâm có vân sáng xạ λ1 λ3 trùng Đáp án C: loại vân sáng Đó là: vân sáng đơn sắc xạ (3 loại), có loại vân sáng xạ trùng ( λ λ2 ; λ2 λ3 ) ; có vân màu hỗn hợp xạ ( Vân trung tâm vân màu với Vân trung tâm) Bài 6: Trong thí nghiệm giao thoa Y-âng,khe S phát đồng thời ánh sáng đơn sắc, có bước song tương ứng λ1=0,4µm, λ2=0,48µm λ3=0,64µm Trên màn, khoảng hai vân sáng liên tiếp có màu trùng với vân trung tâm, quan sát thấy số vân sáng đơn sắc A.11 B C 44 D 35 [6] Giải 1: * Xét khoảng hai vân sáng liên tiếp có màu trùng với vân trung tâm ( xạ ) => x = kλD/a  với xmin => k1λ1 = k2 λ2 = k3 λ3 k1 = k3 λ3 / λ1 = 8k3/5 (1)  k2 = k3 λ3 / λ2 = 4k3/3 (2)  Ta có k3 = 15 => k1 = 24 k2 = 20 (3) * Xét số vân trùng với hai xạ khác khoảng xmin Từ (1) số vân trùng hai xạ λ1 λ3 => k31min = ; k13min = -> ktrùng 13 = k3max / k3min = 15/5 = Từ (2) số vân trùng hai xạ λ2 λ3 => k23min = ; k32min = ->ktrùng 23 = k23max / k23min = 20/4 = *Tính số vân trùng hai xạ λ1 λ2: k1 = k2 λ2 / λ1 = 48k2 /40 = 6k2/5 => k21min =5 ;k12min =  ktrùng 12 = k12max / k12min = 24/6= hay ktrùng 12 = k21max / k21min = 20/5 = Tổng số vân sáng đơn sắc khoảng hai vân hai vân sáng liên tiếp có màu với vân trung tâm Như khơng tính vân trùng vị trí xmin tức phải trừ N = ktrùng 13 + ktrùng 23 + ktrùng 12 – = => chọn B Giải 2: Vị trí vân màu với vân trung tâm: x = k1i1 = k2i2 = k3i3 =>k1λ1 = k2λ2 = k3λ3 => 0,4 k1 = 0,48 k2 = 0,64k3 hay 5k1 = 6k2 = 8k3 Bội SCNN 5, 120 => Suy ra: k1 = 24n; k2 = 20n; k3 = 15n.Vị trí vân sáng màu với vân trung tâm : x = 120n Trong khoảng vân sáng màu với vân trung tâm gần n= n= 1( k1 = 24; k2 = 20 k3 = 15) có: * 24 vân sáng xạ λ1 với k1 ≤ 23; * 19 vân sáng xạ λ2 với k2 ≤ 19; * 14 vân sáng xạ λ3 với k3 ≤ 14; Trong :Vị trí hai vân sáng trùng * x12 = k1i1 = k2i2 => k1λ1 = k2λ2 =>5 k1 = k2 => Suy ra: k1 = 6n12 ≤ 23k2 = 5n12 ≤ 19 => ≤ n12 ≤ : có vân sáng trùng xạ λ1 λ2 ( k1 = 6; 12; 18; k2 = 5; 10; 15) * x23 = k2i2 = k3 i3 => k2λ2 = k3λ3 = k2 = k3 => Suy ra: k2 = 4n23 ≤ 19 k3 = 3n23 ≤ 14 => ≤ n12 ≤ 4: có vân sáng trùng xạ λ2 λ3 ( k2 = 4; 8; 12; 16; k3 = 3; 6; 9; 12) * x13 = k1i1 = k3i3 => k1λ1 = k3λ3 = k1 = k3 => Suy ra: k1 = 8n13 ≤ 24; k3 = 5n13 ≤ 14 => ≤ n13 ≤ 2: có vân sáng trùng xạ λ1 λ3 ( k1 = 8; 16; k3 = 5; 10) Như khoảng giũa hai vân sáng gần màu với vân sáng trung tâm có vạch sáng có trùng hai vân sáng Đó vân sáng khơng phải đơn sắc Chọn B MỘT SỐ BÀI TẬP TỰ GIẢI [6] Bài 1:Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng khe Yâng nguồn S phát ánh sáng đơn sắc màu tím λ1 = 0,42µm, màu lục λ2 = 0,56µm, màu đỏ λ3 = 0,7µm Giữa hai vân  10 sáng liên tiếp có màu giống màu vân trung tâm có 11 cực đại giao thoa ánh sáng đỏ Số cực đại giao thoa ánh sáng lục tím hai vân sáng liên tiếp nói là: A.15vân lục 20 vân tím B.14vân lục 19 vân tím C.14vân lục 20vân tím D.13vân lục 18vân tím [6] Bài 2:Trong thí nghiệm Y −âng giao thoa ánh sáng, khoảng cách hai khe a = 0, mm , khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến quan sát D =1 m Nguồn S phát đồng thời xạ có bước sóng λ1 = 0, µm , λ2 = 0, µm λ3 = 0, µm Trên khoảng từ M đến N với MN = cm có vân màu với vân trung tâm biết M N hai vân màu với vân trung tâm? A B C D [5] Bài 3:Trong thí nghiệm Y- âng giao thoa ánh sáng đơn sắc :λ1(tím) = 0,4μm , λ2(lam) = 0,48μm , λ3(đỏ) = 0,72μm hai vân sáng liên tiếp có màu giống màu vân trung tâm có 35 vân màu tím Số vân màu lam vân màu đỏ nằm hai vân sáng liên tiếp kể A 27 vân lam, 15 vân đỏ B 30 vân lam, 20 vân đỏ C 29 vân lam, 19 vân đỏ D 31 vân lam, 21 vân đỏ [6] Bài 4: Trong thí nghiệm khe Young giao thoa ánh sáng , nguồn S phát đồng thời ba ánh sáng đơn sắc có bước sóng lần lượt: 0,40 µm (màu tím), 0,48 µm (màu lam) 0,72 µm (màu đỏ) Giữa vân sáng liên tiếp có màu giống màu vân trung tâm có vân có màu đơn sắc lam vân có màu đơn sắc đỏ : A 11 vân lam, vân đỏ B vân lam, vân đỏ C 10 vân lam, vân đỏ D vân lam, vân đỏ [6] Bài 5: Trong thí nghiệm Iâng giao thoa ánh sáng, hai khe cách a=1mm, hai khe cách quan sát khoảng D=2m Chiếu vào hai khe đồng thời ba xạ có bước sóng λ1 = 0,4 µm, λ2 = 0,56 µm λ3 = 0,72 µm Hỏi đoạn MN phía so với vân trung tâm với xM=1cm xN=10 cm có vạch đen xạ trùng nhau? A B C D [5] Bài 6: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng có a=1mm D=1m Khe S chiếu đồng thời ba xạ đơn sắc có bước sóng λ1 =400nm ;λ2 =500nm : λ3 =600nm Gọi M điểm nằm vùng giao thoa quan sát cách vị trí trung tâm O khoảng 7mm Tổng số vân sáng đơn sắc ba xạ quan sát đoạn OM 11 A 19 B 25 C 31 D 42 [5] Bài 7: Trong thí nghiệm giao thoa I-âng, khe S phát đồng thời ánh sáng đơn sắc, có bước song tương ứng λ1 = 0,4 µm, λ2 = 0,48 µm λ3 = 0,64 µm Trên màn, khoảng hai vân sáng liên tiếp có màu trùng với vân trung tâm, quan sát thấy số vân sáng đơn sắc A 11 B C 44 D 35 [5] Bài 8: 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 : λ = 0,64μm , λ2 = 0,6μm , λ3 = 0,54μm λ4 = 0,48μm Khoảng cách ngắn hai vân màu với vân sáng trung tâm là? A 4,8mm B 4,32 m C 0,864 cm D 4,32cm [6] 2.4 Hiệu sáng kiến kinh nghiệm hoạt động giáo dục, với thân, đồng nghiệp nhà trường Đề tài áp dụng cho nhiều đối tượng học sinh, đặc biệt cho lớp luyên thi đại học, học sinh thích thú; hình thành kỹ giải nhanh em Thời điểm đầu việc ghi nhớ vận dụng phương pháp giải học sinh thấy xa lạ có phần e dè, sau thời gian làm quen học sinh hiểu hình thức vận dụng áp dụng thạo thao tác, việc tiếp cận toán trở nên tự nhiên nhanh Với hình thức thi trắc nghiệm yêu cầu thiết phải làm nhanh; đề tài đáp ứng tốt Đề tài giúp học rèn luyện tư vận dụng kiến thức toán học hỗ trợ cho việc giải toán vật lý Đề tài đúc rút kinh nghiệm dạy ôn thi tốt nghiệp đại học trường THPT Tĩnh Gia đem lại kết tốt Hy vọng đề tài nguồn cung cấp tư liệu hữu ích cho học sinh đồng nghiệp tham khảo Đối chiếu bảng số liệu kết học sinh làm đề trước sau áp dụng KSKN thấy rõ tiến học sinh Hiệu đề tài thấy rõ đưa vào áp dụng cho lớp luyện thi; hầu hết toán liên quan học sinh giải nhanh xác Kết luận, kiến nghị 3.1 Kết luận - Đề tài khai thác sâu toán giao thoa với khe Young trường hợp xạ Đã đưa phương pháp giải phân tích đến trường hợp liên quan, giúp học sinh có nhìn tổng thể tốn giao thoa với xạ - Đề tài nêu ví dụ minh họa cách giải cách cụ thể có phân tích rõ ràng, kỹ lưỡng để học sinh đọc hiểu * Bài học kinh nghiệm rút ra: 12 + Đối với loại kiến thức dạy học cần tìm tòi kiến thức toán học phù hợp, để hỗ trợ việc học làm tập Vật lý tốt + Q trình dạy học Vật lý ln cần gắn liền với thực tiễn đời sống, với kiến thức lĩnh vực khác, đặc biệt kiến thức toán học Sự liên kết biết cách phối hợp lĩnh vực khác có liên quan tổ chức dạy học Vật lý giúp trình dạy học đạt hiệu cao + Thông qua dạy học phần kiến thức định để giáo dục ý thức hình thành kỹ giải nhanh; thái độ chắn, nhanh nhẹn, cho học sinh sống nói chung học tập nói riêng 3.2 Kiến nghị Sở Giáo dục Đào tạo có kế hoạch cho giáo viên trường tiếp cận SKKN đạt giải cao để người tham khảo, học tập, qua vận dụng vào q trình cơng tác XÁC NHẬN CỦA THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ Thanh hóa, ngày 16 tháng năm 2017 Tôi xin cam đoan SKKN viết, khơng chép nội dung người khác ( ký ghi rõ họ tên) TÀI LIỆU THAM KHẢO Sách giáo khoa Vật lý 12 bản- Lương Duyên Bình tổng chủ biên- NXB Giáo dục, 2008 Sách giáo khoa Vật lý 12 nâng cao – Nguyễn Thế Khôi tổng chủ biên NXB Giáo dục, 2008 Đề thi ĐH khối A – Bộ giáo dục Đào tạo – Các năm ( từ năm 2010 –> năm 2016) Đề thi TNPT môn Vật lý – Bộ Giáo duc & Đào tạo – Các năm ( từ năm 2010 đến năm 2016) Tài liệu Bồi dưỡng – Ôn luyện thi đại học Vật lý – Vũ Đình Hồng Tham khảo số tài liệu mạng internet - Nguồn: https://www.youtube.com - Nguồn: http://vatly247.com - Nguồn: http://tanggiap.vn 13 14 ... hình thành kỹ giải nhanh số toán giao thoa ánh sáng với khe Young trường hợp ba xạ Giúp học sinh nhận thức sâu sắc việc áp dụng kiến thức toán học phù hợp để giải toán vật lí - Chỉ mối quan hệ... Các sáng kiến kinh nghiệm giải pháp sử dụng để giải vấn đề Xét toán giao thoa ánh sáng với khe Young hỏi khoảng hai vân sáng trùng liên tiếp ba xạ có vân sáng xạ λ1, có vân sáng xạ λ2, có vân sáng. .. tế trên, với số kinh nghiệm trình giảng dạy qua tham khảo số tài liệu, tơi chọn đề tài “ BÀI TỐN GIAO THOA ÁNH SÁNG VỚI KHE YOUNG (Y-ÂNG) TRƯỜNG HỢP BỨC XẠ” để giúp em học sinh hiểu bài, nhanh