Tính bước sóng của ánh sáng dùng trong thí nghiệm và khoảng cách từ vân sáng bậc 3 đến vân sáng bậc 8 ở cùng phía với nhau so với vân sáng chính giữa.. Trong thí nghiệm Young về giao t[r]
(1)1 TRƯỜNG THPT PHÚ LÂM
TỔ VẬT LÝ-CN NỘI DUNG ÔN TẬP TẠI NHÀ THÁNG - 2020 §25 SỰ GIAO THOA ÁNH SÁNG
Quy ước chung:
PHẦN 1: LÝ THUYẾT ghi vào tập học PHẦN 2: BÀI TẬP làm trực tiếp vào tập tập
PHẦN 1: LÝ THUYẾT I HIỆN TƯỢNG NHIỂU XẠ ÁNH SÁNG:
- Hiện tượng truyền sai lệch so với truyền thẳng ánh sáng gặp vật cản gọi tượng nhiễu xạ ánh sáng
- Mỗi ánh sáng đơn sắc coi sóng có bước sóng xác định II HIỆN TƯỢNG GIAO THOA ÁNH SÁNG:
1 Thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng:
- Ánh sáng từ bóng đèn Đ M trơng thấy hệ vân có nhiều màu
- Đặt kính màu K (đỏ) M có màu đỏ có dạng vạch sáng đỏ tối xen kẽ, song song cách
- Giải thích:
Hai sóng kết hợp phát từ F1, F2 gặp M
giao thoa với nhau:
+ Hai sóng gặp tăng cường lẫn vân sáng + Hai sóng gặp triệt tiêu lẫn vân tối 2 Vị trí vân sáng – vân tối:
Gọi a = F1F2: khoảng cách hai nguồn kết hợp
D = IO: khoảng cách từ hai nguồn tới M
: bước sóng ánh sáng
d1 = F1A d2 = F2A: quãng đường hai
sóng từ F1, F2 đến điểm A vân sáng
O: giao điểm đường trung trực F1F2 với
màn
x = OA: khoảng cách từ O đến vân sáng A
- Hiệu đường (hiệu quang trình): 2 1
2
2ax
d d
d d
S O
D D’
A B O
L M F1
F2
F K Đ
Vân sáng Vân tối
A
B O
M F1
F2
H
x D
d1
d2
(2)2 - Vì D >> a x nên: d2 + d1 2D
- Để A vân sáng thì: d2 – d1 = k với: k = 0, 1, 2,
Vị trí vân sáng: k: bậc giao thoa
Tại O: k = = vân sáng bậc xạ, hay vân giữa, hay vân trung tâm
- Để A vân tối thì: d2 – d1 = với: k/ = 0, 1, 2,
Vị trí vân tối: 3 Khoảng vân:
a Định nghĩa:
là khoảng cách hai vân sáng (hoặc hai vân tối) liên tiếp b Cơng thức tính khoảng vân:
4 Số vân sáng – vân tối miền (trường) giao thoa có bề rộng L: Lập tỉ số Gọi N phần nguyên n
Số vân sáng: nS = 2N +
Số vân tối: + Nếu phần thập phân n < 0,5 thì: nT = 2N
+ Nếu phần thập phân n > 0,5 thì: nT = 2(N +1)
5 Vị trí M cách vân trung tâm khoảng x vân sáng hay vân tối: Lập tỉ số
+ Nếu n số ngun k vị trí M vân sáng bậc k
+ Nếu n số lẽ có phần thập phân 0,5 có phần ngun k vị trí M vân tối thứ (k + 1)
6 Ứng dụng:
- Đo bước sóng ánh sáng: Nếu biết i, a, D suy theo công thức 7 Hai nguồn kết hợp giao thoa sóng ánh sáng:
- Hai nguồn phát hai sóng λ - Hiệu số pha không đổi theo thời gian
2 ax d d =
D
-a D λ k xs
s
x
) k ( /
a D λ ) k ( xt /
λD i =
a
i L n
i x n
(3)3
PHẦN 2: BÀI TẬP
1 Trong thí nghiệm Young giao thoa ánh sáng, hai khe S1 S2 chiếu ánh
sáng đơn sắc có bước sóng Khoảng cách hai khe 0,8 mm, khoảng cách từ hai khe đến m Người ta đo khoảng cách vân sáng liên tiếp mm Tính bước sóng ánh sáng dùng thí nghiệm khoảng cách từ vân sáng bậc đến vân sáng bậc phía với so với vân sáng
2 Trong thí nghiệm Young giao thoa ánh sáng, khoảng cách hai khe mm, khoảng cách từ hai khe đến m Dùng ánh sáng đơn sắc có bước sóng chiếu vào hai khe người ta đo khoảng cách từ vân sáng trung tâm tới vân sáng thứ tư mm Xác định bước sóng vị trí vân sáng thứ
3 Trong thí nghiệm Young giao thoa ánh sáng, hai khe S1 S2 chiếu ánh
sáng đơn sắc có bước sóng = 0,4 m 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 thứ đến vân sáng thứ khác phía so với vân sáng
4 Trong thí nghiệm Young giao thoa ánh sáng, hai khe S1 S2 chiếu ánh
sáng đơn sắc có bước sóng = 0,5 m Khoảng cách hai khe 0,8 mm Người ta đo khoảng cách vân sáng liên tiếp mm Tính khoảng cách từ hai khe đến cho biết điểm C E màn, phía với so với vân sáng trung tâm cách vân sáng trung tâm 2,5 mm 15 mm vân sáng hay vân tối? Từ C đến E có vân sáng?
5 Trong thí nghiệm Young giao thoa ánh sáng, hai khe S1 S2 chiếu ánh
sáng đơn sắc có bước sóng Khoảng cách hai khe 0,8 mm, khoảng cách từ hai khe đến m Người ta đo khoảng cách vân sáng liên tiếp mm Xác định bước sóng ánh sáng dùng thí nghiệm cho biết điểm M N màn, khác phía so với vân sáng trung tâm cách vân sáng trung tâm mm 13,2 mm vân sáng hay vân tối? Nếu vân sáng vân sáng bậc mấy? Trong khoảng từ M đến N có vân sáng?
6 Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng với hai khe Young cách 0,5 mm, ánh sáng có bước sóng 0,5 m, ảnh cách hai khe m Bề rộng vùng giao thoa 17 mm Tính số vân sáng, vân tối quan sát
7 Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, hai khe chiếu ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,6 μm Khoảng cách hai khe mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến quan sát 2,5 m, bề rộng miền giao thoa 1,25 cm (vân sáng trung tâm giữa) Tìm tổng số vân sáng vân tối có miền giao thoa
8 Trong thí nghiệm Young giao thoa ánh sáng, khoảng cách hai khe a = mm, khoảng cách từ hai khe đến quan sát D = 1,5 m Nguồn sáng đơn sắc có bước sóng = 0,6 m Xét khoảng MN màn, với MO = mm, ON = 10 mm, (O vị trí vân sáng trung tâm) Hỏi MN có vân sáng, vân tối?
9 Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, hai khe chiếu ánh sáng đơn sắc, khoảng cách hai khe 0,6 mm Khoảng vân quan sát đo mm Từ vị trí ban đầu, tịnh tiến quan sát đoạn 25 cm lại gần mặt phẳng chứa hai khe khoảng vân 0,8 mm Tính bước sóng ánh sáng dùng thí nghiệm
10 Hai khe Iâng cách 0,8 mm cách 1,2 m Chiếu đồng thời xạ đơn sắc 1 =
0,75 m 2 = 0,45 m vào hai khe Lập công thức xác định vị trí trùng vân sáng
(4)4
11 Một nguồn sáng điểm nằm cách hai khe Iâng phát đồng thời hai xạ đơn sắc có bước sóng 1 = 0,6 m bước sóng 2 chưa biết Khoảng cách hai khe a = 0,2 mm,
khoảng cách từ khe đến D = m Trong khoảng rộng L = 2,4 cm màn, đếm 17 vạch sáng, có vạch kết trùng hai hệ vân Tính bước sóng 2,
biết hai vạch trùng nằm khoảng L
12. Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, khoảng cách hai khe 0,5 mm, khoảng cách từ hai khe đến quan sát m Nguồn sáng dùng thí nghiệm gồm hai xạ có bước sóng 1 = 450 nm 2 = 600 nm Trên quan sát, gọi M, N hai điểm
phía so với vân trung tâm, cách vân trung tâm 5,5 mm 22 mm Tìm số vị trí vân sáng trùng hai xạ đoạn MN
13 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 1 = 0,4 m, 2 =
0,45 m 3 = 0,6 m Xác định vị trí vân sáng trùng khoảng cách ngắn