Khi giao thoa thực hiện đồng thời với n ánh sáng đơn sắc thì mỗi ánh sáng cho một hệ thống vân giao thoa riêng, các vị trí trùng nhau giữa các vân sáng sẽ cho ta các vạch sáng mới. Số lo[r]
(1)1 Lý Thuyết
Khi giao thoa thực đồng thời với n ánh sáng đơn sắc ánh sáng cho hệ thống vân giao thoa riêng, vị trí trùng vân sáng cho ta vạch sáng Số loại vạch sáng quan sát tối đa 2n− 1.
Ánh sáng trắng tập hợp nhiều ánh sáng đơn sắc khác có bước sóng biến thiên liên tục từ λt = 0,38 µm đến λt= 0,76 µm
Mỗi ánh sáng đơn sắc cho hệ thống vân giao thoa riêng khơng chồng khít lên Tại trung tâm tất ánh sáng đơn sắc cho vân sáng bậc nên vân trung tâm vân màu trắng
Các vân sáng bậc 1, 2, 3, n ánh sáng đơn sắc khơng cịn chồng khít lên nên chúng tạo thành vạch sáng viền màu sắc tím đỏ ngồi
Độ rộng quang phổ bậc k khoảng cách từ vân sáng đỏ bậc k đến vân sáng tím bậc k (cùng phía vân trung tâm): k xd k( ) xt k( ) k D( d t)
a l l
D = - =
-Để tìm số xạ cho vân sáng vân tối điểm định ta làm sau:
+ Vân sáng: M
M
ax D
x k
a kD
l l
= Þ =
+ Vân tối: ( )
( )
0,5
0,5 M M
a D
x m
a m D
l l
= + Þ =
+
+ Điều kiện giới hạn: 0, 38 l 0, 76 k ? 2 Bài Tập Minh Họa
(2)Hướng dẫn
5
2n - =1 - =1 31
Chọn D
Ví dụ 2:Quan sát lớp váng dầu mặt nước ta thấy quầng màu khác nhau, do: A.ánh sáng trắng qua lớp dầu bị tán sắc.
B.Mảng dầu dầy khơng nhau, tạo lăng kính có tác dụng cho ánh sáng bị tán sắc C. Màng dầu có khả hấp thụ phản xạ khác ánh sáng đơn sắc ánh sáng trắng
D.Mỗi ánh sáng đơn sắc ánh sáng trắng sau phản xạ mặt mặt màng dầu giao thoa với tạo vân màu đơn sắc
Hướng dẫn
Mỗi ánh sáng đơn sắc ánh sáng trắng sau phản xạ mặt ừên mặt váng dầu giao thoa với tạo vân màu đơn sắc Þ Chọn D
Ví dụ 3: Trong thí nghiệm giao thoa lâng, khoảng cách hai khe mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến m Nguồn sáng S phát ánh sáng ừắng có bước sóng nằm khoảng từ 0,38 µm đến 0,76 µm Thí nghiệm thực khơng khí
1) Tính bề rộng quang phổ bậc
2) Hỏi điểm M cách vân sáng trung tâm mm xạ cho vân sáng? Cho vân tối ? 3) Khoét M khe nhỏ song song với vân sáng trung tâm Đặt sau M, khe ống chuẩn trực máy quang phổ Hãy cho biết máy quang phổ ta thấy quang phổ nào?
Hướng dẫn
1) Bề rộng quang phổ bậc tính theo công thức: 3 3D( d t) 1,14( )mm a l l
D = - =
(3)( ) 4
0, 38 0,76
5,26 10,5 6, 10 M M D x k a ax m kD k k k k l l m l = Þ = = £ = £ Þ =
k 6 7 8 9 10
λ (µm) 4/6 4/7 4/8 4/9 4/10
* Tại điểm M xạ λ cho vân tối
( ) ( ) ( ) 0,5 0,5 0,5
0, 38 0,76
0,5 4,7 10,2 5, 10 M M D x m a ax um m m D m m m l l l = + Þ = = + + = < + Þ =
k 5 6 7 8 9 10
λ (µm) 4/5,5 4/6,5 4/7,5 4/8,5 4/9,5 4/10,5
3) Trên kính buồng ảnh máy quang phổ thu quang phổ vạch gồm vạch sáng có màu khác tương ứng với ánh sáng đơn sắc có bước sóng 4/6 (µm), 4/7 (µm), 4/8 (µm), 4/9 (µm), 4/10 (µm), xen kẽ vạch sáng yếu tương ứng với ánh sáng đơn sắc có bước sóng 4/5,5 (µm), 4/6,5 (µm), 4/7,5 (µm), 4/8,5 (µm), 4/9,5 (µm), 4/10,5 (µm) Hai bên vạch sáng vạch tối
Ví dụ 4:Trong thí nghiệm lâng giao thoa ánh sáng, khoảng cách hai khe 0,3mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến quan sát m Hai khe chiếu ánh sáng trắng Khoảng cách từ vân sáng bậc màu đỏ (bước sóng 0,76 µm) đến vân sáng bậc màu tím (bước sóng 0,4 µm) phía so với vân trung tâm
(4)( ) 3( )
1 2, 4.10
d t
t d t
D
x x m
a
l -l
-D = - = =
Chọn D
Ví dụ 5:Thực giao thoa ánh sáng với thiết bị Y−âng, khoảng cách hai khe a = mm, từ hai khe đến D = m Người ta chiếu sáng hai khe ánh sáng trắng (0,4 µm £ λ £ 0,75 µm) Quan sát điểm A ảnh, cách vân sáng trung tâm 3,3 mm Hỏi A xạ cho vân tối có bước sóng ngắn bao nhiêu?
A.0,440 µm B.0,508 µm C.0,400 µm D.0,490 µm
Hướng dẫn Cách 1: ( ) ( ) ( ) ( ) 0,5 3, 0,5 0,5 3,
0, 0,75 0,9 7,75
0,5 4,5,6,7
3, 0, 44
7 0,5 M M D x m a ax m m m D m m m m l l m l l m = + Þ = = + + < + Þ = Þ = = + Chọn A
Cách 2:Bài toán cho số liệu tường minh nên dùng chức TABLE máy tính CASIO 570es để tìm bước sóng
* Kĩ thuậtCASIO:
+ Bấm mode nhập hàm ( ) 3,
0,5
F x x
= +
+ Chọn Start0; chọn End10; Step ta bảng kết quả + Ta nhận thấy: có giá trị hàm nằm vùng
0,4 µm £ λ £ 0,75 µm giá trị nhỏ 0,44 µm
(5)Þ Chọn A 0,39
Ví dụ 6: Trong thí nghiệm Y−âng giao thoa ánh sáng, khoảng cách hai khe 0,5 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến quan sát m Nguồn sáng phát ánh sáng trắng có bước sóng khoảng từ 380 nm đến 760 nm M điểm màn, cách vân sáng trung tâm 22 mm Trong bước sóng xạ cho vân sáng M, bước sóng dài
A.417 nm B.687,5 nm C.714 nm D.760 nm
Hướng dẫn Cách 1:Vị trí vân sáng:
( ) ( )
max
5500
380 0,76 7,24 14, 47
8; 14 5500
687,5
D x k
a
xa mm
kD k
nm nm k
k
mm l
l
l
l
=
Þ = =
Þ =
Þ = =
Chọn B
Cách 2: Bài toán cho số liệu tường minh nên dùng chức TABLE máy tính CAS1O 570es để tìm bước sóng
* Kĩ thuậtCASIO:
+ Bấm mode nhập hàm F x( ) 5500 x
=
+ Chọn Start1; chọn End15; Step ta bảng kết quả.
+Ta nhận thấy: có giá trị hàm nằm vùng 0,4 µm £ λ £ 0,75 µm giá trị nhỏ 0,6875 µm
Þ Chọn A
(6)15 366,6 Ví dụ 7:Trong thí nghiệm giao thoa Iâng thực với ánh sáng trắng có bước sóng từ 0,38 (µm) đến 0,76 (µm) Có xạ đơn sắc cho vân sáng trùng vân sáng bậc xạ có bước sóng
A.2 B.3 C.4 D.5
Hướng dẫn Cách 1:
( ) ( ) 2,28 D
2,28
0, 38 0, 76
4, 5, M D x k
a ax
um
k k
m k
k k
l
l
l m
=
Þ = =
£ = < Þ < £ Þ =
Þ Chọn B
Cách 2: Bài toán cho số liệu tường minh nên dùng chức TABLE máy tính CAS1O 570es để tìm bước sóng
* Kĩ thuậtCASIO:
+ Bấm mode nhập hàm F x( ) 2,28 x
=
+ Chọn Start0; chọn End10; Step ta bảng kết quả +Ta nhận thấy: có giá trị hàm nằm vùng
0,38 µm £ λ £ 0,75 µm khụng tớnh 0,76 àm thỡ cú giỏ trị Chn B
x F(x) 1,14 3 0,76 4 0,57 5 0,456 6 0,38 0,33
Ví dụ 8:(ĐH−2010) Trong thí nghiệm Y−âng giao thoa ánh sáng, hai khe chiếu ánh sáng trắng có bước sóng từ 380 nm đến 760 nm Khoảng cách hai khe 0,8 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến quan sát m Trên màn, vị trí cách vân trung tâm mm có vân sáng xạ với bước sóng
A.0,48 µm 0,56 µm B.0,40 µm 0,60 µm
(7)Cách 1:
( ) 0,38 2,28( ) 0,76
1,2 1, 58 3,16 2; 3
D
m
M k
ax D
x k um k k
a k k
l m
l l £ = <
= = =
( ) ( )
0,6 m ;0, m
l m m
Þ = Þ Chọn B
Cách 2: Bài tốn cho số liệu tường minh nên dùng chức TABLE máy tính CAS1O 570es để tìm bước sóng
* Kĩ thuậtCASIO:
+ Bấm mode nhập hàm F x( ) 1,2 x
=
+ Chọn Start 0; chọn End 10; Step ta bảng kết quà
x F(x)
1 1,2
2 0,6 3 0,4
4 0,3
+Ta nhận thấy: có giá trị 0,6 0,4 hàm nằm vùng 0,38 µm £ Ê 0,75 àm
ị Chn B
Vớ dụ 9: Trong thí nghiệm giao thoa Iâng khoảng cách hai khe mm, khoảng cách mặt phẳng chứa hai khe ảnh m Nguồn sáng S phát ánh sáng trắng có bước sóng nằm khoảng từ 0,38 (µm) đến 0,76 (µm) Tại điểm M cách vân sáng trung tâm mm xạ ứng với bước sóng khơng cho vân sáng là?
A.2/3 µm B.4/9 µm C.0,5 µm D.5/7 µm
Hướng dẫn Cách 1:
( ) 0,38 2,28( ) 0,76
4 5,26 10, 5 6, 7, 8, 9,10
D
m
M k
ax D
x k um k k
a k k
l m
l l £ = <
= = =
( ) ( )
2
6
3
k l mm k l mm
ìïï = Þ = Þ = Þ = ïï
(8)Cách 2:Bài toán cho số liệu tường minh nên dùng chức TABLE máy tính CAS1O 570es để tìm bước sóng
* Kĩ thuậtCASIO:
+ Bấm mode nhập hàm F x( ) x
=
+ Chọn Start0; chọn End15; Step ta bảng kết quả
+Ta nhận thấy: có giá trị hàm nằm vùng 0,38 µm Ê Ê 0,75 àm ị
Chn B
x F(x)
4
(9)WebsiteHOC247 cung cấp môi trường học trực tuyến sinh động, nhiều tiện ích thơng minh, nội dung giảng biên soạn công phu giảng dạy giáo viên nhiều năm kinh nghiệm, giỏi kiến thức chuyên môn lẫn kỹ sư phạm đến từ trường Đại học trường chuyên danh tiếng
I. Luyện Thi Online
- Luyên thi ĐH, THPT QG:Đội ngũGV Giỏi, Kinh nghiệmtừ Trường ĐH THPT danh tiếng xây dựng khóaluyện thi THPTQGcác mơn: Tốn, Ngữ Văn, Tiếng Anh, Vật Lý, Hóa Học Sinh Học
- Luyện thi vào lớp 10 chun Tốn: Ơn thi HSG lớp 9và luyện thi vào lớp 10 chuyên Toáncác trường PTNK, Chuyên HCM (LHP-TĐN-NTH-GĐ), Chuyên Phan Bội Châu Nghệ An trường Chuyên khác TS.Tràn Nam Dũng, TS Pham Sỹ Nam, TS Trịnh Thanh Đèo Thày Nguyễn Đức Tấn.
II. Khoá Học Nâng Cao HSG
- Toán Nâng Cao THCS:Cung cấp chương trình Tốn Nâng Cao, Tốn Chun dành cho em HS THCS lớp 6, 7, 8, u thích mơn Tốn phát triển tư duy, nâng cao thành tích học tập trường đạt điểm tốt kỳ thi HSG
- Bồi dưỡng HSG Toán: Bồi dưỡng phân mơnĐại Số, Số Học, Giải Tích, Hình Học Tổ Hợp dành cho học sinh khối lớp 10, 11, 12 Đội ngũ Giảng Viên giàu kinh nghiệm: TS Lê Bá Khánh Trình, TS Tràn Nam Dũng, TS Pham Sỹ Nam, TS Lưu Bá Thắng, Thày Lê Phúc Lữ, Thày Võ Quốc Bá Cẩncùng đôi HLV đạt thành tích cao HSG Quốc Gia
III. Kênh học tập miễn phí
- HOC247 NET:Website hoc miễn phí học theochương trình SGK từ lớp đến lớp 12 tất môn học với nội dung giảng chi tiết, sửa tập SGK, luyện tập trắc nghiệm mễn phí, kho tư liệu tham khảo phong phú cộng đồng hỏi đáp sôi động
- HOC247 TV:KênhYoutubecung cấp Video giảng, chuyên đề, ôn tập, sửa tập, sửa đề thi
Vững vàng tảng, Khai sáng tương lai
Học lúc, nơi, thiết bi – Tiết kiệm 90%
Học Toán Online Chuyên Gia