MỤC LỤC
Khoảng cách giữa hai tiêu điểm của thấu kính đối với ánh sáng đỏ và đối với ánh sáng tím là. Chú ý:Thông thường thấu kính có đường rìa là đường tròn nên nếu đặt màn chắn vuông góc với trục chính và ở sau thấu kính hội tụ thì trên màn chắn thu được một vệt sáng hình tròn.
Biết góc lệch của tia ló so với tia tới tính theo công thức D = (n – 1) A.Góc tạo bởi tia đỏ và tia tím sau khi ló ra khỏi mặt bên kia của lăng kính xấp xỉ bằng. Đặt một màn quan sát, sau lăng kính, song song với mặt phẳng phân giác của góc chiết quang của lăng kính và cách mặt này 2 m.
Chiếu một chùm tia sáng trắng hẹp song song tới mặt bên của lăng kính với góc tới nhỏ cho chùm ló ra ở mặt bên kia. Chiếu một tia sáng trắng vào mặt bên của lăng kính theo phương vuông góc với mặt phẳng phân giác của góc chiết quang.
+ Chú ý: Hai nguồn sáng kết hợp thì hai nguồn phát ra hai sóng ánh sáng có cùng bước sóng và hiệu số pha dao động giữa hai nguồn không thay đổi theo thời gian. Chú ý: Trong thí nghiệm giao thoa với khe Y−âng, khi bỏ kính lọc sắc (tức là dùng ánh sáng trắng), ta thấy có một vạch sáng trắng ở chính giữa, hai bên có những dải màu như cầu vồng, tím ở trong, đỏ ở ngoài (xem Hình 2).
Ví dụ 3: Trong thí nghiệm Y−âng, nguồn S phát bức xạ đơn sắc k, màn quan sát cách mặt phẳng hai khe một khoảng không đổi D, khoảng cách giữa hai khe S1S2 = a có thể thay đổi (nhưng S1 và S2 luôn cách đều S). Giữ cố định các điều kiện khác, di chuyền dần màn quan sát dọc theo đường thằng vuông goc với mặt pnang chứa hai khe ra xa cho đến khi vân giao thoa tại M chuyển thành vân tối lần thứ ba thì khoảng dịch màn là 0,6 m.
Xét điểm M trên màn, lúc đầu là vân sáng bậc 3, nếu lần lượt giam hoặc tăng khoảng cách S1S2 một lượng •a thì tại đó là vân sáng bậc k và bậc 5k. Lần lượt tăng rồi giảm khoảng cách giữa hai khe hẹp một đoạn •a (sao cho vị trí vân sáng trung tâm không thay đổi) thì tại M có vân sáng lần lượt bậc k1 và k2.
Hãy xác định số vân sáng trên đoan MN biết rằng khoảng cách giữa hai điểm đó là 15 mm.
Tại 384điểm M trong vùng giao thoa trên màn mà hiệu khoảng cách đến hai khe bằng 1,08 μm và trong chất lỏngm có vân tối. Tại điểm M trong vùng giao thoa trên màn mà hiệu khoảng cách đến hai khe bằng 1,08 μm và trong chất lỏngm có vân tối.
Xỏc định λ1 để võn tối thứ 3 kể từ võn sỏng trung tõm của λ2 trựng với một võn tối của λ1.
Ví dụ 5: Trong thí nghiệm giao thoa Iâng thực hiện đồng thời hai bức xạ đơn sắc với khoảng vân trên màn ảnh thu được lần lượt là 1,35 mm và 2,25 mm. *Nếu blẻvàc chẵn thì sẽ có vị trí vân sáng hệ 2 trùng vân tối hệ 1, không có vị trí vân tối trùng nhau và không cố vị trí vân sáng hệ 1 trùng vân tối hệ 2.
Chú ý: Hãy kiểm tra các kết luận sau đây (nếu bề rộng trường giao thoa đủlớn):. 1) Luôn tồn tại vị tri để hai vân sáng của hai hệ trùng nhau. Ví dụ 3: Làm thí nghiệm giao thoa ánh sáng với hai khe Y−âng đồng thời với hai ánh sáng đơn sắc đơn sắc màu đỏ và màu lục thì khoảng vân giao thoa trên màn lần lượt là 1,5 mm và 1,1 mm.
Biết vân sáng chính giữa (trung tâm) ứng với hai bức xạ trên trùng nhau. Khoảng cách từ vân chính giữa đến vân gần nhất cùng màu với vân chính giữa là. 1) Nêu bề rộng của trường giao thoa là L thì số vạch sáng cùng màu với vạch sáng trung tâm. Một người dùng kính lúp quan sát thì thấy trên màn có hai hệ vân giao thoa, đồng thời giữa hai vạch sáng cùng màu với vạch sáng trang tâm liên tiếp có thêm hai vân sáng thuộc ánh sáng có bước sóng λ1 và ba vân sáng thuộc ánh sáng có bước sóng λ2.
Trờn màn, trong khoảng giữa hai vạch sáng cùng màu với vạch sáng trung tâm, số vị trí mà ở đó chỉ có một bức xạ cho vân sáng là. Ví dụ 1: Khi giao thoa I−âng thực hiện đồng thời với năm ánh sáng đơn sắc nhìn thấy có bước sóng khác nhau thì trên màn ảnh ta thấy có tối đa mấy loại vạch sáng có màu sắc khác nhau?.
Để tìm số bức xạ cho vân sáng vân tối tại một điểm nhất định trên màn ta làm như sau:. Ví dụ 1: Khi giao thoa I−âng thực hiện đồng thời với năm ánh sáng đơn sắc nhìn thấy có bước sóng khác nhau thì trên màn ảnh ta thấy có tối đa mấy loại vạch sáng có màu sắc khác nhau?. Ví dụ 2: Quan sát một lớp váng dầu trên mặt nước ta thấy những quầng màu khác nhau, đó là do:. Hai bờn cỏc vạch sỏng là cỏc vạch tối. Ví dụ 4: Trong thí nghiệm lâng về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe 0,3mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát 2 m. Hai khe được chiếu bằng ánh sáng trắng. Quan sỏt điểm A trờn màn ảnh, cỏch võn sỏng trung tõm 3,3 mm. Hỏi tại A bức xạ cho vân tối có bước sóng ngắn nhất bằng bao nhiêu?. Hướng dẫn Cách 1:. Cách 2: Bài toán này cho số liệu tường minh nên có thể dùng chức năng TABLE của máy tính CASIO 570es để tìm bước sóng. Ví dụ 6: Trong một thí nghiệm Y−âng về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe là 0,5 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 2 m. Nguồn sáng phát ánh sáng trắng. M là một điểm trên màn, cách vân sáng trung tâm 22 mm. Trong các bước sóng của các bức xạ cho vân sáng tại M, bước sóng dài nhất là. Hướng dẫn Cách 1: Vị trí vân sáng:. Cách 2: Bài toán này cho số liệu tường minh nên có thể dùng chức năng TABLE của máy tính CAS1O 570es để tìm bước sóng. Cú bao nhiờu bức xạ đơn sắc cho võn sỏng trựng võn sỏng bậc 3 của bức xạ cú bước sóng. Hướng dẫn Cách 1:. Cách 2: Bài toán này cho số liệu tường minh nên có thể dùng chức năng TABLE của máy tính CAS1O 570es để tìm bước sóng. Khoảng cách giữa hai khe là 0,8 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 2 m. Trên màn, tại vị trí cách vân trung tâm 3 mm có vân sáng của các bức xạ với bước sóng. Hướng dẫn Cách 1:. Cách 2: Bài toán này cho số liệu tường minh nên có thể dùng chức năng TABLE của máy tính CAS1O 570es để tìm bước sóng. Ví dụ 9: Trong thí nghiệm giao thoa Iâng khoảng cách hai khe là 1 mm, khoảng cách giữa mặt phẳng chứa hai khe và màn ảnh là 1 m. Tại điểm M cỏch võn sỏng trung tõm 4 mm bức xạ ứng với bước sóng không cho vân sáng là?. Hướng dẫn Cách 1:. Cách 2: Bài toán này cho số liệu tường minh nên có thể dùng chức năng TABLE của máy tính CAS1O 570es để tìm bước sóng. Độ rộng vùng tối nhỏ nhất. Bài toán tồng quát: Giao thoa với ánh sángminmax. Tìm độ rộng vùng tối nhỏ nhất trên màn. * Vị trí gần O nhất có hai bức xạ cho vân sáng chính là mép dưới của quang phổ bậc k1:. Khoảng cú bề rộng nhỏ nhất mà khụng cú võn sỏng nào quan sỏt được trên màn là. Hướng dẫn Cách 1:. * Vị trí vân sáng màu lam và màu cam lần lượt là:. *Quang phổ bậc 4 bắt đầu trùng với quang phổ bậc 3. Khoảng cách giữa quang phổ bậc 3 và quang phổ bậc 2 là:. lam cam cam. *Quang phổ bậc 4 bắt đầu trùng với quang phổ bậc 3. *Quang phổ bậc 3 chưa trùng với quang phổ bậc 2. Khoảng cách giữa quang phổ bậc 3và quang phổ bậc 2 là: min lam cam . Bình luận: Cách 1 giúp chúng ta có cách nhìn trực quan vị trí quang phổ trên màn giao thoa và Cách 2 cho chúng ta có cách nhìn tong quát và rút ra được quy trình giải nhanh:. Khoảng có bề rộng nhỏ nhất mà không có vân sáng nào quan sát được trên màn là. Hướng dẫn Bước 1: Tính. cham cam cam. Khoảng cách giữa hai bậc quang phổ:. Nguồn sáng phát ra vô số ánh sáng đcm sắc cố bước sóng biến thiên liên tục từ 380 nm đến 750 nm. Trên màn, khoảng cách gần nhất từ vân sáng trung tâm đến vị trí mà ở đó có hai bức xạ cho vân sáng là. Vị trí gần O nhất có nhiều bức xạ cho vân sáng. Bài toán tổng quát: Giao thoa với ánh sángminmax. Ví dụ 1: Trong thí nghiệm Yâng về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe là 0,5 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 2 m. Nguồn sáng phát ra vô số ánh sáng đơn sắc có bước sóng biến thiên liên tục từ 380 nm đến 750 nm. Trên màn, khoảng cách gần nhất từ vân sáng trung tâm đến vị trí mà ở đó có ba bức xạ cho vân sáng là. * Vị trí vân sáng màu tím và màu đỏ lần lượt là:. *Quang phổ bậc 5 có một phần chồng lấn với quang phổ bậc 4 và quang phổ bậc 3. Mép dưới của quang phổ bậc 5 là vị trí gần O nhất mà tại đó có ba bức xạ cho vân sáng:. Bình luận: Cách 1 giúp chúng ta có cách nhìn trực quan vị trí quang phổ trên màn giao thoa và cách 2 cho chúng ta có cách nhìn tổng quát và rút ra được quy trình giải nhanh:. Ví dụ 2: Trong thí nghiệm Yâng về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe là 0,5 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 2 m. Nguồn sáng phát ra vô số ánh sáng đơn sắc có bước sóng biến thiên liên tục từ 380 nm đến 740 nm. Trên màn, khoảng cách gần nhất từ vân sáng trung tâm đến vị trí mà ở đó có năm bức xạ cho vân sáng là. Hướng dẫn Cách 1:. Ví dụ 3: Trong thí nghiệm Yâng về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe là 1 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 1 m. Nguồn sáng phát ra vô số ánh sáng đơn sắc có bước sóng biến thiên liên tục từ 500 nm đến 750 nrn. Trên màn, khoảng cách gần nhất từ vân sáng trung tâm đến vị trí mà ở đó có bốn bức xạ cho vân sáng là x0. Giá trị x0 gần giá trị nào nhất sau đây?. Hướng dẫn Cách 1:. Trên màn, M là vị trí gần vân trung tâm nhất có đóng 5 bức xạ cho vân sáng. Khoảng cách từ M đến vân trung tâm có giá trị gần nhất với giá trị nào sau đây?. Hướng dẫn Cách 1:. min min min. Điểm nhấn: Độc chiêu khoảng vân trùng. 1) Để tìm các vị trí vân sáng (hoặc vân tối) trùng nhau ta xét. Nguồn sáng gồm hai bức xạ có bước sóng 0,45 μm và trong chất lỏngm và 0,75 μm và trong chất lỏngm công thức xác định vị trí hai vân sáng trùng nhau của hai bức xạ (trong đó k là số nguyên).
Xác định toạ độ các vị trí trùng nhau của các vân sáng của hai hệ vân trên màn giao thoa (trong đó n là số nguyên). Chiếu đồng thời hai bức xạ đơn sắc có bước sóng 0,6 àm và 0,5 àm vào hai khe thỡ thấy trờn màn cú những vị trớ tại đú võn sỏng của hai bức xạ trùng nhau, gọi là vân trùng.
Tìm số vị trí trùng nhau của các vân sáng của hai bức xạ trên đoạn L. Khoảng cách giữa hai khe là 2 mm, khoảng cách từ hai khe đến màn quan sát là 2 m.
Trên màn quan sát, người ta thấy giữa hai vân sáng liên tiếp cùng màu với vân sáng chính giữa có 7 vân màu lục. Trên màn quan sát người ta thấy giữa hai vạch sáng cùng màu với vạch sáng trung tâm liên tiếp có 6 vân màu lục và 5 vân màu đỏ.
Neu giao thoa thực hiện lần lượt với các ánh sáng λ1(tím), λ2(μm và trong chất lỏngm) và λ3(đỏ) thì số vân sáng trên khoảng MN (không tính M và N) lần lượt là x, y và z. Trên màn quan sát, trong khoảng giữa 2 vân sáng gần nhau nhất và cùng màu với vân sáng trung tâm chỉ có một vị trí trùng nhau của các vân sáng ứng với hai bức xạ λ1 và λ2.
Nếu người mắt không có tật dùng kính lúp (có tiêu cự f) để quan sát các vân giao thoa trong trạng thái không điều tiết thì mặt phẳng tiêu diện vật của kính lúp đóng vai trò là màn ảnh giao thoa nên D L f . Ví dụ 5: Một thấu kính hội tụ tiêu cự 50 cm được cưa đôi theo mặt phẳng chứa trục chính và vuông góc với tiết diện của thấu kính, rồi cắt đi mỗi nửa một lớp dày 1 mm, sau đó dán lại thành lưỡng thấu kính có các quang tâm là O1 và O2.
Nguồn sáng S phát ra bức xạ đơn sắc có bước sóng là 0,5 (àm), được đặt trờn trục đối xứng của lưỡng thấu kớnh và cỏch nú một khoảng 25 cm. Đặt sau hrỡng thấu kính một màn ảnh vuông góc với trục đối xứng của lưỡng thấu kính và cách thấu kính một khoảng 1 m.
Nguồn S phát ra ánh sáng đom sắc đặt cách mặt phẳng hai khe một khoảng d và phát ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,5 μm và trong chất lỏngm. Nếu dời S theo phương song song với S1S2 một đoạn 2 mm thì hệ vân dịch chuyển một đoạn bằng 20 khoảng vân.
Cho khe S dịch chuyển theo phương song song với màn một đoạn tối thiểu bằng bao nhiêu và theo chiều nàođể tại vị trí trên màn có toạ độ x = +1,2 mm chuyển thảnh vân tối. Bề dày nhỏ nhất của bản thuỷ tinh là bao nhiêu thì tại vị trí x = +0,45 mm (chiều dương cùng chiều với chiều từ S2 đến S1) trở thành vị trí của vân sáng.
Đặt trong khoảng giữa 2 khe và màn một thấu kính hội tụ sao cho trục chính của thấu kính vuông góc với mặt phẳng chứa 2 khe và cách đều 2 khe. Di chuyển thấu kính dọc theo trục chính, người ta thấy cú 2 vị trớ của thấu kớnh cho ảnh rừ nột cả 2 khe trờn màn, đồng thời ảnh của 2 khe trong hai trường hợp cách nhau các khoảng lần lượt là 0,4 mm và 1,6 mm.
Bỏ thấu kính ra rồi chiếu sáng hai khe bằng một nguồn điểm S phát ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ = 0,656 μm và trong chất lỏngm. Bỏ thấu kính đi, chiếu sáng 2 khe bằng ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ ta thu được hệ vân giao thoa trên màn có khoảng vân là i = 0,72 mm.
Các tia sáng phát ra từ S phản xạ trên hai gương hình như phát ra từ S1 và S2 truyền tới giao thoa với nhau trên màn ảnh E đặt trước gương và song song với hai khe (màn cách giao tuyến một khoảng 2,96 m). Các tia sáng phát ra từ S phản xạ trên hai gương hình như phát ra từ S1 và S2 truyền tới giao thoa với nhau trên màn ảnh E đặt trước gương và song song với S và vuông góc với mặt phẳng trung trực của S1S2 (màn cách giao tuyến 2 m).
+ Để khảo sát quang phổ của một chất, ta đặt một mẫu nhỏ (vài miligam) chất đó lên đầu một điện cực than, rồi cho phóng một hồ quang điện giữa cực ấy với một cực than khác, và cho ánh sáng của hồ quang ấy rọi vào khe F của một máy quang phố, đế chụp quang phổ của chất ấy. Nó còn được dùng trong công nghiệp để kiểm tra chất lượng các vật đúc, tìm các vết nứt, các bọt khí bên trong các vật bằng kim loại; để kiểm tra hành lí của hành khách đi máy bay, nghiên cứu cấu trúc vật rắn.
Có thể phát hiện các cực đại, cực tiểu này bằng cách dùng pin nhiệt điện hoặc phim chụp hoặc đối với tia tử ngoại và tia X có thể phủ lên màn ảnh một chất phát quang. Dịch chuyển một mối hàn của cặp nhiệt điện trên màn theo một đường vuông góc với hai khe, thì thấy cứ sau 0,5 mm thì kim điện kế lại lệch nhiều nhất.
BÀI TẬP VỀ GIAO THOA VỚI CÁC TIA HỒNG NGOẠI, TỬ NGOẠI, RƠNGHEN Trên màn vẫn xuất hiện các cực đại, cực tiểu nhưng mắt không quan sát được. Đặt một tấm giấy ảnh lên trước màn quan sát thì sau khi tráng trên giấy hiện một loạt vạch đen song song, cách đều nhau.
Quang phổ vạch phát xạ là quang phổ gồm những vạch màu riêng rẽ nằm trên một nền tối. Các khí hay hơi ở áp suất thấp khi bị kích thích phát sáng sẽ bức xạ quang phổ vạch phát xạ.
Quang phổ vạch phát xạ của các nguyên tố hoá học khác nhau là không giống nhau.
Nguồn sáng S phát ánh sáng trắng có bước sóng nằm trong khoảng từ 0,38 (μm và trong chất lỏngm) đến 0,76 (μm và trong chất lỏngm). Đặt một tấm giấy ánh lên trước màn quan sát thì sau khi tráng trên giấy hiện một loạt vạch đen song song, cách đều nhau.
Tính khoảng cách giữa 2 vệt sáng màu đỏ và màu tím trên mặt phẳng tiêu diện của thấu kính buồng ảnh. Tại điểm M trên màn cách vân sáng trung tâm 4 (mm), khoét một khe rất hẹp song song với vân sáng trung tâm.
Lăng kính được đặt sao cho chùm sáng chiếu vào lăng kính với góc tới 54°. Phủ lên màn quan sát một lóp bột huỳnh quang thì thấy các vạch sáng cách nhau 0,3 mm.