Dạng 4 hệ vân dịch chuyển khi đặt bản mặt song song trước một trong hai khe

- Chú ý: + Khi sóng lan truyền trong môi trường thì khoảng cách giữa hai đỉnh sóng bằng một bước

Dạng 4 hệ vân dịch chuyển khi đặt bản mặt song song trước một trong hai khe

trước một trong hai khe

I. Phương pháp

+ Khi có bản mặt song song đặt trước một trong hai khe, vân sáng trung tâm dịch chuyển từ vị trí ban đầu O đến vị trí mới O’ (x0 = OO’). Gọi e là bề dầy của bản mặt song song.

Thời gian ánh sáng tryền qua bản mặt là e t

v

 . (1)

Cũng thời gian này ánh sáng truyền trong chân không một quãng đường e’ = c.t (2) Thay (1) vào (2) ta có: e' c.e n e.

v

  (n = c/v)

+ Bản mặt có tác dụng làm chậm sự truyền ánh sáng hoặc tương đương với sự kéo dài đường đi của tia sáng một đoạn : ∆e = e’ – e = e.(n - 1). Nếu có bản mặt đặt trước S1 ta có: d1 d’1.

d’1 = d1 + ∆e = d1 + e.(n - 1) (3)

+ Hiệu đường đi hay hiệu quang trình lúc này là: d2d'1 d2d1e n.( 1)

mà 2 1 a x. d d D   nên 2 1 2 1 . ' .( 1) a x ( 1) d d d d e n e n D        

+ Để O’ là vân sáng trung tâm thì 0

2 1 0

. . .( 1)

0 d d' 0 a x e n( 1) 0 x D e n

D a

           

Trong đó x0 là độ dịch chuyển của vân sáng trung tâm. Hệ vân cũng dịch chuyển một đoạn x0

II. Bài tập

Bài 1: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng bằng khe Young, hai khe S1 và S2 được chiếu sáng bằng ánh sáng đơn sắc. Khoảng cách của hai khe là a = 1mm. Khoảng cách giữa hai mặt phẳng chứa hai khe đến màn là D = 3m.

1. Biết bước sóng của chùm sáng đơn sắc 0,5m. Hãy tìm khoảng cách giữa hai vân sáng hoặc hai vân tối liên tiếp.

2. Hãy xác định vị trí vân sáng bậc hai và vân tối thứ tư trên màn quan sát.

3. Đặt ngay sau S1 một bản mỏng hai mặt song song bề dày e = 10àm. Hỏi hệ thống vân giao thoa dịch chuyển về phía nào? Nếu chiết suát của bản mỏng là n = 1,51, tính độ dịch chuyển của vân sáng chính giữa so với khi chưa đặt bản mặt.

Đ/s: 1. i1,5mm; 2. xs23mm x; t4 5, 25mm; 3. x015,3mm

Bài 2: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng bằng khe YoungKhoảng cách của hai khe a = 2mm, khoảng cách của hai khe đến màn là D = 4m. CHiếu vào hai klhe bức xạ đơn sắc. Trên màn người ta đo được khoảng cách giữa 5 vân sáng liên tiếp là 4,8mm.

1. Tìm bước sóng của ánh sáng dùng trong thí nghiệm.

2. Đặt sau khe S1 một bản mỏng, phẳng có hai mặt song song, dày e = 5m. Lúc đó hệ vân trên màn dời đi một đoạn x0 = 6mm (về phía khe S1). Tính chiết suất của chất làm bản mặt song song.

Đ/s: 1. i = 0,6.10-3

mm; 2. n = 1,6

Bài 3: Khe Young có khoảng cách hai khe a = 1mm được chiếu bởi một ánh sáng đơn sắc có bước sóng

0,5 m

   .

a. Tại vị trí cách vân trung tâm 4,2mm ta có vân sáng hay vân tối? Bậc (vân) thứ mấy? Biết khoảng cách từ hai khe đến màn là D = 2,4m.

b. Cần phải đặt bản mặt có chiết suát n = 1,5 dày bao nhiêu? Sau khe nào để hệ vân dời đến vị trí trên.

Đ/s: a. i = 1,2mm; Vân tối thứ 4; b. e = 3,5àm

Bài 4: Trong thí nghiệm giao thoa, khoảng cách của hai khe a = 4mm, màn M cách hai khe một đoạn D = 2m.

1) Tính bước sóng của ánh sáng dùng trong thí nghiệm. Biết khoảng cách của hai vân sáng bậc 2 là 1,5mm.

2) Đặt bản mặt song song bằng thuỷ tinh có chiết suất n1 = 1,5 sau một khe Young thì thấy hệ vân trên màn di chuyển một đoạn nào đó.Thay đổi bản mặt trên bằng một bản thuỷ tinh khác có cùng bề dày thì thấy hệ vân di chuyển một đoạn gấp 1,4 lần so với lúc đầu. Tính chiết suất n2 của bản thứ hai. Đ/s: a) 0, 6m b n; ) 2 1, 7