2. Hai nguồn dao động ngược pha:( ϕϕ ϕ1 2= )
CHƯƠNG V SĨNG ÁNH SÁNG
DẠNG 1: GIAO THOA ÁNH SÁNG ĐƠN SẮC
+ Cơng thức tính khoảng vân: i = λaD;
+ Bước sóng của ánh sáng đơn sắc dùng làm thí nghiệm:
Dai ai =
λ ;
+ Vị trí vân sáng: x = ki = kλaD
- Nếu k = 0: Ta được vân sáng trung tâm; - Nếu k = ± 1: Ta được vân sáng bậc 1; - Nếu k = ± 2: Ta được vân sáng bậc 2…
+ Vị trí vân tới: x = ±(k + 0,5)i = ±(k + 0,5)λaD - Nếu k = 0: vân tới thứ nhất;
- Nếu k = 1: Vân tới thứ hai.
Lưu ý: Khi giải các bài tập về giao thoa sóng ánh sáng, các đại lượng D,a,i,x phải cùng đơn vị.
Bài 1: Hai khi Yong S1, S2 cách nhau 1mm, nguờn sáng đơn sắc dùng làm thí nghiệm có bước sóng λ=0,6µm. Tính khoảng cách giữa hai vân sáng hoặc hai vân tới kề nhau, biết rằng khoảng cách từ hai khe đến màn là 2m.
Bài 2: Trong thí nghiệm Yong về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe là 1mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là 1m. Bước sóng ánh sáng dùng làm thí nghiệm là λ=0,6µm.
1. Tính hiệu quang lợ từ hai nguờn S1 và S2 đến điểm M trên màn cách vân trung tâm 1,5cm.
2. Tính khoảng vân (khoảng cách giữa hai vân sáng hoặc hai vân tới kề nhau).
Bài 3: Hai khe Young cách nhau 0,5mm. Nguờn sáng cách đều các khe phát ra bức xạ đơn sắc có bước sóng λ=0,5µm. Vân giao thoa hứng được trên màn E cách các khe 2m. Tìm khoảng vân i?
Bài 4: Quan sát giao thoa trên màn E, người ta đo được khoảng cách giữa hai vân sáng liên tiếp là 1,5mm. Khoảng cách giữa hai khe đến màn là 2m, khoảng cách giữa hai khe là 1mm. Xác định bước sóng của bức xạ đơn sắc dùng làm thí nghiệm.
Bài 5: Người ta đếm được trên màn 12 vân sáng trải dài trên bề rợng là 13,2mm. Tính khoảng vân của hiện tượng giao thoa.
Bài 6: Trong thí nghiệm Young về hiện tượng giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe là 0,9mm, khoảng cách từ hai khe đến màn hứng E là 2m. Khoảng
cách từ vân sáng thứ nhất đến vân sáng thứ 11 cùng bên so với vân trung tâm là 15mm. Tính bước sóng của ánh sáng đơn sắc dùng làm thí nghiệm.
Bài 7: Trong thí nghiệm Young về hiện tượng giao thoa ánh sáng, bước sóng dùng làm thí nghiệm là λ=0,5µm, khoảng cách giữa hai khe là 1mm.
a. Tìm khoảng cách giữa hai khe đến màn để trên màn tại vị trí cách vân trung tâm 2,5mm ta có vân sáng bậc 5.
b. Để tại đó là vân sáng bậc 2 thì phải dời màn E mợt đoạn là bao nhiêu? Theo chiều nào?
Bài 8: Trong thí nghiệm Young về hiện tượng giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe sáng là 0,3mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là 1m và khoảng vân đo được là 2mm.
1. Tìm bước sóng dùng làm thí nghiệm. 2. Xác định vị trí của vân sáng bậc 5.
3. Xác định khoảng cách từ vân sáng bậc 5 và vân tới thứ 3 nằm ở hai bên so với vân trung tâm.
Bài 9: Trong thí nghiệm Young về hiện tượng giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe là 2mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là 1m, bước sóng của ánh sáng đơn sắc dùng làm thí nghiệm λ=0,5µm.
2. Xác định vị trí của vân sáng bậc hai và vân tới thứ năm. Và tính khoảng cách giữa chúng trong hai trường hợp:
a. Hai vân ở cùng bên so với vân trung tâm. b. Hai vân ở hai phía so với vân trung tâm.
DẠNG 2: GIAO THOA TRƯỜNG - SỐ VÂN GIAO THOA
* Khoảng vân của bức xạ đơn sắc: i = λaD;
* Xác định bề rợng nữa giao thoa trường: l n = 2k.
+Nếu l = (k+0,5)i: Vân ngồi cùng là vân tới thứ k + 1, sớ=
2L L
+ Nếu l = ki: thì vân ngồi cùng là vân bậc k, sớ vân sáng và vân tới quan sát được trên giao thoa trường là:
- Sớ vân sáng là: n = 2k+1;
- Sớ vân tới là : vân sáng, vân tới quan sát được trên giao thoa trường là:
+ Sớ vân tới là: n = 2(k+1); + Sớ vân sáng là : n = 2k + 1.
Lưu ý: Sớ vân sáng trên giao thoa trường là sớ lẻ, sớ vân tới trên giao thoa trường là sớ chẵn;
* Xác định sớ vân sáng, vân tới trong vùng giao thoa (trường giao thoa) có bề rợng L (đới xứng qua vân trung tâm)
+ Sớ vân sáng (là sớ lẻ): 2 1 2 S L N i é ù ê ú = + ê ú ë û + Sớ vân tới (là sớ chẵn): 2 0,5
2t t L N i é ù ê ú = + ê ú ë û
Trong đó [x] là phần nguyên của x. Ví dụ: [6] = 6; [5,05] = 5; [7,99] = 7
* Xác định sớ vân sáng, vân tới giữa hai điểm M, N có toạ đợ x1, x2 (giả sử x1 < x2) + Vân sáng: x1 < ki < x2
+ Vân tới: x1 < (k+0,5)i < x2
Sớ giá trị k ∈ Z là sớ vân sáng (vân tới) cần tìm
Lưu ý: M và N cùng phía với vân trung tâm thì x1 và x2 cùng dấu. M và N khác phía với vân trung tâm thì x1 và x2 khác dấu.
* Xác định khoảng vân itrong khoảng có bề rợng L. Biết trong khoảng L có n vân sáng.
+ Nếu 2 đầu là hai vân sáng thì:
1L L i n = -
+ Nếu 2 đầu là hai vân tới thì: i L n
=
+ Nếu mợt đầu là vân sáng còn mợt đầu là vân tới thì: i L0,5 n
= - -
* Sự trùng nhau của các bức xạ λ1, λ2 ... (khoảng vân tương ứng là i1, i2 ...) + Trùng nhau của vân sáng: xs = k1i1 = k2i2 = ... ⇒ k1λ1 = k2λ2 = ...
+ Trùng nhau của vân tới: xt = (k1 + 0,5)i1 = (k2 + 0,5)i2 = ... ⇒ (k1 + 0,5)λ1 = (k2 + 0,5)λ2 = ...
Lưu ý: Vị trí có màu cùng màu với vân sáng trung tâm là vị trí trùng nhau của tất cả các vân sáng của các bức xạ.
Bài 10: Trong thí nghiệm Young về hiện tượng giao thoa ánh sáng, hai khe cách nhau 0,5mm với ánh sáng đơn sắc dùng làm thí nghiệm có bước sóng = 0,5 m
và quan sát hiện tượng giao thoa ở trên màn E cách hai khe 2m.
1. Tại các điểm M1 và M2 cách vân trung tâm lần lượt 7mm và 10mm thu được vân gì? Bậc (thứ) mấy?
2. Biết chiều rợng của vùng giao thoa trường trên màn là 26mm, tính sớ vân sáng, vân tới quan sát được?
3. Nếu thực hiện giao thoa trong nước có chiết suất n =
34 4
thì có hiện tượng gì xảy ra? Tính khoảng vân trong trường hợp này?
Bài 11: Trong thí nghiệm Young về hiện tượng giao thoa ánh sáng, hai khe cách nhau 1,5mm, hai khe sáng cách màn là 3m, người ta đo được khoảng cách giữa vân sáng bậc 2 đến vân sáng bậc 5 cùng nằm về mợt phía so với vân trung tâm la 3mm.
1. Tính bước sóng λ của bức xạ dùng làm thí nghiệm;
2. Tính khoảng cách giữa vân sáng bậc 3 và vân tới thứ 8 nằm về hai phía so với vân trung tâm.
3. Tìm sớ vân sáng và vân tới quan sát được trên giao thoa trường có bề rợng 11mm.
Bài 12: Trong thí nghiệm Young về hiện tượng giao thoa ánh sáng, hai khe cách nhau 2mm, hai khe sáng cách màn là 3m, bức xạ đơn sắc dùng làm thí nghiệm có bước sóng λ = 0,5µm.
1. Xác định sớ vân sáng, vân tới trên bề rợng 3cm của giao thoa trường; 2. Thay ánh sáng đơn sắc λ bằng ánh sáng đơn sắc λ’ = 0,6µm thì khoảng vân tăng hay giảm, tìm sớ vân sáng, vân tới trên giao thoa trường 3cm như trên.
DẠNG 3: GIAO THOA ĐỒNG THỜI HAI BỨC XẠ