Có bao nhiêu bước sóng đơn sắc trong dải ánh sáng trắng cho vân sáng tại vị trí của vân sáng tối bậc 5 ứng với ánh sáng đỏ, biết bước sóng của ánh sáng đỏ là λđỏ = 0,75 μm.. Tính giá trị[r]
Trang 1PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TOÁN TÌM SỐ VÂN SÁNG, VÂN TỒI TRÙNG NHAU TẠI MỘT
ĐIỂM M CHO TRƯỚC TỌA ĐỘ X M MÔN VẬT LÝ 12 NĂM 2021-2022
1 PHƯƠNG PHÁP GIẢI
Bước 1: - Để tìm số vân sáng trùng nhau tại điểm M ta có: xs = xM kλD
a = x → λ = kD
axM (1)
Bước 2: - Ép điều kiện: 0,38 μm ≤ λ ≤ 0, 76 μm → 0,38.10-6 ≤
kD
axM
≤ 0,76.10-6
Bước 3: - Số giá trị k nguyên thỏa mãn bất phương trình trên cho biết số vân sáng của các ánh sáng đơn sắc trùng nhau tại M Các giá trị k tìm được thay vào (1) sẽ tìm được bước sóng tương ứng
Lưu ý: - Để tìm số vân tối trùng nhau tại điểm M ta làm tương tự
2 VÍ DỤ MINH HỌA
Ví dụ 1: Dùng ánh sáng trắng có bước sóng trong khoảng 0,4 (μm) ≤ λ ≤ 0,75 (μm) Có bao nhiêu bước
sóng đơn sắc trong dải ánh sáng trắng cho vân sáng tại vị trí của vân sáng tối bậc 5 ứng với ánh sáng đỏ, biết bước sóng của ánh sáng đỏ là λđỏ = 0,75 (μm) Tính giá trị các bước sóng đó
Hướng dẫn giải:
Vân sáng bậc 5 của ánh sáng đỏ có tọa độ xd(5) = 5
a D
=
a
D 10 75 , 0 5
6
=kλD a Các vân sáng khác trùng nhau tại vân bậc 5 này có tọa độ thỏa mãn
xs = xs(5) kλD
a = a
D 10 75 , 0 5
6
→ λ =
k
10 75 , 0 5
6
Do 0,4 μm ≤ λ ≤ 0,75 μm 0,4.10-6 ≤
k
10 75 , 0 5
6
≤ 0,75.10-6 → 5 ≤ k ≤ 9, 375
Mà k nguyên nên k = {5; 6; 7; 8; 9}
Giá trị k = 5 lại trùng với ánh sáng đỏ nên chỉ có 4 giá trị k thỏa mãn là k = {6; 7; 8; 9}
+ k = 6 → λ =
k
10 75 , 0 5
6
=
6
10 75 , 0 5
6
= 0, 625 (μm)
+ k = 7 → λ ≈ 0,536 (μm)
+ k = 8 → λ = 0,468 (μm)
+ k = 9 → λ = = 0, 417 (μm)
Ví dụ 2: Hai khe I-âng cách nhau 2 (mm), được chiếu bằng ánh sáng trắng có bước sóng từ 0,38 (μm) ≤ λ
≤ 0,76 (μm) Hiện tượng giao thoa quan sát được trên màn (E) đặt song song và cách S1S2 là 2 (m) Xác định bước sóng của những bức xạ bị tắt (hay còn gọi là vân tối) tại vị trí cách vân sáng trung tâm 3,3 (mm) Hướng dẫn giải:
Gọi M là điểm cách vân trung tâm 3,3 (mm) Các vân tối bị trùng tại M có tọa độ thỏa mãn
xt = xM (2k + 1)
a 2 D
= 3,3.10-3 → λ =
1 k 2
6 , 6 2
) 1 k (
10 2 , 3 10 2
(μm)
Do 0,38 μm ≤ λ ≤ 0,76 μm 0,38 ≤
1 k
6 , 6
≤ 0,76 → 3,84 ≤ k ≤ 8,18
Các giá trị k nguyên thoải mãn bất phương trình trên là k = {4; 5; 6; 7; 8}
Trang 2+ Với k = 4 → λ =
1 k
6 , 6
= 9
6 , 6 = 0,73 (μm)
+ Với k = 5 → λ = 0,6 (μm)
+ Với k = 6 → λ = 0,51 (μm)
+ Với k = 7 → λ = 0,44 (μm)
+ Với k = 8 → λ = 0,39 (μm)
3 LUYỆN TẬP
Câu 1: Thực hiện giao thoa với ánh sáng trắng có bước sóng 0,4 μm ≤ λ ≤ 0,7 μm Hai khe cách nhau 2
mm, màn hứng vân giao thoa cách hai khe 2 m Tại điểm M cách vân trung tâm 3,3 mm có bao nhiêu ánh sáng đơn sắc cho vân sáng tại đó ?
Câu 2: Trong thí nghiệm I-âng người ta chiếu sáng hai khe bằng ánh sáng trắng có bước sóng từ 0,4 μm
đến 0,75 μm Khoảng cách giữa hai khe là a = 2 mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là D = 2 m Tại 1 điểm M trên màn cách vân sáng trung tâm 3 mm có bao nhiêu bức xạ cho vân tối trong dải ánh sáng trắng?
Câu 3: Hai khe I-âng cách nhau a = 1 mm được chiếu bằng ánh sáng trắng (0,4 μm ≤ λ ≤ 0,76 μm), khoảng
cách từ hai khe đến màn là 1 m Tại điểm A trên màn cách vân trung tâm 2 mm có các bức xạ cho vân tối
có bước sóng
Câu 4: Hai khe I-âng cách nhau 1 mm được chiếu bằng ánh sáng trắng (0,4 μm ≤ λ ≤ 0,76 μm), khoảng
cách từ hai khe đến màn là 1 m Tại điểm A trên màn cách vân trung tâm 2 mm có các bức xạ cho vân sáng
có bước sóng
Câu 5: Thực hiện giao thoa ánh sáng qua khe I-âng, biết a = 0,5 mm, D = 2 m Nguồn S phát ánh sáng
trắng gồm vô số bức xạ đơn sắc có bước sóng từ 0,4 μm đến 0,76 μm Xác định số bức xạ bị tắt tại điểm
M trên màn E cách vân trung tâm 0,72 cm?
Câu 6: Thực hiện giao thoa ánh sáng qua khe I-âng, biết khoảng cách giữa hai khe là 0,5 mm, khoảng cachs từ màn chứa hai khe tới màn quan sát là 2 m Nguồn S phát ánh sáng trắng gồm vô số bức xạ đơn sắc có bước sóng từ 0,4 μm đến 0,75 μm Hỏi ở đúng vị trí vân sáng bậc 4 của bức xạ đỏ còn có bao nhiêu bức xạ cho vân sáng nằm trùng tại đó?
Câu 7: Trong thí nghiệm giao thoa I-âng đối với ánh sáng trắng khoảng cách từ 2 nguồn đến màn là 2 m,
khoảng cách giữa 2 nguồn là 2 mm Số bức xạ cho vân sáng tại M cách vân trung tâm 4 mm là
Câu 8: Trong thí nghiệm giao thoa I-âng khoảng cách hai khe a = 1 mm, khoảng cách hai khe đến màn D
= 2 m Giao thoa với ánh sáng đơn sắc thì trên màn chỉ quan sát được 11 vân sáng mà khoảng cách hai vân ngoài cùng là 8 mm Xác định bước sóng λ
Trang 3Câu 9: Giao thoa với hai khe I-âng có a = 0,5 mm; D = 2 m Nguồn sáng dùng là ánh sáng trắng có bước
sóng từ 0,40 μm đến 0,75 μm Tính bề rộng của quang phổ bậc 3
Câu 10: Trong thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng khoảng cách giữa hai khe a = 0,3 mm, khoảng cách
từ mặt phẵng chứa hai khe đến màn quan sát D = 2 m Hai khe được chiếu bằng ánh sáng trắng Khoảng cách từ vân sáng bậc 1 màu đỏ (λđỏ = 0,76 μm) đến vân sáng bậc 1 màu tím (λtím = 0,40 μm) cùng một phía của vân sáng trung tâm là
Câu 11: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng bằng khe I-âng Khoảng cách giữa 2 khe kết hợp là a = 2
mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là D = 2 m Nguồn S phát ra ánh sáng trắng có bước sóng từ 380 nm đến 760 nm.Vùng phủ nhau giữa quang phổ bậc hai và quang phổ bậc ba có bề rộng là
Câu 12: Trong thí nghiệm giao thoa áng sáng dùng khe I-âng, khoảng cách 2 khe a = 1 mm, khoảng cách
hai khe tới màn D = 2 m Chiếu bằng sáng trắng có bước sóng thỏa mãn 0,39 µm ≤ λ ≤ 0,76 µm Khoảng cách gần nhất từ nơi có hai vạch màu đơn sắc khác nhau trùng nhau đến vân sáng trung tâm ở trên màn là
Câu 13: Trong thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe được chiếu bằng ánh sáng trắng có bước
sóng từ 380 nm đến 760 nm 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
ĐÁP ÁN
01 C 02 C 03 D 04 A 05 B
06 A 07 D 08 B 09 C 10 B
11 B 12 D 13 B
Trang 4Website HOC247 cung cấp một môi trường học trực tuyến sinh động, nhiều tiện ích thông minh, nội dung bài giảng được biên soạn công phu và giảng dạy bởi những giáo viên nhiều năm kinh nghiệm, giỏi
về kiến thức chuyên môn lẫn kỹ năng sư phạm đến từ các trường Đại học và các trường chuyên danh
tiếng
I Luyện Thi Online
- Luyên thi ĐH, THPT QG: Đội ngũ GV Giỏi, Kinh nghiệm từ các Trường ĐH và THPT danh tiếng xây dựng các khóa luyện thi THPTQG các môn: Toán, Ngữ Văn, Tiếng Anh, Vật Lý, Hóa Học và
Sinh Học
- Luyện thi vào lớp 10 chuyên Toán : Ôn thi HSG lớp 9 và luyện thi vào lớp 10 chuyên Toán các
trường PTNK, Chuyên HCM (LHP-TĐN-NTH-GĐ), Chuyên Phan Bội Châu Nghệ An và các trường Chuyên khác cùng TS.Trần Nam Dũng, TS Phạm Sỹ Nam, TS Trịnh Thanh Đèo và Thầy Nguyễn Đức Tấn
II.Khoá Học Nâng Cao và HSG
- Toán Nâng Cao THCS: Cung cấp chương trình Toán Nâng Cao, Toán Chuyên dành cho các em
HS THCS lớp 6, 7, 8, 9 yêu thích môn Toán phát triển tư duy, nâng cao thành tích học tập ở trường và đạt điểm tốt ở các kỳ thi HSG
- Bồi dưỡng HSG Toán: Bồi dưỡng 5 phân môn Đại Số, Số Học, Giải Tích, Hình Học và Tổ Hợp
dành cho học sinh các khối lớp 10, 11, 12 Đội ngũ Giảng Viên giàu kinh nghiệm: TS Lê Bá Khánh Trình,
TS Trần Nam Dũng, TS Phạm Sỹ Nam, TS Lưu Bá Thắng, Thầy Lê Phúc Lữ, Thầy Võ Quốc Bá Cẩn cùng đôi HLV đạt thành tích cao HSG Quốc Gia
III Kênh học tập miễn phí
- HOC247 NET: Website hoc miễn phí các bài học theo chương trình SGK từ lớp 1 đến lớp 12 tất
cả các môn học với nội dung bài giảng chi tiết, sửa bài tập SGK, luyện tập trắc nghiệm mễn phí, kho tư liệu tham khảo phong phú và cộng đồng hỏi đáp sôi động nhất
- HOC247 TV: Kênh Youtube cung cấp các Video bài giảng, chuyên đề, ôn tập, sửa bài tập, sửa đề
thi miễn phí từ lớp 1 đến lớp 12 tất cả các môn Toán- Lý - Hoá, Sinh- Sử - Địa, Ngữ Văn, Tin Học và Tiếng Anh
Vững vàng nền tảng, Khai sáng tương lai
Học mọi lúc, mọi nơi, mọi thiết bi – Tiết kiệm 90%
Học Toán Online cùng Chuyên Gia
HOC247 NET cộng đồng học tập miễn phí HOC247 TV kênh Video bài giảng miễn phí