Hiệu đường truyền, tọa độ vân gioa thoa, khoảng vân, đo bước sóng ánh sáng bằng hiện tượng giao thoa a.. Đo bước sóng nhờ hiện tượng giao thoa.. i GIAO THOA ÁNH SÁNG TÀI LIỆU BÀI GIẢN
Trang 1A Tóm tắt lý thuyết
1 Thí nghiệm (SGK)
2 Hiệu đường truyền, tọa độ vân gioa thoa, khoảng vân, đo bước sóng ánh sáng bằng hiện tượng giao thoa
a Hiệu đường truyền: ∆ = − r2 r1
Xét 1 1 12 2 ( )2
2
a
∆ ⇒ = + − (1)
2
a
∆ ⇒ = + + (2)
Lấy (2)-(1) ⇒r22−r12 =2ax⇔(r2+r r1)( 2−r1)=2ax
Vì : D x a, r2 r1 2D r2 r1 ax r2 r1 ax
>> ⇒ + ≈ ⇒ − = ⇒ ∆ = − =
b Tọa độ vân sáng, tối trên M
*Nếu M ≡ vân sáng: S ; 0, 1, 2
S
λ λ
+ k = →0 xs0= → vân sáng trung tâm 0
+ k 1 xS1 D
a
λ
= ± → = ± → 2 vân sáng bậc 1
+ k 2 xS2 2 D
a
λ
= ± → = ± →2 vân sáng bậc 2
*Nếu M ≡ vân tối: ( ' 1) ( ' 1) ; ' 0, 1, 2
T
T
λ λ
+ ' 0; 1 1 1
2
T
D
a
λ
= = − ⇒ = ± : hai vân sáng bậc 1
+ ' 1; 2 2 3
2
T
D
a
λ
= = − ⇒ = ± : hai vân sáng bậc 2
c Khoảng vân giao thoa trên màn
( 1) ( ' 1) '
D
a
λ
1
( ' )
2
S
T
D
i
a
D
a
λ
λ
=
= +
d Đo bước sóng nhờ hiện tượng giao thoa
i
GIAO THOA ÁNH SÁNG
(TÀI LIỆU BÀI GIẢNG)
Giáo viên: ĐOÀN CÔNG THẠO
Trang 2Nhờ đo bước a, i, D từ đó tính λ Nhờ phương pháp này người ta tìm ra được quy luật mỗi 1 ánh sáng đơn sắc có một bước sóng hoàn toàn xác định, với quy luật từ ánh sáng đỏ đến tím bước sóng giảm dần từ
0, 76µm→0, 4µm
B Bài tập
Bài tập 1: Cho thí nghiệm I âng, biết a=1mm, D=3m, λ=0, 5 mµ
1.Tìm tạo độ vân sáng bậc 2, tọa độ vân tối bậc 4, tính khoảng cách giữa 2 vân này
2.Tính khoảng cách từ vân trung tâm đến vân sáng bậc 10, khoảng cách giữa 4 vân sáng liên tiếp
Cho MN có tọa độ trên màn E Tìm số vân sáng, vân tối trong đoạn MN, kể cả điểm MN
Hướng dẫn giải
1.x S3,x ? T4
6
3 3
0, 5.10 3
1, 5.10 1, 5 10
D
a
−
3
4
3
1
( ' ) 3, 5
2
S
T
= ± = ±
= ± + = ±
+ Nếu 2 vân cùng phía: l34 =3, 5i− =3i 0, 5i
+ Nếu 2 vân khác phía: l34 =3, 5i+ =3i 6, 5i
2 l0 _10,l ? 4
0 _10
4
10
3
=
=
3.Tìm số vân: NS, NT?
a Số vân sáng: x M ≤ki≤x N ⇔20 1, 5≤ k≤30;k∈ ⇒Z NS =17vân
b.Số vân tối: ( ' 1)
2
x ≤ k + i≤x
Bài tập 2: (khảo sát sự trôi vạch vân)
Cho thí nghiệm I âng biết a, D Nhưng ở đó S được phép chuyển động trong mặt phẳng vuông góc với SH (SH nằm trên mặt phẳng trung trực giữa 2 khe) mặt phẳng đó cách màn một khoảng D rất lớn 1
1 Tìm vị trí vân trung tâm khi S có tọa độ x 1
2 S chuyển động đều với vận tốc v 1
3 S dao động điều hòa với phương trình: x1= A c1 os(ω1t+ϕ1)
4 Giả sử S nằm trên trung trực 2 khe, để có sự hoán vị của vân sáng sang vân tối gần nhất từ gốc O thì S
phải di chuyển 1 đoạn là bao nhiêu (biết λ)
Hướng dẫn giải
Giả sử S có tọa độ x thì: 1 ∆ =( 'r2 +r2) ( '− r1+r1)=( 'r2 −r1') (+ r2−r1)
Vì
1
2 1
1 1
1
2 1
ax ' '
ax ax
ax
r r
D
r r
D
− =
>> ⇒ ⇒ ∆ = +
− =
Gọi x tương ứng là tọa độ vân sáng trung tâm thì:
1
ax ax
∆ = ⇔ + = ⇒ = − (1)
Trang 31 Nếu x cố định thì (1)1 0 1
1
D
D
⇒ = − Nhận xét: S, H, vân tâm thẳng hàng
2 Nếu S chuyển động đều
1 1
x
⇒ = − ⇒ = = −
Nhận xét: Vân trung tâm cũng như hệ vân, đều chuyển động đều, dấu (-) chứng tỏ v0↑↓v
3 Nếu S dao động điều hòa: x1= A c1 os(ω1t+ϕ1)
1
os( )
D
Nhận xét: Hệ vân dao động điều hòa xung quanh VTCB, với biên độ bằng 0 1
1
D
D
= , vận tốc góc ω1, ngược pha với x 0
4 Tìm x để có sự hoán vị 1
1
D
= ± ⇔ ± = ± ⇒
Bài tập 3: (bài tập tìm dải quang phổ bậc n và số vân sáng tối trùng nhau tại 1 điểm)
Cho thí nghiệm I âng biết a=1mm, D=2m, S là nguồn sáng trắng
1 Giải thích hiện tượng xuất hiện trên màn E
2 Tìm bề rộng giải quang phổ bậc 1, 2, n
3 Tại điểm có tọa độ 2cm trên màn có bao nhiêu vân sáng trùng nhau, bao nhiêu vân tối trùng nhau, chỉ
rõ bậc và bước sóng
Giáo viên : Đoàn Công Thạo
Nguồn : Hocmai.vn