Bài 24.Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe là 1,5 mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là 2 mb. Tìm khoảng vân và vị trí vân sáng bậc 4.[r]
Trang 1II HIỆN TƯỢNG GIAO THOA ÁNH SÁNG
1 Hiện tượng giao thoa ánh sáng (chỉ xét giao thoa ánh sáng trong thí nghiệm Iâng).
Đ/n: Là sự tổng hợp của hai hay nhiều sóng ánh sáng kết hợp
trong không gian trong đó xuất hiện những vạch sáng và những
vạch tối xen kẽ nhau.
Hiệu đường đi: 2 1
ax
D
Vị trí (toạ độ) vân sáng: d2 – d1 = k x=k
λD
a ( k ∈Z )
k = 0: Vân sáng trung tâm
k = 1: Vân sáng bậc (thứ) 1 i
k = 2: Vân sáng bậc (thứ) 2
k = bậc vân sáng
Vị trí (toạ độ) vân tối:
d2 – d1 = (k + 0,5) x=( k +
1
2 )
λD
a ( k∈Z ) i
k = 0, Vân tối thứ nhất
k = 1, Vân tối thứ hai
k = 2, Vân tối thứ ba
k = Thứ vân tối – 1
Khoảng vân i: Là khoảng cách giữa hai vân sáng hoặc hai vân tối liên tiếp: i= λD
a
i
Khoảng cách n vân sáng = khoảng cách n vân tối = ( n – 1) i
Giao thoa trong môi trường có chiết suất n : Với a và D không đổi thì bước sóng và khoảng vân
giảm đi n lần so với bước sóng và khoàng vân trong chân không , tức là : λ'= λ
n ; i'=
i
n
2 Giải thích hiện tượng giao thoa ánh sáng.
Chúng ta chỉ giải thích được hiện tượng trên nếu công nhận ánh sáng có tính chất sóng.
Vì ánh sáng có tính chất sóng nên hai khe S1;S2 được chiếu bởi cùng một khe S đã trở thành hai nguồn sóng kết hợp Sóng của chúng khi gặp nhau đã giao thoa với nhau.
o Vân sáng là chỗ hai sóng gặp nhau và tăng cường lẫn nhau.
o Vân tối là chỗ hai sóng gặp nhau triệt tiêu lẫn nhau.
Nx: hiện tượng giao thoa,nhiễu xạ là hai bằng chứng hùng hồn nhất chứng minh ánh sáng mang tính chất sóng.
O
k = +1
k = 0
k = - 1
Trang 2DẠNG 2: ÁNH SÁNG KÉP
Sự trùng nhau của các bức xạ 1, 2 (khoảng vân tương ứng là i1, i2 )
Trùng nhau của vân sáng: xs = k1 i1 = k2i2 = k11 = k22 =
Trùng nhau của vân tối: xt = (k1 + 0,5)i1 = (k2 + 0,5)i2 = (k1 + 0,5)1 = (k2 + 0,5)2 =
Tìm ẩn của bài toán theo yêu cầu
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.Ta coi vị trí đó có màu “dở hơi”
Các bài toán liên quan đến màu dở hơi làm như bài toán ánh sáng đơn sắc.
Bài 18 λ1=0, 75 μm ; λ2=0, 45 μm;a=2 mm; D=2 m
a Xác định khoảng vân đối với ánh sáng có λ2
b Xác định vị trí gần O nhất cùng màu với O
c Xác định khoảng cách gần nhau nhất giữa hai vân sáng cùng màu với vân ở O
d AB = 9 mm có OA = OB.Tìm số vân sáng có màu giống vân sáng trung tâm trong đoạn AB.
e Tìm vân sáng bậc 5 cùng màu với vân sáng trung tâm.
Bài 19 (chợ tình Sapa) λ1=0,6 μm; λ2=?;a=0,2 mm; D=1 m; L=2,4 cm
Trong vùng giao thoa thì thầy 17 vân sáng,trong 17 vân sáng có 3 vân sáng trùng màu với vân
sáng trung tâm,hai trong 3 vân lằm ở mép ngoài cùng của vùng giao thoa.Tình λ2 =?
Nx: N = N1 + N2 – a ĐS: λ2 = 0,48 μm
Bài 20 Thí nghiệm Iâng giao thoa ánh sáng với nguồn sáng là 2 bức xạ có bước sóng lần lượt là 1 và 2 Cho 1 = 0,5 m Biết vân sáng bậc 12 của bức xạ 1 trùng vân sáng bậc 10 của bức xạ 2
cùng phía với nhau so với vân sáng chính giữa) Biết 2 khe Iâng cách nhau 1 mm và khoảng cách
từ 2 khe đến màn là 1 m
Bài 21 Hai khe Iâng cách nhau 0,8 mm và cách màn 1,2 m.
điểm M cách vân trung tâm 4,5 mm có vân sáng hay vân tối
định vị trí trùng nhau của các vân tối của 2 bức xạ 1 và 2 trên màn
Bài 22.Một nguồn sáng điểm nằm cách đều hai khe Iâng và phát ra đồng thời hai bức xạ đơn sắc có bước
khe đến màn là D = 1 m
b Trong một khoảng rộng L = 2,4 cm trên màn, đếm được 17 vạch sáng, trong đó có 3 vạch là kết
cùng của khoảng L
Bài 23.Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe là 0,5 mm, khoảng cách
Trang 3450 nm và 2 = 600 nm Trên màn quan sát, gọi M, N là hai điểm ở cùng một phía so với vân trung tâm, cách vân trung tâm lần lượt là 5,5 mm và 22 mm Tìm số vị trí vân sáng trùng nhau của hai bức xạ trên đoạn MN
Bài 24.Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe là 1,5 mm, khoảng cách
từ hai khe đến màn là 2 m
hai vân sáng trùng nhau của chúng
DẠNG 3: ÁNH SÁNG TRẮNG
Bài 25 D=2m; a=15mm Xác định xem tại vị trí cách O 9mm có những ánh sáng đơn sắc
nào?
Bài 26 Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, nguồn sáng gồm các bức xạ có bước sóng lần là
đến hai khe là 2,1 m có vân sáng của bức xạ nào? Tại điểm N có hiệu khoảng cách đến hai khe bằng 0,9
m có vân tối của bức xạ nào? Xác định vị trí một điểm có hiệu đường đi ( 0) để cả ba bức xạ trên đều cho vân sáng
Bài 27 Trong thí nghiệm của Young về giao thoa ánh sáng, hai khe S1 và S2 được chiếu bằng ánh sáng đơn sắc có bước sóng = 0,5 m Khoảng cách giữa hai khe là 0,8 mm Người ta đo được khoảng cách giữa 5 vân sáng liên tiếp trên màn là 4 mm Hãy xác định:
a Khoảng cách từ hai khe đến màn và khoảng cách từ vân sáng 3 đến vân sáng 12 ở khác phía với nhau so với vân sáng chính giữa
b Tại 2 điểm C và E trên màn, cùng phía với nhau so với vân sáng trung tâm và cách vân sáng trung tâm lần lượt là 2,5 mm và 15 mm là vân sáng hay vân tối? Từ C đến E có bao nhiêu vân sáng? Thay ánh sáng đơn sắc bằng ánh sáng trắng (0,76m 0,38m) Xác định bề rộng của quang phổ bậc
1 và cho biết có những bức xạ nào cho vân sáng trùng với vân sáng bậc 4 của ánh sáng vàng có bước sóng
v = 0,60 m