- Thí nghiệm: dùng một nguồn sáng S đặt trước một lỗ tròn nhỏ O, khoét trên một hộp kín. Quan sát cùng sáng ở thành đối diện. - Kết quả thí nghiệm: Nếu ánh sáng truyền thẳng thì trên thà[r]
Trang 1TỔNG HỢP LÝ THUYẾT VÀ BÀI TẬP VỀ GIAO THOA ÁNH SÁNG
I LÝ THUYẾT
1) Hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng
- Thí nghiệm: dùng một nguồn sáng S đặt trước một lỗ tròn nhỏ O, khoét trên một hộp kín
Quan sát cùng sáng ở thành đối diện
- Kết quả thí nghiệm: Nếu ánh sáng truyền thẳng thì trên thành sẽ có một vệt sáng tròn đường kính là D Nhưng thực tế ta lại thấy một vệt sáng tròn có đường kính D’ > D Lỗ O càng nhỏ D’ cang lớn hơn nhiều so với D
- Hiện tượng nhiễu xạ là: hiện tượng ánh sáng truyền sai lệch so với sự truyền thẳng khi ánh
sáng gặp vật cản
- Giải thích hiện tượng: để giải thích hiện tượng này tà thừa nhận: mỗi chùm sáng đơn sắc
được coi là một sóng có bước sóng xác định
2) Hiện tượng giao thoa ánh sáng
a) Thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng
- Sơ đồ thí nghiệm: như hình bên
Trang 2- Kết quả thí nghiệm: trong vùng hai chùm sáng gặp nhau đúng ra đều phải sáng nhưng ta lại
thấy có những vạch tối và vạch sáng xen kẽ nhau Giống như hiện tượng giao thoa, buộc ta
thừa nhận ánh sáng có tính chất sóng Những vạch tối là chỗ hai sóng ánh sáng triệt tiêu lẫn
nhau, những vạch sáng là chỗ hai sóng ánh sáng tăng cường lẫn nhau Hệ vân sáng, tối xen
kẽ nhau được gọi là hệ vân giao thoa của hai sóng ánh sáng
b) Vị trí các vân sáng, vân tối
Giả sử bước sóng của ánh sáng giao thoa là λ, khoảng cách giữa 2 khe S1,S2 là a, khoảng
cách từ 2 khe đến màn là D O là vị trí vân sáng trung tâm Xét điểm A cách O 1 đoạn là x
- Khoảng cách từ A tới nguồn S1 là:
2
a
- Khoảng cách từ A tới nguồn S2 là:
2
a
Ta có d2 - d1 = (d2 - d1)(d2 + d1) = 2ax
Vì a,x ≪ D nên có d2 + d1 ≈ 2D
Khi đó hiệu đường đi của 2 sóng ánh sáng từ S1,S2 truyền tới A là: d2-d1 ≈ 2ax/2D = ax/D
- Điều kiện để tại A là một vân sáng: d2 - d1 = kλ
Khoảng cách từ O đến vân sáng bậc k là xk = kλD/a (k = 0, ±1, ±2 )
Nhận xét: vị trí O của vân sáng bậc 0: k = 0 ↔ x = 0 (∀ λ), nên O được gọi là vân trung tâm
hay vân chính giữa
Trang 3- Điều kiện để tại A là vân tối: d2 - d1 = (k - 1/2)λ
Khoảng cách từ O đến vân tối thứ k là x'k = (k - 1/2)[(λD)/a] (k = ±1, ±2 )
c) Khoảng vân
- Định nghĩa: là khoảng cách giữa 2 vân sáng, hoặc hai vân tối liên tiếp
- Công thức tính khoảng vân i:
i = xk+1 - xk = x'k+1 - x'k = λD/a
d) Ứng dụng:
Đo bước sóng của ánh sáng Đo các đại lượng D,a,i khi đó bước sóng : λ = ia/D
3) Mối liên hệ giữa bước sóng của ánh sáng và màu sắc
Các kết quả thực nghiệm cho thấy:
- Mỗi ánh sáng đơn sắc có một bước sóng hoặc tần số trong chân không hoàn toàn xác định
- Ánh sáng khả kiến ( ánh sáng nhìn thấy) có bước sóng trong khoảng: 380÷760 nm
Bảng bước sóng của ánh sáng nhìn thấy trong chân không
- Ánh sáng trắng của Mặt Trời là hỗn hợp của vô số ánh sáng đơn sắc có bước sóng biến
thiên từ 0 đến ∞
- Điều kiện để xảy ra hiện ượng giao thoa ánh sáng là: hai nguồn sáng kết hợp
+ Hai nguồn phải phát ra hai sóng có cùng bước sóng
+ Hiệu số pha dao động cảu hai nguồn phả không đổi theo thời gian
II TRẮC NGHIỆM VẬN DỤNG
khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là D = 2m Hai khe được chiếu
bằng bức xạ có bước sóng λ = 0,59μm Trên màn thu được hình ảnh giao thoa Tại điểm M
trên màn cách vân sáng trung tâm (chính giữa) một khoảng 7,67mm có vân sáng hay vân tối
bậc
Trang 4A sáng bậc 6
B sáng bậc 7
C tối thứ 6
D tối thứ 7
cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là D = 1,5m Hai khe được chiếu bằng bức
xạ có bước sóng λ = 0,6μm Trên màn thu được hình ảnh giao thoa Tại điểm M trên màn cách vân sáng trung tâm một khoảng 5,4mm có vân sáng bậc
A 6 B 3 C 2 D 4
ás có bước sóng 600nm Các vân giao thoa hứng được trên màn cách hai khe 2m Tại điểm M
có x = 2,4mm là:
A 1 vân tối
B vân sáng bậc 2
C vân sáng bậc 3
D không có vân nào
khoảng cách giữa hai khe là 0,3mm khoảng cách từ hai khe tới màn là 90cm Điểm M cách vân trung tâm 0,66cm là:
A vân sáng bậc 4
B vân sáng bậc 5
C vân tối thứ 5
D vân tối thứ 4
khoảng cách giữa 2 khe là 0,2mm khoảng cách từ 2 khe tới màn là 80cm Điểm M cách vân
trung tâm 0,7cm thuộc:
A vân sáng bậc 4
B vân sáng bậc 3
C vân tối thứ 3
D vân tối thứ 4
sáng đơn sắc có bước sóng l Khoảng cách giữa hai khe là a Người ta đo được khoảng cách
Trang 5giữa 5 vân sáng liên tiếp trên màn là 4 mm Biết 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 Từ
C đến E có bao nhiêu vân sáng?
A 19 B 13 C 18 D 16
0,5 mm, màn ảnh cách hai khe 2 m Bề rộng vùng giao thoa trên màn là 17 mm Tính số vân
quan sát được trên màn
A 8 vân sáng; 8 vân tối
B 9 vân sáng; 8 vân tối
C 9 vân sáng; 9 vân tối
D 8 vân sáng; 9 vân tối
sáng đơn sắc Khoảng vân trên màn là 1,2mm Trong khoảng giữa hai điểm M và N trên màn ở cùng một phía so với vân sáng trung tâm, cách vân trung tâm lần lượt 2 mm và 4,5 mm, quan
sát được
A 2 vân sáng và 2 vân tối
B 3 vân sáng và 2 vân tối
C 2 vân sáng và 3 vân tối
D 2 vân sáng và 1 vân tối
Câu 9: Thực hiện giao thoa ás bằng khe Young với ás trắng, có bước sóng biến thiên từ lđ =
0,750µm đến lt = 0,400µm Khoảng cách từ mặt phẳng hai khe đến màn gấp 1500 lần khoảng
cách giữa hai khe Bề rộng của quang phổ bậc 3 thu được trên màn là:
A 2,6mm B 3mm
C 1,575mm D 6,5mm
đơn sắc có bước sóng 0,6 μm Khoảng cách giữa hai khe là 1 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 2,5 m, bề rộng miền giao thoa là 1,25 cm Tổng số vân sáng
và vân tối có trong miền giao thoa là
A 21 vân B 15 vân
C 17 vân D 19 vân
Trang 6Website 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
xây dựng các khóa luyện thi THPTQG các môn: Toán, Ngữ Văn, Tiếng Anh, Vật Lý, Hóa Học và
Sinh Học
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
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
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
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