PHAN GIAO THOA ANH SANG1

Hãy tìm bước sóng của các ánh sáng đơn sắc cho vân tối tại một điểm trên màn cách vân trung tâm 4mm.. Trong thí nghiệm Iâng người ta chiếu một chum ánh sáng đơn sắc song song vào [r]

CHƯƠNG - SÓNG ÁNH SÁNG.

*.CÁC CÔNG THỨC.

I Aùnh sáng đơn sắc:

1.Vị trí vân sáng, vân tối, khoảng vân: (ánh sáng đơn sắc)

+) xs = k λ D a = ki ; xt = (k +12)

D a



=

1

2

k 

i ; i = λ D a ; với k  Z

Chu ́ y : k = 0: vân sáng trung tâm; k = 1 :vân sáng bậc 1

k = 0; -1: vân tới thứ 1; k = 1, -2: vân tới thứ 2

2 Điểm M cách vân trung tâm mộy đoạn x M là vân sáng hay vân tối:

+) Tại M có vân sáng khi: x M

i =

OM

i = k, đó là vân sáng bậc k +) Tại M có vân tối khi:

M

x

i = (k +12) , đó là vân tối thứ k + 1

3 Tìm khoảng giữa 2 vân sáng x và x’ bất kỳ :

+) Ở cùng một phía vân trung tâm: Δx=|x − x '| +) Ở khác phía vân trung tâm: Δx=|x|+|x '|

4 Hai bức xạ λ và λ ' trùng nhau: x = x’ ⇔ kλ=k '

λ '

5 Bề rộng trường giao thoa L có số vân sáng, vân tối: Xét n = L i

+) Số vân nhiều nhất trên trường giao thoa: m = [n] + 1 với [n] là phần nguyên của n

+) Số vân sáng luôn luôn là số lẻ, số vân tối luôn luôn là số chẳn

+) Tổng số vân trên trường giao thoa : gồm tổng số vân sáng và vân tối

II Aùnh sáng trắng:

1 Bề rộng quang phổ bậc k: +) Đối với 2 vân sáng:  x x dk  x tk = k ( d t)

D

a   

+) Đối với 2 vân tối : Error! Not a valid link.

Error! Not a valid link.2.Giao thoa với ánh sáng trắng ( 0,40m    0,76m )

+)Ánh sáng đơn sắc cho vân sáng tại vị trí đang xét nếu:

D

x k

a





;

min

d

ax k

D 



;

max

t

ax k

D 



;  =

ax

Dk ; với k  Z +) Ánh sáng đơn sắc cho vân tối tại vị trí đang xét nếu:

1

2

D

x k

a



 

;

min

1 2

d

ax k

D 

; max

1 2

t

ax k

D 

;

2 (2 1)

ax

D k

 



3 Tia Rơnghen ( Tia X):

+) Động năng electron khi đập và đối âm cực : Wđ = eUAK

+) e UAK = Q + hfx = Q + hcλ

x Nếu bỏ qua nhiệt lượng làm nóng đối âm cực Q = 0 Ta có: Bước sóng ngắn nhất hoặc tần số lớn nhất của bức xạ Rơnghen: min

hc

 = hfmax = eUAK

Chú ý: +) Thí nghiệm giao thoa thực hiện trong không khí đo được khoảng vân là i thì khi đưa vào trong môi

trường trong suốt có chiết suất n sẽ đo được khoảng vân là i’ =

i

n +) Giữa n vân sáng (hoặc vân tối) liên tiếp là (n -1) khoảng vân.( VD: Có 5 vân sáng liên tiếp hoặc 5 vân tối liên tiếp thì có 4 khoảng vân)

*CÁC BÀI TẬP VẬN DỤNG:

Bài 1 Trong một thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng có a= 2mm, D= 1m Dùng bước sóng đơn sắc có bước

sóng  = 0,45m Tím khoảng vân, vị trí của vân sáng bậc 3 và vân tối thứ tư kể từ vân trung tâm

Bài 2 Trong một thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng , dùng bước sóng đơn sắc có bước sóng 

a, Biết a = 3mm,D =3m, khoảng cách giữa 9 vân sáng liên tiếp là 4mm, tìm

b, Xác định vân sáng bậc 2 và vân tối thứ 3

c, Thay ánh sáng đơn sắc bằng ánh sáng trắng Tìm bề rộng quang phổ bậc 1 và quang phổ bậc 2 trên màn quan sát

Bài 3 Một nguồn sáng S phát ra ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,5m, đến khe I-âng với a = 0,5mm, mặt phẳng chứa 2 khe cách màn D =1m

a, Tìm khoảng vân

b, Bề rộng của vùng giao thoa là 13mm Số vân sáng vân tối quan sát được trên màn là bao nhiêu?

c, Tại điểm M cách vân trung tâm 1,5mm cho vân sáng hay vân tối bậc mấy?

Bài 4 Trong một thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng có a= 2mm, D= 1m, người ta đo được khoảng cách từ vân

sáng bậc 2 đến vân tối thứ 4 ở cùng một phía của vân trung tâm là 0,3mm

a, Tìm bước sóng ánh sáng dùng trong thí nghiệm

b, Tìm khoảng cách giữa vân sáng bậc 3 và vân sáng bậc 8 ở cùng một phía của vân trung tâm

Bài 5 Trong một thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng có a = 2mm, D = 1m,  =0, 5m

a, Tìm khoảng vân

b,Tìm khoảng cách từ vân sáng bậc 3 và vân tối thứ 4 ở 2 bên của vân sáng trung tâm

c, Đổ vào khoảng giữa màn chứa 2 khe I- âng và màn hứng vân giao thoa một chất lỏng có chiết suất n =

4

3, thì các

kết quả trên thay đổi như thế nào?

Bài 6 Trong thí nghiệm giao thoa của I- âng a = 0,5mm, D =2m và = 0,50 m

1, Bề rộng của vùng giao thoa quan sát được là L = 3cm, Tìm số vân sáng quan sát được trên màn

2, Ỏ các điểm cách vân sáng trung tâm 7mm; 10mm cho vân sáng hay vân tối?

Bài 7 Trong thí nghiệm giao thoa I-âng a =2mm, D = 2m Chiếu S bằng ánh sáng gồm 2 bức xạ 1 = 0,4m, 2= 0,5m

a, Tìm các vị trí mà tại đó vân sáng của 2 bức xạ trùng nhau

b, Nếu chiếu vào S ánh sáng trắng bước sóng từ 0,38 m đến 0,76m, thì tại điểm M trên màn cách vân trung tâm 3mm có bao nhiêu vân tối trùng nhau và các vân này ứng các bức xạ nào?

Bài 8 Trong thí nghiệm giao thoa Iâng, hai khe S1 và S2 cách nhau 1mm và chúng cách màn quan sát 1m Người ta dùng nguồn

sáng phát ra ánh sáng trắng có bước sóng nằm trong khoảng từ 0,4μm đến 0,75μm Hãy tìm bước sóng của các ánh sáng đơn sắc cho vân tối tại một điểm trên màn cách vân trung tâm 4mm

Bài 9 Trong thí nghiệm Iâng người ta chiếu một chum ánh sáng đơn sắc song song vào hai khe hẹp song song vói nhau trên

một màn chắn sáng Khoảng cách giữa hai khe là 0,5mm Vân giao thoa được hứng trên một màn ảnh E đặt song song và cách mặt phẳng của hai khe một khoảng bằng 2m Biết rằng khoảng cách giữa 8 vân sáng liên tiếp cạnh nhau là 1,68cm

a.Tính bước sóng ánh sáng

b.Thay chùm ánh sáng đơn sắc nói trên bằng chùm ánh sáng đỏ có bước sóng 0,75μm Tính khoảng vân

c.Thay chùm anh sáng đơn sắc nói trên bằng ánh sáng trắng Tính chiều rộng của quang phổ bậc 1 và của quang phổ bậc 2 trên màn E Cho biết bước sóng của ánh sáng tím là 0,4μm

Bài 10: Thực hiện thí nghiệm giao thoa ánh sáng với hai khe Young S1, S2 cách nhau 3mm và cách màn hứng vân E

3m

a.Chiếu hai khe S1, S2 bởi ánh sáng đơn sắc có bước sóng 1, người ta đo được khoảng cách từ vân sáng trung tâm đến vân sáng thứ 5 là 2mm Tính 1

b.Bây giờ chiếu hai khe S1, S2 bởi ánh sáng gồm hai đơn sắc có bước sóng 1 và 2 = 0,5m Hỏi trên màn E có mấy vị trí tại đó vân sáng của hai hệ vân trùng nhau Bề rộng của vùng giao thoa trên mà E là 8,5mm