Kiến thức cần nhớ
- Vị trí vân sáng bậc k
- Vị trí vận tối bậc k
VD1: Trong thí nghiệm Y-âng, cho a = 0,8mm, D = 1,2m. Biết rằng, từ vân sáng trung tâm tới vân tối thứ 5 cách nhau 1 khoảng 4,32mm. Hỏi bước sóng ánh sáng ở thí nghiệm trên có giá trị là bao nhiêu?
Hướng dẫn:
- Tính khoảng vân i
- Tính bước sóng dựa trên công thức tính khoảng vân
Đáp án: C
Hướng dẫn chi tiết:
- Vị trí vân tối thứ 5 cách vân trung tâm là 4,5.i
- i = 4,32/4,5 = 0,96 mm
- Bước sóng
Hướng dẫn:
Đáp án: D
Hướng dẫn chi tiết:
Bài tập vận dụng
Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe cách nhau a = 0,5mm được chiếu sáng bằng ánh sáng đơn sắc. Khoảng cách từ hai khe đến màn quan sát là 2 m. Trên màn quan sát, trong vùng giữa hai điểm M và N mà MN = 2cm, người ta đếm được có 10 vân tối và thấy tại M và N đều là vân sáng. Bước sóng của ánh sáng đơn sắc dùng trong thí nghiệm này là
A. 0,4 μm. B. 0,5 μm.
C. 0,6 μm. D. 0,7 μm.
Đáp án: B
Dạng 2. Tính khoảng cách giữa các vân và xác định số vân sáng, vân tối
Kiến thức cần nhớ
- Khoảng cách vân sáng bậc k và vân tối bậc k’
- Nếu 2 vân cùng phía so với vân trung tâm:
- Nếu 2 vân khác phía so với vân trung tâm:
- Khoảng cách giữa vân sáng và vân tối liền kề là: i/2. Vị trí các vân tối tiếp theo được xác định:
Hướng dẫn:
Đáp án: A
Hướng dẫn chi tiết:
Ví dụ 2: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng, Sử dụng ánh sáng đơn sắc chiếu sáng các khe hẹp. Khoảng vân là 1,2mm. Xét hai điểm M và N trên màn ở cùng một phía so với vân sáng trung tâm, cách vân trung tâm lần lượt 2mm và 4,5mm, hỏi có bao nhiêu vân sáng, tối ở trên đoạn MN:
A. 2 vân sáng, 2 vân tối.
B. 4 vân sáng, 5 vân tối.
C. 5 vân sáng, 6 vân tối
D. 1 vân sáng, không có vân tối
Hướng dẫn:
Đáp án: A
Hướng dẫn chi tiết:
Bài tập vận dụng
Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe là a = 2mm, khoảng cách từ hai khe đến màn quan sát là D = 1,5m. Nguồn sáng đơn sắc có bước sóng λ = 0,6μm. Xét trên khoảng MN trên màn, với MO = 5mm, ON = 10mm, (O là vị trí vân sáng trung tâm giữa M và N). Hỏi trên MN có bao nhiêu vân sáng, bao nhiêu vân tối?
A. 34 vân sáng 33 vân tối
B. 33 vân sáng 34 vân tối
C. 22 vân sáng 11 vân tối
D. 11 vân sáng 22 vân tối
Đáp án: A
Dạng 3. Tìm số vân trên trường giao thoa
Kiến thức cần nhớ
- Trường giao thoa có bề rộng L
- Số vân sáng trên trường giao thoa
- Số vân tối trên trường giao thoa
- Số vân sáng và vân tối trong đoạn MN thuộc trong trường giao thoa và nằm 2 bên vân sáng trung tâm
+ Số vân sáng:
+ Số vân tối:
- Số vân sáng và vân tối trong đoạn MN thuộc trong trường giao thoa và nằm cùng phía so với vân sáng trung tâm
+ Số vân sáng:
+ Số vân tối:
Ví dụ 1: Trong một thí nghiệm về Giao thoa anhs sáng bằng khe I âng với ánh sáng đơn sắc λ = 0,7 μ m, khoảng cách giữa 2 khe S1,S2 là a = 0,35 mm, khoảng cách từ 2 khe đến màn quan sát là D = 1m, bề rộng của vùng có giao thoa là 13,5 mm. Số vân sáng, vân tối quan sát được trên màn là:
A: 7 vân sáng, 6 vân tối; B: 6 vân sáng, 7 vân tối.
C: 6 vân sáng, 6 vân tối; D: 7 vân sáng, 7 vân tối.
Hướng dẫn:
- Tìm khoảng vân i
- Tìm số vân sáng và vân tối theo các công thức
Đáp án: A
Hướng dẫn chi tiết:
- Khoảng vân i
- Số vân sáng
Do phần thập phân của L/2i là 0,375 < 0,5
nên số vạch tối là: Nt = Ns – 1 = 6.
Số vạch tối là 6, số vạch sáng là 7
Ví dụ 2: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, biết D = 2,5m, a =1mm, λ = 0,6µm. Bề rộng trường giao thoa là 12,5mm. Số vân quan sát được trên màn chắn là:
A. 12 B. 13 C. 17 D. 19
Hướng dẫn:
- Tìm khoảng vân i
- Tìm số vân sáng và vân tối theo các công thức
Đáp án: C
Hướng dẫn chi tiết:
- Khoảng vân i = 1,5 mm
- Số vân sáng là: Ns = 2[L/2i] + 1 = 9
- Số vân tối là Nt = 2[L/2i + 0.5] = 8
Vậy có tổng số 17 quan sát được trên màn.
Bài tập vận dụng
Trong thí nghiệm ánh sáng giao thoa với khe Y-âng, khoảng cách giữa 2 khe S1, S2 là 1mm, khoảng cách từ 2 khe đến màn quan sát là 2m. Chiếu vào 2 khe ánh sáng có bước sóng λ = 0,656 m. Biết bề rộng của trường giao thoa lag L = 2,9cm. Xác định số vân sáng, vân tối quan sát được trên màn.
A: 22 vân sáng, 23 vân tối; B: 22 vân sáng, 21 vân tối
C: 23 vân sáng, 22 vân tối D: 23 vân sáng, 24 vân tối
Dạng 4. Giao thoa trong môi trường có chiết suất n và thay đổi khoảng cách L
Kiến thức cần nhớ
- Gọi λ là bước sóng ánh sáng trong chân không hoặc không khí. Gọi λ' là bước sóng ánh sáng trong môi trường có chiết suất n.
