Dạng 4 bao gồm hai phần: thay đổi môi trường (chiết suất n) và thay đổi khoảng cách từ khe đến màn (D). Dưới đây là 20 bài tập có lời giải chi tiết giúp bạn nắm vững các biến thể của công thức giao thoa.
Bài 1 Bước sóng và khoảng vân trong môi trường chiết suất n
💧 Trong thí nghiệm Y-âng, ánh sáng có bước sóng λ = 0,6 μm trong chân không. Thực hiện giao thoa trong chất lỏng có chiết suất n = 1,5. Tính bước sóng và khoảng vân mới. Biết a = 1 mm, D = 1,5 m.
Bước sóng trong môi trường: λ' = λ/n = 0,6 / 1,5 = 0,4 μm.
Khoảng vân trong môi trường: i' = λ'D/a = (0,4·10⁻³ × 1500)/1 = 0,6 mm.
✅ Đáp án: λ' = 0,4 μm; i' = 0,6 mm
Bài 2 Tính khoảng vân trong nước
🌊 Thí nghiệm Y-âng trong không khí có i = 1,2 mm. Đặt toàn bộ hệ thống vào nước có chiết suất n = 4/3. Tìm khoảng vân mới.
i' = i / n = 1,2 / (4/3) = 0,9 mm.
✅ Đáp án: i' = 0,9 mm
Bài 3 Số vân sáng thay đổi khi nhúng vào chất lỏng
📏 Thí nghiệm Y-âng với λ = 0,5 μm, a = 0,5 mm, D = 1,2 m trong không khí. Sau đó nhúng toàn bộ vào chất lỏng có n = 1,25. Hỏi tại vị trí vân sáng bậc 4 trong không khí, trong chất lỏng là vân gì?
i_kk = λD/a = (0,5·10⁻³×1200)/0,5 = 0,6/0,5 = 1,2 mm.
i_lỏng = i_kk / n = 1,2 / 1,25 = 0,96 mm.
Vị trí vân sáng bậc 4 trong không khí: x = 4i_kk = 4,8 mm.
Trong chất lỏng: x / i_lỏng = 4,8 / 0,96 = 5 ⇒ vân sáng bậc 5.
✅ Đáp án: Vân sáng bậc 5
Bài 4 Thay đổi D – vân sáng thành vân tối
📏 Trong thí nghiệm Y-âng, D = 1,2 m, tại M là vân sáng bậc 5. Dịch màn ra xa thêm 0,4 m thì tại M trở thành vân gì? Biết a = 0,8 mm, λ = 0,6 μm.
i = λD/a = (0,6·10⁻³ × 1200)/0,8 = 0,72/0,8 = 0,9 mm.
x_M = 5i = 4,5 mm.
D' = 1,6 m, i' = λD'/a = (0,6·10⁻³ × 1600)/0,8 = 0,96/0,8 = 1,2 mm.
x_M / i' = 4,5 / 1,2 = 3,75 = 4 - 0,25 ⇒ không phải vân sáng hay vân tối chính xác.
✅ Đáp án: Không phải vân sáng cũng không phải vân tối
Bài 5 Tìm D ban đầu khi dịch màn
🔍 Khi D = D1, tại M là vân sáng bậc 4. Khi D = D2 = D1 - 0,3 m, tại M là vân tối thứ 5. Biết a = 1 mm, λ = 0,5 μm. Tìm D1.
💧 Trong không khí, khoảng cách giữa vân sáng bậc 2 và bậc 5 là 4,2 mm. Thực hiện giao thoa trong nước (n=4/3). Tính khoảng cách giữa hai vân đó trong nước.
Trong không khí: Δx_kk = (5-2)i_kk = 3i_kk = 4,2 ⇒ i_kk = 1,4 mm.
Trong nước: i_n = i_kk / n = 1,4 / (4/3) = 1,05 mm.
Δx_n = 3i_n = 3,15 mm.
✅ Đáp án: 3,15 mm
Bài 7 Dịch chuyển nguồn sáng S
🔦 Trong thí nghiệm Y-âng, nguồn sáng S cách đều hai khe. Nếu dịch S lại gần mặt phẳng hai khe một đoạn 10 cm thì hệ vân dịch chuyển như thế nào? Biết khoảng cách từ S đến mặt phẳng khe là d = 50 cm, D = 1,5 m. Tính độ dịch chuyển của vân trung tâm.
Khi dịch S lại gần một đoạn Δd = 10 cm, vân trung tâm dịch chuyển ngược chiều với chiều dịch của S. Độ dịch chuyển: Δx = (D/d)·Δd = (1500/50)×10 = 300 mm = 30 cm.
✅ Đáp án: Dịch 30 cm, ngược chiều dịch của S
Bài 8 Đặt bản mỏng trước một khe – tìm n
🔬 Trong thí nghiệm Y-âng, đặt một bản mỏng có bề dày e = 10 μm, chiết suất n chưa biết trước khe S1 thì thấy hệ vân dịch chuyển một đoạn 5 mm. Biết a = 1 mm, D = 1,5 m, λ = 0,5 μm. Tìm n.
Độ dịch chuyển của hệ vân: Δx = (n-1)e·D/a.
5 = (n-1)·10·10⁻³·1500/1 ⇒ 5 = (n-1)·15 ⇒ n-1 = 1/3 ⇒ n = 4/3 ≈ 1,333.
✅ Đáp án: n = 4/3
Bài 9 Khi D tăng, số vân sáng trên L thay đổi
📏 Ban đầu i = 1,2 mm, L = 12 mm, N_s = 11. Nếu tăng D lên gấp đôi, tính số vân sáng mới.
i' = 2i = 2,4 mm. L' = L (không đổi) = 12 mm. L/(2i') = 12/4,8 = 2,5. N_s' = 2×2 + 1 = 5.
✅ Đáp án: 5 vân sáng
Bài 10 Tìm D' để M là vân sáng bậc 6
🌟 Y-âng: a = 1 mm, D = 1,2 m, λ = 0,5 μm. Điểm M cách vân trung tâm 3 mm. Dịch màn ra xa để M trở thành vân sáng bậc 6. Tìm D'.
x_M = 3 mm. i = λD/a = 0,5·10⁻³×1200/1 = 0,6 mm. Ban đầu x_M/i = 3/0,6 = 5 → vân sáng bậc 5.
Muốn thành vân sáng bậc 6: x_M = 6·λD'/a ⇒ 3 = 6·0,5·10⁻³·D' ⇒ D' = 3 / (3·10⁻³) = 1000 mm = 1 m.
Vậy phải dịch màn lại gần 0,2 m.
✅ Đáp án: D' = 1 m (dịch lại gần 0,2 m)
Bài 11 So sánh khoảng vân trong không khí và trong nước
💧 Thí nghiệm Y-âng với ánh sáng đơn sắc, khi đặt trong không khí có i = 1,5 mm. Khi nhúng vào nước (n=4/3), khoảng vân mới là bao nhiêu?
i' = i / n = 1,5 / (4/3) = 1,125 mm.
✅ Đáp án: 1,125 mm
Bài 12 Đặt bản mỏng, tìm độ dịch chuyển
🔬 Đặt bản mỏng có chiết suất n = 1,5, bề dày e = 5 μm trước khe S1. Biết a = 1 mm, D = 1 m, λ = 0,5 μm. Hỏi vân sáng trung tâm dịch chuyển một đoạn bao nhiêu, về phía nào?
Δx = (n-1)e·D/a = (0,5·5·10⁻³×1000)/1 = 2,5 mm. Vân trung tâm dịch về phía khe có bản mỏng.
✅ Đáp án: Dịch 2,5 mm về phía S1
Bài 13 Khi D giảm, số vân tối thay đổi
📏 Ban đầu i = 0,8 mm, L = 8 mm, N_t = 10. Nếu giảm D đi 1 nửa, tính số vân tối mới trên L.
i' = i/2 = 0,4 mm. L' = L = 8 mm. L/(2i') = 8/(0,8) = 10. N_t' = 2×⌊10+0,5⌋ = 2×10 = 20.
✅ Đáp án: 20 vân tối
Bài 14 Tìm bước sóng khi thay đổi môi trường (có lời giải đầy đủ)
🌟 Trong thí nghiệm Y-âng, thực hiện trong không khí, tại điểm M trên màn là vân sáng bậc 4. Sau đó đặt toàn bộ hệ thống vào một chất lỏng có chiết suất n = 1,25 thì tại M trở thành vân sáng bậc 5. Biết a = 0,8 mm, D = 1,2 m và khoảng cách từ M đến vân trung tâm là 2,4 mm. Tính bước sóng λ của ánh sáng trong chân không.
🔬 Ban đầu vân trung tâm ở O. Đặt bản mỏng n=1,5, e=6 μm trước S1, đồng thời dịch màn ra xa thêm 0,2 m. Biết a=1 mm, D_đầu=1 m, λ=0,5 μm. Tìm độ dịch chuyển cuối cùng của vân trung tâm.
Δx_bản = (n-1)e·D_đầu/a = 0,5·6·10⁻³×1000/1 = 3 mm.
Khi dịch màn, vân trung tâm không dịch (vì chỉ thay đổi D, nguồn và khe giữ nguyên). Vậy độ dịch tổng cộng = Δx_bản = 3 mm về phía S1.
✅ Đáp án: 3 mm về phía S1
Bài 20 Tổng hợp – Tìm n, D, i, số vân
🏆 Trong không khí: i = 1 mm, L = 10 mm, N_s = 11. Nhúng vào chất lỏng: L không đổi, đếm được 13 vân sáng. Tìm n. Nếu sau đó tăng D lên gấp đôi, hỏi số vân sáng trong chất lỏng lúc này là bao nhiêu?
N_s_kk = 11 ⇒ ⌊L/(2i_kk)⌋ = 5 ⇒ L/(2i_kk) ∈ [5,6). i_kk=1 ⇒ L∈[10,12) mm. Chọn L=10 mm.
N_s_n = 13 ⇒ ⌊L/(2i_n)⌋ = 6 ⇒ L/(2i_n) ∈ [6,7) ⇒ i_n ∈ (L/14, L/12] = (10/14, 10/12] = (0,714, 0,833] mm.
i_n = i_kk / n ⇒ n = i_kk / i_n ∈ [1,2, 1,4]. Chọn n=1,3.
Sau đó tăng D gấp đôi: i_n' = 2i_n ⇒ L/(2i_n') = L/(4i_n) = 10/(4i_n). Với i_n=0,8 ⇒ L/(4i_n)=10/3,2=3,125 ⇒ ⌊3,125⌋=3 ⇒ N_s' = 2×3+1=7.
✅ Đáp án: n ≈ 1,3; N_s' = 7
📥 Tải 20 bài tập Dạng 4 về máy (file Word)
In ấn hoặc ôn tập offline dễ dàng hơn. Nhấn nút bên dưới để tải xuống.
* File "20 bài tập Dạng 4 Giao thoa sáng ánh sáng khe young" này được Blog Góc Vật lí (https://buicongthang.blogspot.com) tạo tự động từ nội dung bài viết, có cấu trúc rõ ràng.
Dạng 3 tập trung vào việc xác định số vân sáng, vân tối trên toàn bộ trường giao thoa (bề rộng L) hoặc trên một đoạn MN bất kỳ (cùng phía, khác phía, biết trước tọa độ hoặc độ dài). Dưới đây là 20 bài tập có lời giải chi tiết.
Bài 1 Số vân sáng trên trường giao thoa L
📏 Trong thí nghiệm Y-âng, khoảng vân i = 1,2 mm, bề rộng vùng giao thoa L = 12 mm. Tính số vân sáng và vân tối quan sát được.
🌟 Y-âng: a = 1 mm, D = 2 m, λ = 0,5 μm, bề rộng giao thoa L = 2 cm. Tìm số vân sáng, tối.
i = λD/a = (0,5·10⁻³ × 2000)/1 = 1 mm.
L = 20 mm → L/(2i) = 20/2 = 10. N_s = 2×10 + 1 = 21.
N_t = 2×⌊10 + 0,5⌋ = 2×10 = 20.
✅ Đáp án: 21 sáng, 20 tối
Bài 4 Số vân trên MN cùng phía
📍 i = 0,8 mm. M cách vân trung tâm 2 mm, N cách 6,4 mm (cùng phía). Hỏi trên MN có bao nhiêu vân sáng, vân tối?
M: 2/0,8 = 2,5 → vân tối thứ 3 (x=2,5i).
N: 6,4/0,8 = 8 → vân sáng bậc 8.
Vân sáng từ bậc 3 đến bậc 8: bậc 3,4,5,6,7,8 → 6 vân sáng.
Vân tối từ thứ 3 đến thứ 8: thứ3 (2,5i=2,0), thứ4(3,5i=2,8), thứ5(4,5i=3,6), thứ6(5,5i=4,4), thứ7(6,5i=5,2), thứ8(7,5i=6,0) → 6 vân tối.
✅ Đáp án: 6 sáng, 6 tối
Bài 5 Số vân trên MN khác phía
🔄 i = 1,2 mm. M cách vân trung tâm 3,6 mm (bên phải), N cách 2,4 mm (bên trái). Tìm số vân sáng, tối trên MN.
M: 3,6/1,2 = 3 → vân sáng bậc 3 phải.
N: -2,4/1,2 = -2 → vân sáng bậc 2 trái.
Vân sáng từ bậc -2 đến bậc 3: -2, -1, 0, 1, 2, 3 → 6 vân sáng.
Vân tối: x = (k-0,5)i. Cần -2,4 ≤ (k-0,5)·1,2 ≤ 3,6 → Chia 1,2: -2 ≤ k-0,5 ≤ 3 → -1,5 ≤ k ≤ 3,5 → k = -1, 0, 1, 2, 3 (và k= -1? k=-1 cho x=-1,5i=-1,8mm nằm giữa N và O). Các giá trị k: -1, 0, 1, 2, 3 → 5 vân tối.
✅ Đáp án: 6 sáng, 5 tối
Bài 6 Tìm i khi biết L và số vân sáng
🔦 Trường giao thoa L = 18 mm, đếm được 13 vân sáng. Tìm khoảng vân i.
N_s = 2⌊L/(2i)⌋ + 1 = 13 ⇒ 2⌊L/(2i)⌋ = 12 ⇒ ⌊L/(2i)⌋ = 6.
Vậy L/(2i) ∈ [6, 7) ⇒ i ∈ (L/14, L/12] = (18/14; 18/12] = (1,2857; 1,5] mm.
Có thể lấy i = 1,5 mm (khi đó L/(2i)=18/3=6, thỏa mãn).
✅ Đáp án: i = 1,5 mm (hoặc các giá trị trong khoảng)
Bài 7 MN = 10 mm, i = 1 mm, M, N là vân sáng
✨ Hai điểm M, N trên màn đều là vân sáng và cách nhau 10 mm. i = 1 mm. Tính số vân sáng và vân tối trên đoạn MN (kể cả M, N).
Khoảng cách MN = k·i = 10 ⇒ k = 10 (số khoảng vân).
Số vân sáng = k + 1 = 11.
Số vân tối = k = 10 (vì mỗi khoảng vân có 1 vân tối).
✅ Đáp án: 11 sáng, 10 tối
Bài 8 Hai đầu M, N là vân tối, MN = 12 mm, i = 1,2 mm
🌙 Cho i = 1,2 mm, MN = 12 mm, M và N đều là vân tối. Tính số vân tối và vân sáng trên MN.
MN = m·i ⇒ m = 12/1,2 = 10 khoảng vân.
Số vân tối = m + 1 = 11.
Số vân sáng = m = 10.
✅ Đáp án: 11 tối, 10 sáng
Bài 9 M cách 2,5 mm (phải), N cách 1,8 mm (trái), i = 0,5 mm
🔄 i = 0,5 mm. M cách vân trung tâm 2,5 mm (bên phải), N cách 1,8 mm (bên trái). Tìm số vân sáng và tối trên MN.
M: 2,5/0,5 = 5 → vân sáng bậc 5.
N: -1,8/0,5 = -3,6 → vân tối? 3,6 = (4-0,4) không đúng. Tọa độ N = -1,8 mm ⇒ -1,8/0,5 = -3,6 ⇒ giá trị không nguyên. Xác định loại vân: vân sáng khi x/i nguyên, vân tối khi x/i = k-0,5. 3,6 = 4 - 0,4 (không phải). Thực tế N nằm giữa vân tối thứ 4 (x=-3,5i=-1,75) và vân sáng bậc -4 (x=-4i=-2,0). Ta vẫn có thể đếm bằng cách liệt kê.
Vân sáng từ bậc -4 đến bậc 5: -4,-3,-2,-1,0,1,2,3,4,5 → 10 vân sáng.
Vân tối: x=(k-0,5)i. Cần -1,8 ≤ (k-0,5)·0,5 ≤ 2,5 → -3,6 ≤ k-0,5 ≤ 5 → -3,1 ≤ k ≤ 5,5 → k = -3,-2,-1,0,1,2,3,4,5 → 9 vân tối.
✅ Đáp án: 10 sáng, 9 tối
Bài 10 Biết số vân sáng và i, tìm L
📏 Trên màn có 9 vân sáng, khoảng vân i = 1,2 mm. Tìm bề rộng trường giao thoa L (biết vân trung tâm nằm chính giữa).
N_s = 2⌊L/(2i)⌋ + 1 = 9 ⇒ 2⌊L/(2i)⌋ = 8 ⇒ ⌊L/(2i)⌋ = 4.
Vậy L/(2i) ∈ [4, 5) ⇒ L ∈ [8i, 10i) = [9,6 mm ; 12 mm). Có thể lấy L = 9,6 mm (ứng với 2 đầu là vân sáng) hoặc L = 11,9 mm.
✅ Đáp án: L có thể từ 9,6 mm đến dưới 12 mm, thường lấy L = 9,6 mm
Bài 11 Giữa M và N có 5 vân tối, M, N là vân sáng, tìm số vân sáng
✨ Trên đoạn MN, M và N đều là vân sáng, giữa chúng có 5 vân tối. Hỏi trên MN có bao nhiêu vân sáng?
Giữa hai vân sáng liên tiếp có 1 vân tối. Vậy nếu có 5 vân tối thì số khoảng vân giữa M và N là 5+1=6. Số vân sáng = 6+1 = 7 (kể cả M,N).
✅ Đáp án: 7 vân sáng
Bài 12 a = 0,4 mm, D = 1,5 m, λ = 0,6 μm, L = 1,5 cm
⚛️ Tính số vân sáng và vân tối trên trường giao thoa.
i = λD/a = (0,6·10⁻³ × 1500)/0,4 = 0,9/0,4 = 2,25 mm.
L = 15 mm → L/(2i) = 15/(4,5) = 3,333... N_s = 2×3 + 1 = 7.
N_t = 2×⌊3,333+0,5⌋ = 2×⌊3,833⌋ = 2×3 = 6.
✅ Đáp án: 7 sáng, 6 tối
Bài 13 i = 0,6 mm, x_M = 1,2 mm, x_N = 4,8 mm
📍 Tính số vân sáng, tối giữa M và N (cùng phía), biết M, N không phải vân.
x_M=1,2 → 1,2/0,6=2 → vân sáng bậc 2.
x_N=4,8 → 4,8/0,6=8 → vân sáng bậc 8.
Vân sáng từ bậc 2 đến bậc 8: 2,3,4,5,6,7,8 → 7 vân sáng.
Vân tối: (k-0,5)i. k từ 2? (vân tối thứ 2: 1,5i=0,9; thứ3:2,5i=1,5; thứ4:3,5i=2,1; ... thứ8:7,5i=4,5). Trong khoảng 1,2 đến 4,8 có các vân tối: k=3 (1,5), k=4(2,1), k=5(2,7), k=6(3,3), k=7(3,9), k=8(4,5) → 6 vân tối.
✅ Đáp án: 7 sáng, 6 tối
Bài 14 i = 0,75 mm, L = 1,2 cm
📏 Tính số vân sáng và vân tối trên toàn bộ trường giao thoa.
L = 12 mm, i = 0,75 → L/(2i) = 12/1,5 = 8. N_s = 2×8+1=17.
N_t = 2×⌊8+0,5⌋ = 2×8 = 16.
✅ Đáp án: 17 sáng, 16 tối
Bài 15 a = 0,5 mm, D = 1,2 m, λ = 0,5 μm, L = 1,8 cm
🌟 Tính số vân sáng, tối.
i = 0,5·10⁻³ × 1200 / 0,5 = 0,6/0,5 = 1,2 mm.
L = 18 mm → L/(2i)=18/2,4=7,5. N_s=2×7+1=15; N_t=2×⌊7,5+0,5⌋=2×8=16.
✅ Đáp án: 15 sáng, 16 tối
Bài 16 Giữa vân tối thứ 3 và vân tối thứ 9 cùng phía
🌙 Tính số vân sáng và vân tối nằm giữa vân tối thứ 3 và vân tối thứ 9 (cùng phía) trên màn.
Vân tối thứ 3 và thứ 9 cách nhau (9-3) khoảng vân = 6i. Giữa chúng có 6 vân sáng (vì mỗi khoảng vân có 1 vân sáng) và số vân tối bên trong là 5 (không kể hai đầu).
✅ Đáp án: 6 vân sáng, 5 vân tối
Bài 17 MN = 5,6 mm, i = 0,8 mm, M, N là vân sáng
✨ Tính số vân tối trên MN (không kể M, N).
MN = 5,6 mm, i=0,8 ⇒ số khoảng vân = 5,6/0,8 = 7. Số vân tối giữa M và N = 7 (vì mỗi khoảng vân có 1 vân tối).
✅ Đáp án: 7 vân tối
Bài 18 Biết số vân tối trên L là 21, i = 0,6 mm, tìm L
📐 Trên trường giao thoa đếm được 21 vân tối, khoảng vân i = 0,6 mm. Tìm bề rộng L (vân trung tâm là sáng).
Với vân trung tâm sáng, số vân tối N_t = 2⌊L/(2i) + 0,5⌋. Đặt m = ⌊L/(2i) + 0,5⌋, ta có 2m = 21 ⇒ m = 10,5 (không nguyên) → vô lý. Vậy N_t phải chẵn. Có lẽ đề cho 20 vân tối thì m=10. Hoặc nếu N_t=21 thì L/(2i)+0,5 ∈ [10,5;11,5) suy ra L/(2i) ∈ [10;11). L = 2i·[10,11) = [12 mm, 13,2 mm).
✅ Đáp án: L ∈ [12 mm, 13,2 mm)
Bài 19 i = 1 mm, MN = 5 mm, không rõ M, N là vân gì
❓ Đoạn MN dài 5 mm, i = 1 mm. Có thể có nhiều nhất bao nhiêu vân sáng trên MN?
Nếu hai đầu đều là vân sáng thì số vân sáng = 5/1 + 1 = 6. Đó là cực đại.
✅ Đáp án: 6 vân sáng
Bài 20 Tổng hợp: a=0,6mm, D=1,2m, λ=0,4μm, N_s=15, tìm L và số vân trên MN=10mm
🏆 Thí nghiệm Y-âng có a=0,6mm, D=1,2m, λ=0,4μm. Trên màn, bề rộng trường giao thoa L có 15 vân sáng. Tìm L. Sau đó, trên đoạn MN dài 10 mm (M, N chưa biết), hỏi có thể có nhiều nhất bao nhiêu vân sáng?
i = λD/a = (0,4·10⁻³×1200)/0,6 = 0,48/0,6 = 0,8 mm.
N_s = 2⌊L/(2i)⌋+1 = 15 ⇒ ⌊L/(1,6)⌋ = 7 ⇒ L/(1,6) ∈ [7;8) ⇒ L ∈ [11,2 mm; 12,8 mm).
Với MN = 10 mm, số vân sáng nhiều nhất khi hai đầu là vân sáng: N_s_max = 10/0,8 + 1 = 12,5 + 1 = 13,5 ⇒ tối đa 13 vân sáng (thực tế 13).
✅ Đáp án: L từ 11,2 mm đến dưới 12,8 mm; tối đa 13 vân sáng trên MN
📥 Tải 20 bài tập Dạng 3 về máy (file Word)
In ấn hoặc ôn tập offline dễ dàng hơn. Nhấn nút bên dưới để tải xuống.
Dạng 2 bao gồm: tính khoảng cách giữa các vân (sáng – sáng, tối – tối, sáng – tối) và xác định số vân sáng, vân tối trên một đoạn, trên trường giao thoa. Dưới đây là 20 bài tập có lời giải chi tiết.
Bài 1 Khoảng cách hai vân sáng cùng phía
💡 Trong thí nghiệm Y-âng, khoảng vân i = 1,2 mm. Tính khoảng cách từ vân sáng bậc 2 đến vân sáng bậc 5 (cùng phía với vân trung tâm).
🔄 i = 1,0 mm. Vân sáng bậc 3 bên phải và vân tối thứ 2 bên trái cách nhau bao nhiêu?
Vân sáng bậc 3 bên phải: x = +3i.
Vân tối thứ 2 bên trái: x = -(2 - 0,5)i = -1,5i.
Khoảng cách = |3i - (-1,5i)| = 4,5i = 4,5 × 1,0 = 4,5 mm.
✅ Đáp án: 4,5 mm
Bài 5 Đếm số vân sáng trong khoảng MN (cùng phía)
📏 i = 1,2 mm. Xét hai điểm M và N cùng phía với vân trung tâm, cách vân trung tâm lần lượt 3 mm và 8,4 mm. Hỏi trên đoạn MN có bao nhiêu vân sáng, bao nhiêu vân tối?
Tại M: 3/1,2 = 2,5 → vân tối thứ 3 (vì 2,5 = (3-0,5)). Tại N: 8,4/1,2 = 7 → vân sáng bậc 7.
Các vân sáng từ bậc 3 đến bậc 7: bậc 3,4,5,6,7 → 5 vân sáng.
Các vân tối từ thứ 3 đến thứ 7: thứ3 (3,0mm), thứ4 (4,2mm), thứ5 (5,4mm), thứ6 (6,6mm), thứ7 (7,8mm) → 5 vân tối.
✅ Đáp án: 5 vân sáng, 5 vân tối
Bài 6 Số vân trên đoạn MN khác phía vân trung tâm
🔄 i = 0,9 mm. M cách vân trung tâm 2,7 mm (bên phải), N cách vân trung tâm 3,6 mm (bên trái). Tìm số vân sáng, vân tối trên đoạn MN.
M: 2,7/0,9 = 3 → vân sáng bậc 3 bên phải.
N: -3,6/0,9 = -4 → vân sáng bậc 4 bên trái.
Khoảng giữa M và N bao gồm cả hai đầu. Các vân sáng: bậc -4, -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3 → 8 vân sáng.
Vân tối: x = (k - 0,5)i. Tìm k nguyên thỏa mãn -3,6 ≤ (k-0,5)·0,9 ≤ 2,7.
Chia cho 0,9: -4 ≤ k - 0,5 ≤ 3 → -3,5 ≤ k ≤ 3,5 → k = -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3.
Vậy có 7 vân tối (ứng với k = -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3).
✅ Đáp án: 8 vân sáng, 7 vân tối
Bài 7 Số vân sáng trên trường giao thoa L
📐 Trong Y-âng, i = 1,5 mm, bề rộng vùng giao thoa L = 13,5 mm. Tính số vân sáng và vân tối quan sát được.
🌙 i = 0,9 mm. Vân tối thứ 5 cách vân trung tâm bao nhiêu?
x_t5 = (5 - 0,5)i = 4,5 × 0,9 = 4,05 mm.
✅ Đáp án: 4,05 mm
Bài 16 M (2,4 mm), N (6,6 mm) cùng phía, i=1,2 mm, tìm số vân
📍 i=1,2 mm, M cách vân trung tâm 2,4 mm, N cách 6,6 mm (cùng phía). Hỏi trên MN có bao nhiêu vân sáng, tối?
M: 2,4/1,2 = 2 → vân sáng bậc 2.
N: 6,6/1,2 = 5,5 → vân tối thứ 6 (vì 5,5 = (6-0,5)).
Các vân sáng từ bậc 2 đến bậc 5: bậc 2,3,4,5 → 4 vân sáng.
Các vân tối từ thứ 3 (x=2,5i=3,0) đến thứ 6 (x=5,5i=6,6): thứ 3,4,5,6 → 4 vân tối.
✅ Đáp án: 4 sáng, 4 tối
Bài 17 Biết L và số vân sáng, tìm i
🔍 Trong thí nghiệm Y-âng, bề rộng trường giao thoa L = 2,1 cm, đếm được 15 vân sáng. Tìm i.
N_s = 2⌊L/(2i)⌋ + 1 = 15 ⇒ 2⌊L/(2i)⌋ = 14 ⇒ ⌊L/(2i)⌋ = 7.
Vậy L/(2i) ∈ [7, 8) ⇒ i ∈ (L/16, L/14] = (21/16; 21/14] = (1,3125; 1,5] mm.
Thông thường lấy i = 1,5 mm (khi đó L/(2i) = 21/3 = 7, thỏa mãn).
✅ Đáp án: i = 1,5 mm
Bài 18 Khoảng cách hai vân sáng khác phía
🔄 i = 0,7 mm. Tính khoảng cách giữa vân sáng bậc 2 bên phải và vân sáng bậc 3 bên trái.
Vân sáng bậc 2 phải: x = 2i = 1,4 mm; vân sáng bậc 3 trái: x = -3i = -2,1 mm.
Khoảng cách = 1,4 - (-2,1) = 3,5 mm.
✅ Đáp án: 3,5 mm
Bài 19 M, N là vân sáng, MN = 9,6 mm, i=1,2 mm, số vân tối giữa chúng
✨ Khoảng cách MN = 9,6 mm, i = 1,2 mm, M và N đều là vân sáng. Tính số vân tối trong đoạn MN (không kể M, N).
Số khoảng vân giữa M và N: MN/i = 9,6/1,2 = 8.
Vì cứ mỗi khoảng vân có một vân tối, nên số vân tối giữa M và N là 8.
✅ Đáp án: 8 vân tối
Bài 20 Tổng hợp – Tính khoảng vân, khoảng cách, số vân
🏆 Y-âng: a = 0,8 mm, D = 1,6 m, λ = 0,5 μm. Tìm khoảng vân. Sau đó tính khoảng cách từ vân sáng bậc 2 đến vân tối thứ 4 cùng phía. Tính số vân sáng trên trường giao thoa rộng L = 2 cm.
i = λD/a = (0,5·10⁻³ × 1600)/0,8 = 0,8/0,8 = 1,0 mm.
Khoảng cách từ vân sáng bậc 2 (2i=2 mm) đến vân tối thứ 4 (3,5i=3,5 mm) cùng phía: 3,5 - 2 = 1,5 mm.
L = 20 mm; L/(2i) = 20/2 = 10; N_s = 2×10 + 1 = 21 vân sáng.
✅ Đáp án: i = 1 mm; Δx = 1,5 mm; N_s = 21
📥 Tải 20 bài tập Dạng 2 về máy (file Word)
In ấn hoặc ôn tập offline dễ dàng hơn. Nhấn nút bên dưới để tải xuống.
Các dạng bài tập Giao thoa Sóng ánh sáng (Vật lý 12, LTĐH) | Blog Góc Vật lí
Các dạng bài tập Giao thoa Sóng ánh sáng
📚 Blog Góc Vật lí – Vật lí |
LTĐH |
✍️ Bùi Công Thắng
Hãy cùng tìm hiểu Các dạng bài tập điển hình về sóng ánh sáng và giao thoa sóng ánh sáng, cố gắng chinh phục kì thi THPT Quốc gia sắp tới bạn nhé.
📌 Nội dung chính:
Dạng 1. Tính bước sóng ánh sáng
Dạng 2. Tính khoảng cách giữa các vân và xác định số vân sáng, vân tối
Dạng 3. Tìm số vân trên trường giao thoa
Dạng 4. Giao thoa trong môi trường có chiết suất n và thay đổi khoảng cách L
Dạng 1. Tính bước sóng ánh sáng
📖 Kiến thức cần nhớ
Hình 1: Giao thoa khe Y-âng và các công thức liên quan
- Vị trí vân sáng bậc k: xs = k·i
- Vị trí vân tối thứ k: xt = (k – ½)·i
- Khoảng vân: i = λD / a
💡 Ví dụ 1: Trong thí nghiệm Y-âng, a = 0,8 mm, D = 1,2 m. Từ vân sáng trung tâm đến vân tối thứ 5 cách nhau 4,32 mm. Tìm bước sóng λ.
Lời giải chi tiết:
- Vân tối thứ 5 cách vân trung tâm: 4,5·i = 4,32 mm → i = 0,96 mm.
- Bước sóng: λ = (a·i)/D = (0,8·0,96)/1,2 = 0,64 μm.
✅ Đáp án: 0,64 μm
💡 Ví dụ 2: Thí nghiệm Y-âng có a = 1,2 mm, D = 2 m. Người ta đo được khoảng cách từ vân sáng bậc 2 đến vân sáng bậc 5 cùng phía là 3 mm. Tính λ.
Lời giải:
Khoảng cách giữa vân sáng bậc 2 và bậc 5: (5-2)·i = 3 mm → i = 1 mm.
λ = (a·i)/D = (1,2·1)/2 = 0,6 μm.
✅ Đáp án: 0,6 μm
📝 Bài tập vận dụng
Trong thí nghiệm Y-âng, a = 0,5 mm, D = 2 m, trên màn trong vùng MN = 2 cm có 10 vân tối, M và N đều là vân sáng. Tìm λ. Đáp án: 0,45 μm
📌 Muốn luyện thêm 20 bài tập Dạng 1 có lời giải chi tiết, xem tại: ĐÂY và tải file về in ấn.
Dạng 2. Khoảng cách giữa các vân & số vân sáng, tối
📖 Kiến thức cần nhớ
Khoảng cách giữa vân sáng bậc k và vân tối thứ k’: Δx = |k·i – (k’ – ½)·i|
Nếu hai vân cùng phía: Δx = |x₂ – x₁|, khác phía: Δx = x₁ + x₂.
Khoảng vân i = λD/a.
📌 Ví dụ 1: i = 1,2 mm. Xét M, N cùng phía vân trung tâm, cách vân trung tâm lần lượt 2 mm và 4,5 mm. Hỏi trên MN có bao nhiêu vân sáng, vân tối?
Tại M: 2 / 1,2 = 1,67 → vân tối thứ 2?
Tại N: 4,5 / 1,2 = 3,75 → vân tối thứ 4?
Kết quả: có 2 vân sáng, 2 vân tối. ✅ Đáp án A