Bài toán Thực hiện giao thoa ánh sáng với thí nghiệm của Young. Khoảng cách giữa 6 vân sáng liên tiếp là . Nếu tiến hành thí nghiệm trong môi trường có chiết suất thì khoảng cách giữa hai vân khác loại liên tiếp nhau là ?
A. Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, nguồn sáng phát ra ánh sáng đơn sắc có bước sóng 500 nm. Khoảng cách giữa hai khe là 1mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 1 m. Trên màn khoảng cách giữa hai vân sáng liên tiếp bằng
A. 1,0 mm B. 0,5 mm C. 1,5 mm
D. 0,75 mm
B.
C.
D.
$i = \frac{{\lambda D}}{a}$ = 0,5 mm
Chọn đáp án: B
Kỳ thi THPT Quốc Gia đang đến gần, nhằm trang bị một sổ tay ghi nhớ nhanh các kiến thức Vật lý, Kiến Guru xin chia sẻ đến các bạn học sinh bảng tóm tắt công thức Vật Lý 12 chọn lọc chuyên đề giao thoa ánh sáng.
Bạn đang xem: Khoảng cách giữa 2 vân sáng liên tiếp
Các bài tập ở chương này không quá khó, chỉ cần bạn nhớ nhanh các công thức, nắm vững những biến đổi cơ bản là sẽ giúp bạn tìm ra đáp án một cách nhanh nhất, tiết kiệm thời gian cho những câu phía sau. Cùng Kiến Guru đi qua bài đọc nhé:
I. Tóm tắt công thức vật lý 12 Giao thoa ánh sáng: lý thuyết cần nhớ
Để hiểu rõ từng công thức trong bảng tóm tắt công thức vật lý 12 chuyên đề giao thoa ánh sáng, trước tiên, cần ôn lại một số lý thuyết sau:
1. Đại cương sóng ánh sáng.
- Tán sắc ánh sáng là hiện tượng một chùm ánh sáng phức tạp sẽ bị phân tách thành các chùm sáng đơn sắc khác nhau khi nó đi qua mặt phân cách giữa 2 môi trường trong suốt.
- Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng không bị tán sắc, có 1 màu cố định.
- Ánh sáng trắng là tập hợp vô số ánh sáng có bước sóng biến thiên liên tục từ 0 đến vô cùng.
Khi truyền từ môi trường trong suốt này sang môi trường trong suốt khác, chỉ có tần số và màu sắc là không đổi, còn bước sóng và vận tốc truyền sẽ thay đổi → Vậy đặc trưng của một sóng là tần số và màu sắc của nó.
- Mối liên hệ giữa bước sóng
, tần số f và vận tốc truyền sóng v trong một môi trường trong suốt là:= v/f. Chú ý, khi xét trong chân không:=c/f [với c là vận tốc truyền sóng trong chân không], khi xét trong môi trường có chiết suất n:Ví dụ: hiện tượng cầu vồng sau mưa là hiện tượng tán sắc ánh sáng trắng khi chúng xuyên qua các giọt nước.
Hình 1: Tán sắc ánh sáng khi đi qua lăng kính.
2. Giao thoa khe Young.
Nhiễu xạ ánh sáng là gì?
Đặt nguồn sáng S trước một lỗ tròn O1, quan sát vùng sáng ở thành đối diện
HÌnh 2: Nhiễu xạ.
Xét ánh sáng truyền thẳng, như vậy ta sẽ quan sát được vệt sáng hình tròn, đường kính D, tuy vậy thực tế thì sẽ là 1 hình tròn với đường kính D’ lớn hơn. Như vậy, nhiễu xạ là hiện tượng ánh sáng truyền sai lệch so với truyền thẳng khi gặp vật cản.
Thí nghiệm Young
Hiện tượng giao thoa xảy ra khi có sự tổng hợp của hai hoặc nhiều ánh sáng kết hợp trong không gian, tạo nên các vân sáng tối xen kẽ. Hai nguồn kết hợp ở đây là 2 nguồn có chung bước sóng và hiệu số pha giữa 2 nguồn không đổi theo thời gian.
Xem thêm: 3 Cách Gấp Hộp Quà Giấy Đơn Giản Mà Đẹp Mới Nhất 2020, Hướng Dẫn Cách Làm Hộp Quà Bằng Giấy A4
Đây là 1 trong những thí nghiệm đặc trưng về giao thoa sóng ánh sáng. S1, S2 là 2 nguồn sáng, a[m] là khoảng cách 2 khe sáng, D[m] là khoảng cách từ màn đến khe sáng,
[m] là bước sóng ánh sáng và L [m] là bề rộng trường giao thoa.Hình 3: Thí nghiệm giao thoa ánh sáng.
Hiệu quang trình: d1 - d2 = ax/D [với D>>a]
Vấn sáng khi hai sóng gặp nhau cùng pha, chúng tăng cường cho nhau, cũng tức là hiệu quang trình bằng nguyên lần bước sóng.
Trên màn chắn, ở vị trí x là vân sáng thì x = k
D/a [k là số nguyên]. k=0 là vân sáng trung tâm, là vân sáng bậc n.Vân tối khi hai sóng ngược pha nhau, chúng triệt tiêu nhau, cũng tức là hiệu quang trình bằng số lẻ nửa bước sóng.
Trên màn chắn, ở vị trí x là vân tối thì x = [2k + 1]
D/2a [k nguyên]Hình 4: Tóm tắt vân sáng tối.
Khoảng vân i: là khoảng cách giữa hai vân sáng [hoặc 2 vân tối] liên tiếp, được tính bằng i =
D/aNhận xét: giữa vân sáng và vân tối liền kề, cách nhau 1 đoạn bằng nửa khoảng vân i.
Từ những kiến thức trên, mời bạn xem qua bảng tóm tắt công thức vật lý 12 chủ đề giao thoa chọn lọc bên dưới:
II. Tóm tắt công thức vật lý 12: Ứng dụng giải bài trắc nghiệm về Giao thoa ánh sáng.
Cùng nhau rèn luyện một số bài trắc nghiệm nhanh để hiểu hơn các công thức trong bảng tóm tắt công thức vật lý 12 phía trên nhé:
Ví dụ 1: trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng, biết D=1m, a=1mm, khoảng cách vân sáng thứ 4 tới vân sáng thứ 10 cùng phía so với vân trung tâm là 3.6mm. Vậy bước sóng sẽ là:
Giải:
Khoảng cách vân 10 đến vân 4 cùng phía: x10 - x4 = 6i
Suy ra i = 0.6mm
Bước sóng
→ Chọn C.
Ví dụ 2: Xét thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng, cho D = 3m, a = 1mm,
= 0.6m. Tại vị trí cách vân trung tâm 6.3mm, sẽ quan sát được vân gì? Bậc bao nhiêu?A. Vân sáng bậc 5
B. Vân tối bậc 6
C. Vân sáng bậc 4
D. Vân tối bậc 4
Giải:
Ta tính khoảng vân: i =
D/a = 1.8 mmXét tỉ số 6.3/i = 6.3/1.8 = 3.5 = 3 + 1/2
Vậy đây là vân tối bậc 4. Chọn D.
Ví dụ 3: trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng, biết D = 2.5m,
a = 1mm,
. Bề rộng trường giao thoa là 12.5mm. Số vân quan sát được trên màn chắn là:A. 8
B. 9
C. 15
D. 17
Giải:
Khoảng vân i =
D/a = 1.5 mmSố vân sáng là: NS = 2 + 1 = 9
Số vân tối là Nt = 2 = 8
Vậy có 17 vân cả thảy, chọn D.Chủ đề giao thoa ánh sáng là chủ đề thường gặp trong các kì thi cuối cấp, vì vậy thông qua bài viết trên, Kiến hi vọng các bạn sẽ tự tổng hợp riêng cho mình một bảng tóm tắt công thức vật lý 12 chương giao thoa nhé. Làm như vậy sẽ giúp các bạn nhớ sâu, hiểu rõ và quan trọng hơn hết là rèn luyện tư duy giải các dạng đề vật lý. Có như thế, bạn sẽ dễ dàng đạt điểm cao cho kì thi THPT Quốc gia sắp tới. Cùng Kiến theo dõi các bài viết tóm tắt công thức vật lý 12 khác để chuẩn bị cho một kì thi thật tốt nhé.
Video liên quan
Câu trả lời đúng nhất: Trong hiện tượng giao thoa ánh sáng, khoảng vân được hiểu là khoảng cách giữa hai vân sáng hoặc hai vân tối gần nhau nhất. Vậy hiểu hiểu hơn về khoảng vân là gì? Hãy cùng Top lời giải theo dõi nội dung dưới đây nhé.
Câu hỏi: Khoảng vân là gì?
A.Khoảng cách giữa hai vân sáng liên tiếp trên màn hứng vân.
B.Khoảng cách giữa một vân sáng và một vân tối liên tiếp trên màn hứng vân.
C.Khoảng cách giữa hai vân sáng cùng bậc trên màn hứng vân.
D.Khoảng cách từ vân trung tâm đến vân tối gần nó nhất.
Đáp án đúng: A.Khoảng cách giữa hai vân sáng liên tiếp trên màn hứng vân.
Khoảng vân là khoảng cách giữa hai vân sáng liên tiếp trên màn hứng vân hay khoảng cách giữa hai vân tối liên tiếp trên màn hứng vân.
>>> Xem thêm: Hiện tượng giao thoa ánh sáng là gì?
Giải thích của giáo viên Top lời giải vì sao chọn đáp án A
Khoảng vân được định nghĩa là khoảng cách giữa hai vân sáng liên tiếp trên màn hứng vân hay khoảng cách giữa hai vân tối liên tiếp trên màn hứng vân.
Đơn vị :mm
Kí hiệu:i
Công thức tính khoảng vân:
Trong đó:
+ i: là khoảng vân
+ a: là khoảng cách giữa 2 khe
+ D: là khoảng cách từ 2 khe đến màn ảnh
+ λ: là bước sóng ánh sáng.
Giữa vân sáng và vân tối liền kề, cách nhau 1 đoạn bằng nửa khoảng vân i.
-> Như vậy, lựa chọn đáp ánA là đáp án đúng
>>> Xem thêm:Ứng dụng của hiện tượng giao thoa ánh sáng
Bổ sung câu hỏi trắc ngiệm để bạn củng cố kiến thức về khoảng vân
Câu 1:Trong thí nghiệm giao thoa Y – âng về giao thoa ánh sáng với ánh sáng đơn sắc, nếu tăng khoảng cách giữa hai khe S1và S2thì hệ vân giao thoa thu được trên màn có:
A. Khoảng vân tăng
B. Số vân tăng
C. Hệ vân chuyển động dãn ra hai phía so với vân sáng trung tâm
D. Số vân giảm.
Lời giải:
- Khoảng vân:
- Nếu tăng khoảng cách giữa hai khe S1, S2thì a tăng, i giảm. Do đó số vân trên màn giao thoa tăng.
Chọn đáp án B.
Câu 2:Tiến hành thí nghiệm giao thoa ánh sáng Y – âng trong không khí, khoảng vân đo được là i. Nếu đặt toàn bộ thí nghiệm trong nước có chiết suất n thì khoảng vân là:
A. i
B. ni
C. i/n
D. n/i
Lời giải:
- Trong nước bước sóng giảm n lần. Khoảng vân tỉ lệ với bước sóng nên cũng giảm dần.
Chọn đáp án C
Câu 3:Chiếu ánh sáng đơn sắc vào hai khe của thí nghiệm giao thoa ánh sáng Y – âng cách nhau 1 mm thì trên màn phía sau hai khe, cách mặt phẳng chứa hai khe 1,3 m ta thu được hệ vân giao thoa, khoảng cách từ vân trung tâm đến vân sáng bậc 5 là 4,5 mm. Ánh sáng chiếu tới thuộc vùng màu:
A. Đỏ
B. Vàng
C. Lục
D. Tím
Lời giải:
- Khoảng cách từ vân trung tâm đến vân sáng bậc 5 là 4,5 mm.
- Suy ra:
→ Đó là bước sóng của ánh sáng đỏ.
Chọn đáp án A
Câu 4:Trong thí nghiệm Y –âng về giao thoa ánh sáng với ánh sáng đơn sắc, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát D = 1,2 m. Khoảng vân đo được trên màn là i = 0,8 mm. Để khoảng vân đo được bằng 1,2 mm, ta cần dịch chuyển màn quan sát một khoảng là:
A. 1,2 m ra xa mặt phẳng chứa hai khe
B. 0,6 m ra xa mặt phẳng chứa hai khe
C. 0,3 m lại gần mặt phẳng chứa hai khe
D. 0,9 m lại gần mặt phẳng chứa hai khe
Lời giải:
Chọn đáp án B
Câu 5:Trong thí nghiệm Y –âng về giao thoa ánh sáng, chiếu đồng thời hai bức xạ đơn sắc có λ1= 0,6 µ và λ2= 0,4 µm vào khe Y – âng. Khoảng giữa hai khe a = 1 mm. Khoảng cách từ hai khe đến màn D = 2 m. Khoảng cách ngắn nhất giữa các vị trí trên màn có hai vân sáng trùng nhau là:
A. 4,8 mm
B. 3,2 mm
C. 2,4 mm
D. 9,6 mm
Lời giải:
- Các khoảng vân là:
- Hai vân sáng trùng nhau có tọa độ:
Chọn đáp án C
-----------------------
Trên đây Top lời giải đã giáp đáp câu hỏi Khoảng vân là gì? Bài viết đã giải thích chi tiết và kèm theo các câu hỏi trắc nghiệm về khoảng vân để giúp bạn học tập tốt hơn. Cảm ơn bạn đã theo dõi bài viết của chúng tôi!