Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng người ta sử dụng một nguồn sáng

Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng, người ta sử dụng một nguồn sáng phát ra đồng thời hai ánh sáng đơn sắc có bước sóng lần lượt là 400 nm và 600 nm. Biết khoảng cách giữa hai khe là 0,2 mm và khoảng cách từ hai khe đến màn là 1,5 m.

Giải Vật Lí 11 Bài 8: Giao thoa sóng - Chân trời sáng tạo

Bài 3 trang 55 Vật Lí 11: Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng, người ta sử dụng một nguồn sáng phát ra đồng thời hai ánh sáng đơn sắc có bước sóng lần lượt là 400 nm và 600 nm. Biết khoảng cách giữa hai khe là 0,2 mm và khoảng cách từ hai khe đến màn là 1,5 m.

a) Tính khoảng cách giữa hai vân sáng bậc ba cùng phía với vân trung tâm.

b) Vân trung tâm có màu gì? Tìm khoảng cách gần nhất của một vân cùng màu với vân trung tâm cho đến vân trung tâm này.

Lời giải:

a) Xét cùng một phía với vân trung tâm.

Vị trí vân sáng bậc ba của bước sóng 400 nm là:

$x_{s3}\left({\lambda }_1\right)=3\frac{{\lambda }_{1}D}{a}=3.\frac{{400.10}^{-9}.1,5}{0,{2.10}^{-3}}={9.10}^{-3}m=9mm$

Vị trí vân sáng bậc ba của bước sóng 600 nm là:

$x_{s3}\left({\lambda }_2\right)=3\frac{{\lambda }_{2}D}{a}=3.\frac{{600.10}^{-9}.1,5}{0,{2.10}^{-3}}=0,0135m=13,5mm$

Khoảng cách giữa hai vân sáng bậc ba cùng phía với vân trung tâm:

$\Delta x=13,5-9=4,5mm$

b) Vân trung tâm có màu pha trộn giữa màu của 2 ánh sáng có các bước sóng trên.

Vị trí vân trung tâm chính là vị trí trùng nhau đầu tiên của 2 vân sáng do 2 ánh sáng đơn sắc có các bước sóng trên tạo ra.

Vị trí vân sáng gần nhất cùng màu với vân trung tâm chính là vị trí vân sáng trùng nhau tiếp theo của hệ 2 ánh sáng đơn sắc trên tạo ra.

Điều kiện để hai vân sáng trùng nhau là:

$x_{s1}=x_{s2}\iff k_1\frac{{\lambda }_{1}D}{a}=k_2\frac{{\lambda }_{2}D}{a}\iff k_1{\lambda }_1=k_2{\lambda }_2\iff \frac{k_1}{k_2}=\frac{{\lambda }_2}{{\lambda }_1}$

Khi đó: $\frac{k_1}{k_2}=\frac{{\lambda }_2}{{\lambda }_1}=\frac{600}{400}=\frac{3}{2}$ tức là ngoài vị trí vân sáng trung tâm thì vị trí vân sáng trùng nhau tiếp theo tương ứng với vân sáng bậc 3 của bước sóng 400 nm và vân sáng bậc 2 của bước sóng 600 nm.

Khi đó khoảng cách từ vân sáng gần nhất cùng màu với vân trung là: $x=i_{\equiv }=3i_1=2i_2$

Thay số: $x=3.\frac{{\lambda }_{1}D}{a}=9mm$

Lời giải Vật Lí 11 Bài 8: Giao thoa sóng hay khác:

• Mở đầu trang 49 Vật Lí 11: Hình 8.1 cho thấy hình ảnh sóng trên mặt nước là kết quả của sự chồng chất sóng ....

• Câu hỏi 1 trang 49 Vật Lí 11: Quan sát thí nghiệm và mô tả lại hiện tượng quan sát được như trong Hình 8.3.....

• Câu hỏi 2 trang 50 Vật Lí 11: Quan sát thí nghiệm được thực hiện theo bố trí trong Hình 8.2 và nhận xét sóng tạo bởi hai viên bi về: tần số, pha và phương dao động.....

• Luyện tập trang 51 Vật Lí 11: Trong thí nghiệm giao thoa sóng trên mặt nước với hai nguồn kết hợp dao động cùng biên độ....

• Vận dụng trang 51 Vật Lí 11: Giải thích vì sao trong tự nhiên, ta thường không quan sát được hiện tượng giao thoa của sóng...

• Câu hỏi 3 trang 52 Vật Lí 11: Quan sát Hình 8.6 và mô tả hình ảnh nhận được trên màn M.....

• Câu hỏi 4 trang 53 Vật Lí 11: Giải thích hiện tượng quan sát được trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng (Hình 8.6).....

• Luyện tập trang 54 Vật Lí 11: Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng, khoảng vân sẽ thay đổi thế nào khi ta thay nguồn sáng đơn sắc có bước sóng ....

• Vận dụng trang 54 Vật Lí 11: Tìm hiểu và mô tả sơ lược hình ảnh nhận được trên màn khi ta sử dụng nguồn sáng trắng (như ánh sáng mặt trời)....

• Bài 1 trang 55 Vật Lí 11: Trong thí nghiệm giao thoa sóng trên mặt nước với hai nguồn kết hợp cùng pha, ta thấy tại một điểm cách hai nguồn ....

• Bài 2 trang 55 Vật Lí 11: Thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng thường được sử dụng để đo bước sóng của ánh sáng đơn sắc....