Tải ở cuối trang

Sách Giáo Khoa Vật Lý 12 nâng cao

Bài 38. Bài tập về giao thoa ánh sáng –

Trong thí nghiệm về giao thoa ánh sáng, các khe S1 và S2 được chiếu sáng bởi ánh sáng đơn sắc. s. Khoảng cách giữa hai khe a = 1 mm. Khoảng cách giữa mặt phẳng chứa hai khe và màn quan sát E là S D = 3 m (Hình 38.1). a). Biết bước sóng của chùm sáng đơn sắc là 2 = 0,5 pum. Hãy tính khoảng vân.Hình 38,1b). Hãy xác định vị trí vân sáng bậc 2 trên màn quan sát.Bài giải a) Ta có khoảng vân: i = p ਤੇ = 1.5.10’m = 1,5 mm b). Vị trí vân sáng bậc 2: x = k 20 = 2 = 3 m Bài tập 2Hai lăng kính A1, A2 có góc chiết quang A đều bằng 20, có đáy B chung, được làm bằng thuỷ tinh, chiết suất n = 1,5. Một nguồn sáng điểm $ đặt trong mặt phẳng của đáy B cách hai lăng kính một khoảng d=50 cm phát ánh sáng đơn sắc, bước sóng 2 = 600 mm. Một màn E. cách hai lăng kính một khoảng d’= 70 cm.a) Chứng minh rằng, trên màn E. ta quan sát được một hệ vân giao thoa.b) Tính khoảng cách ỉ giữa hai vân sáng liên tiếp và số vân có thể quan sát được. Cho 1″ s 3.104 rad.Bài giải a) Các tia sáng đi từ S, sau khi đi qua lãng kính AI bị lệch một góc A: A = (n-1)A về phía đáy tựa như được phát đi từ ảnh ảo SI của S (Hình 382). Cũng thế, các tia sá h. Acũng tựa như được phát đi từ ảnh ảo S2 của S. Vì góc chiết quang nhỏ, nên xem gần đúng nhưSSSLSBIO. Hainguó -: $1, $2 là hai ảnh ả -hợp. Hai chùm sáng khúc xạ đình $1, $2 có phần chung là PIP2 (xem Hình 382); mỗi điểm trên mànE. ở trong khoảng PP2 nhận được hai dao động sáng kết hợp. Hai dao động (sóng) này giao thoa với ít hiện một hệ ܥ1܀ ܢܝ ܗܝ ܬ khoảng PP2 (PP2 là bềnhau. là vùng giao th198b) Từ Hình 38.2, ta tìm được khoảng cách a giữa hai nguồn SiS2: a = SS = 2. IS tanA s 2d(n – 1)AThay số, ta được: a = 2.50.(1,5 – 1).20.3.10”’ = 0,3 cm = 3 mm. Khoảng vân:(“d + d)ة – Dة – .- als 0,24 mmHình 38.2Số vân sáng nhiều nhất có thể quan sát được trên màn E:N = 1 + 2. ‘ 2.(trong đó chỉ lấy phần nguyên của thương số 等)Từ Hình 382, xét hai tam giác đong dạng ISS, và IPP2, ta tìm được bề rộng PP2 của vùnggiao thoa: PP, d” d’ d’ – – – – = a- – 4, S.S. => PP. S.S. d 2 mm Do đó, ta được : N = 1+2* = 17 van 2 . . . . PP, – – – – Chú ý : Khi tính thương số f ta chỉ giữ lại phần nguyên. (Thực ra, do hiện tượng nhiễu xạ nên các vân ở gần P{P2 hầu như không q được, và số vân thực sự quan sát được thường nhỏ hơn N chừng vài vân). Bài tập 3Một thấu kính có tiêu cự f= 20 cm, đường kính vành L = 3 cm được cưa làm đôi theo một đường kính. Sau đó hai nửa thấu kính được tách cho xa nhau một khoảng e = 2 mm (nhờ chèn vào giữa một sợi dây hoặc thỏi kim loại). Một khe sáng hẹp song song với đường chia hai nửa thấu kính, đặt cách đường ấy một khoảng d = 60 cm. Khe sáng F phát ánh sáng đơn sắc có bước sóng 2 = 0,546 Im. Vân giao thoa được quan sát trên một màn E, đặt cách hai nửa thấu kính một khoảng D (Hình 38.3), a). Muốn quan sát được các vân giao thoa trên màn E, thì D phải có giá trị nhỏ nhất là bao nhiêu ? b) Cho D = 1,8 m, tính khoảng vân và số vân sáng quan sát được trên màn. Bài giảia) Ve haich Fđi tới hai nửa thấu kính, ta được hai ảnh thật F1, F2 của F tạo bởihai nửa thấu kính (Hình 38.3),199 F1, F2 là hai nguồn kết hợp, cho hai chùm sáng giao thoa với nhau tại vùng giao nhau. Trên Hình 38.3, vùng giao thoa (được gạch chéo trên hình vẽ) được giới hạn bởi các tia sáng: L1 FM2; OFM : L2F2M, và O2F2M2.Khoảng cách d’từ FF2 đến OO2 là:, df 6020 – d ーデァー高三面=””Hai tam giác đồng dạng FOO2 và FFIF2 cho ta:Hình 33,3 AE, FH – a a + d oo, Fo d Do đó : FF = a – e. = 3 mmHình 38.3 cho thấy rằng, để quan sát được các vân giao thoa, ta phải đặt màn E. ở xa thấu kính hơn điểm I (giao điểm của hai tia sáng La F1 và L2 F2), nghĩa là phải có: D> OI. Để tính OI, xét hai tam giác đồng dạng IFF2 và ILL2:FF, – I – LL2 – FF, 10 – IH LL TO LL IO Do dó : IO – a tells 33.1 cm. L+e – aVậy giá trị nhỏ nhất của D phải là 33,1 cm. b) Khoảng vân:-6 i = (D – d”) 0.546.10″.(1,8-0,3) = 0,273.10 m = 0,27 mm3.10 PP, D + d Bề rộng vùng giao thoa : OO, Suy ra: PP, =e=8.mm. Số vân sáng nhiều nhất có thể quan sát được trên màn : N = 1 + °学 is 29Số vân thực sự quan sát được nhỏ hơn 29 vân.200

 

Bài giải này có hữu ích với bạn không?

Bấm vào một ngôi sao để đánh giá!

Đánh giá trung bình 5 / 5. Số lượt đánh giá: 1032

Chưa có ai đánh giá! Hãy là người đầu tiên đánh giá bài này.

--Chọn Bài--

Tài liệu trên trang là MIỄN PHÍ, các bạn vui lòng KHÔNG trả phí dưới BẤT KỲ hình thức nào!

Tải xuống