[CHUẨN NHẤT] Công Thức Xác định Vị Trí Vân Sáng - TopLoigiai

CÂU HỎI: Công thức xác định vị trí vân sáng

A. x=2k . (λD / a)

B. x=(k+1) . (λD / a)

C. x=k . (λD / 2a)

D. x=k . (λD / a)

LỜI GIẢI: 

Đáp án đúng: D. x = k . (λD / a)

Công thức xác định vị trí vân sáng là: x=k . (λD / a)

Trong đó:

k = 0: Vân sáng trung tâm.

k = ± 1: Vân sáng bậc 1

k = ± 2: Vân sáng bậc 2

Cùng Top lời giải mở rộng kiến thức về ánh sáng nhé!

I. TÁN SẮC ÁNH SÁNG

1. Hiện tượng tán sắc ánh sáng

Hiện tượng ánh sáng bị tách thành nhiều màu khác nhau khi đi qua mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt gọi là hiện tượng tán sắc ánh sáng.

Ví dụ: Hiện tượng cầu vồng sau khi mưa....

2. Ánh sáng trắng

Ánh ánh trắng là tập hợp vô số ánh sáng đơn sắc có màu biến thiên liên tục từ đỏ đến tím. Bước sóng của ánh sáng trắng: 0,38μm ≤ λ ≤ 0,76μm.

3. Ánh sáng đơn sắc

Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng không bị tán sắc. Ánh sáng đơn sắc có tần số xác định (không bị thay đổi khi đi từ môi trường này sang môi trường khác).

+ Bước sóng của ánh sáng đơn sắc trong môi trường: λ  v/f

+ Bước sóng của ánh sáng đơn sắc trong chân không:

 λ0 = c/f ⇒ λ = λ0/n 

Trong đó: 

c = 3.108 m/s vận tốc ánh sáng trong chân không; 

v vận tốc truyền ánh sáng trong môi trường có chiết suất n.

+ Chiết suất của môi trường trong suốt phụ thuộc vào màu sắc của ánh sáng. Đối với ánh sáng đỏ là nhỏ nhất, màu tím là lớn nhất.

II. HIỆN TƯỢNG GIAO THOA ÁNH SÁNG

1. Thực hiện giao thoa ánh sáng đơn sắc với khe Y-âng

+ S1, S2 là hai khe sáng (hai nguồn kết hợp); O là vị trí vân sáng trung tâm (hay vân sáng chính giữa).

+ a: khoảng cách giữa hai khe sáng.

+ D: khoảng cách từ hai khe sáng đến màn.

+ λ: bước sóng ánh sáng.

+ L: bề rộng vùng giao thoa (bề rộng trường giao thoa).

* Kết quả thí nghiệm về giao thoa ánh sáng đơn sắc của Young (I-âng): Trên màn ảnh ta thu được các vạch sáng song song cách đều và xen kẽ với các vạch tối (các vạch sáng tối xen kẽ nhau đều đặn).

* Định nghĩa: Giao thoa ánh sáng là sự tổng hợp của hai hay nhiều sóng kết hợp, làm xuất hiện những vạch sáng, vạch tối xen kẽ nhau. Các vạch sáng (vân sáng) và các vạch tối (vân tối) gọi là các vân giao thoa.

* Ý nghĩa: Giao thoa ánh sáng là một bằng chứng thực nghiệm quan trọng khẳng định ánh sáng có bản chất sóng.

2. Các công thức trong giao thoa với khe I - âng

* Hiệu đường đi của ánh sáng từ hai khe S1, S2 đến điểm A trên màn trong vùng giao thoa (xét D >> a, x):

d2 – d1 = ax/D

Trong đó:

 là tọa độ của điểm A trong trục tọa độ Ox thẳng đứng, chiều dương hướng lên trên, gốc tọa độ O là vị trí vân sáng chính giữa vân sáng.

* Vị trí các vân sáng: d2 – d1 = axs/D = kλ → xs = kλD/a (k∈Z)

k = 0: Vân sáng trung tâm.

k = ± 1: Vân sáng bậc 1

k = ± 2: Vân sáng bậc 2

* Vị trí các vân tối: d2 – d1 = axt/D = (k + 1/2)λ → xt = (k + 1/2)λD/a (k∈Z)

- Về phía âm:

k = -1: Vân tối thứ nhấtk = -2: Vân tối thứ 2k = -3: Vân tối thứ 3ΙkΙ = Thứ

- Về phía dương (kể cả k = 0):

k = 0: Vân tối thứ nhấtk = 1: Vân tối thứ 2k = 2: Vân tối thứ 3k = Thứ - 1

* Khoảng vân i

Khoảng vân là khoảng cách giữa hai vân sáng hoặc hai vân tối liên tiếp.

i = λD/a

Suy ra: Vị trí của vân sáng: xs = ki

Vị trí của vân tối: xt = (k + 1/2)i

Ánh sáng trắng gồm tập hợp 7 màu: đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm, tím biến thiên liên tục nên khi thực hiện giao thoa với ánh sáng trắng sẽ cho 7 hệ vân giao thoa :

+ Ở chính giữa, mỗi ánh sáng đơn sắc đều cho vạch màu riêng. Tổng hợp của chúng cho ta vạch sáng màu trắng (do sự chồng chập của các vạch màu từ đỏ đến tím tại vị trí này). Nên vân trung tâm luôn có màu sáng trắng.

+ Hai bên vân trung tâm là các vạch màu liên tục từ đó tím đến đỏ. Do bước sóng của ánh sáng tím bé nhất, nên khoảng vân itim = λtimD/a là nhỏ nhất nên làm cho vạch tím nằm gần vạch trung tâm hơn vạch đỏ (Xét trong cùng một bậc, tức là cùng 1 giá trị của k).

+ Tập hợp các vạch từ tím đến vạch đỏ của cùng một bậc (cùng giá trị của k) gọi là quang phổ bậc k. (Ví dụ: Quang phổ bậc 2 bao gồm các vạch từ màu tím đến màu đỏ ứng với k = 2).

+ Càng ra xa vân trung tâm thì có sự chồng lên nhau của các vân sáng khác bậc. (Ví dụ: Các vạch sáng của quang phổ bậc 9 chồng lên (che mất) các vạch sáng của quang phổ bậc 8. Còn các vạch sáng của quang phổ bậc 9 bị các vạch sáng của quang phổ bậc 10 che lấp).