Vị Trí Vân Tối Trong Thí Nghiệm Giao Thoa Của Young được Xác định ...

Công thức xác định vị trí vân sáng

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 3

ΙkΙ = Thứ

- Về phía dương (kể cả k = 0):

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

k = 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).

âng được xác định bằng công thức nào ?

A.  x = k D λ 2 a

B.  x = 2 k D λ a

C.  x = k D λ a

D.  x = 2 k + 1 D λ 2 a

Các câu hỏi tương tự

Một học sinh tiến hành thí nghiệm giao thoa I-âng với ánh sáng đơn sắc. Học sinh này dùng thước để đo các đại lượng i, D, a rồi sau đó xác định được bước sóng λ thông qua công thức i = λD a . Qua thí nghiệm này, học sinh xác định được:

A. Trực tiếp bước sóng trong thí nghiệm

B. Gián tiếp bước sóng trong thí nghiệm

C. Gián tiếp khoảng vân trong thí nghiệm

D. Gián tiếp khoảng cách hai khe I-âng

Trong thí nghiệm Y-âng về hiện tượng giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe là a = 0,5 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là D = 2m. Hai khe được chiếu bằng ánh sáng có bước sóng λ = 0 , 6 μ m . Trên màn quan sát thu được hình ảnh giao thoa. Vị trí của vân sáng bậc 2 cách vân trung tâm là

A. 2,4mm

B. 4,8mm

C. 9,6mm

D. 1,2mm

Trong một thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, bước sóng ánh sáng đơn sắc là  λ   ( m ) , khoảng cách giữa hai khe hẹp là a (m). Khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là D (m). Vị trí vân tối có tọa độ  x k là

A.  x k = 2 k + 1 λ D a

B.  x k = k λ D a

C.  x k = 2 k + 1 λ D 2 a

D.  x k = k λ D 2 a

Trong một thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, bước sóng ánh sáng đơn sắc là λ  (m), khoảng cách giữa hai khe hẹp là a (m). Khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là D (m). Vị trí vân tối có tọa độ x k là

A.  x k = 2 k + 1 λ D a

B.  x k = k λ D a

C.  x k = 2 k + 1 λ D 2 a

D.  x k = k λ D 2 a

Thực hiện thí nghiệm Y âng về giao thoa với ánh sáng có bước sóng λ, khoảng cách hai khe a, khoảng cách hai khe đến màn D thì khoảng vân giao thoa trên màn là i. Nếu thay bằng ánh sáng khác có bước sóng  λ ' = λ 2 thì khoảng vân giao thoa là

A. 2i.                         

B. i/2.                     

C. i.                        

D. i/3.

Tiến hành thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, nguồn phát ra ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ  ( 380 n m < λ < 760 n m ). Khoảng cách giữa hai khe là 1mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 1m. Trên màn, hai điểm A và B là vị trí hai vân sáng đối xứng nhau qua vân trung tâm, C cũng là vị trí một vân sáng. Biết A, B, C cùng nằm trên một đường thẳng vuông góc với các vân giao thoa, AB=6,4mm và BC=4mm. Giá trị của λ bằng

A.700nm

B.500nm

C.600nm

D.400nm

Trong thí nghiệm giao thoa Y−âng, khoảng cách hai khe là 0,5 mm với ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ λ thì tại điểm M cách vân sáng trung tâm 1 mm là vị trí vân sáng bậc 2. Nếu dịch màn xa thêm một đoạn 50/3 cm theo phương vuông góc với mặt phẳng hai khe thì tại M là vị trí vân tối thứ 2. Bước sóng ánh sáng dùng trong thí nghiệm bằng

A. 0,5 μm

B. 0,6  μm

C. 0,4  μm

D. 0,64  μm  

Tiến hành thí nghiệm Yâng về giao thoa ánh sáng, nguồn sáng phát ra ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ (380 nm < λ < 760 nm). Khoảng cách giữa 2 khe là 1 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa 2 khe đến màn quan sát là 1m. Trên màn, 2 vị trí A với B là 2 vị trí vân sáng đối xứng với nhau qua vân trung tâm, C cũng là vị trí vân sáng. Biết A, B, C cùng nằm trên 1 đường thẳng vuông góc với các vân giao thoa, AB = 6 mm và BC = 4 mm. Giá trị của λ bằng:

A. 400 nm

B. 500 nm

C. 600 nm

D. 700 nm

Tiến hành thí nghiệm Yâng về giao thoa ánh sáng, nguồn sáng phát ra ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ (380 nm < λ < 760 nm). Khoảng cách giữa 2 khe là 1 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa 2 khe đến màn quan sát là 1m. Trên màn, 2 vị trí A với B là 2 vị trí vân sáng đối xứng với nhau qua vân trung tâm, C cũng là vị trí vân sáng. Biết A, B, C cùng nằm trên 1 đường thẳng vuông góc với các vân giao thoa, AB = 6 mm và BC = 4 mm. Giá trị của λ bằng:

A. 400 nm

B. 500 nm

C. 600 nm

D. 700 nm