Luy n thi Qu c gia PEN - C: Môn V t Lí ( Th y TR M TS M t s tr ng Vi t Hùng) NG H P GIAO THOA ÁNH SÁNG ng h p GTAS đ c bi t khác C BI T KHÁC (TÀI LI U BÀI GI NG) GIÁO VIÊNμ NG VI T HÙNG ây tài li u tóm l c ki n th c kèm theo gi ng “M t s tr ng h p giao thoa ánh sáng đ c bi t khác“ thu c khóa h c Luy n thi Qu c gia PEN - C : Môn V t lí(Th y ng Vi t Hùng) t i website Hocmai.vn có th n m v ng ki n th c ph n “M t s tr ng h p giao thoa ánh sáng đ c bi t khác”, B n c n k t h p theo dõi gi ng v i tài li u D NG GIAO THOA ÁNH SÁNG TRONG M T S Bài toán 1: Giao thoa môi tr TR NG H P C BI T ng có chi t su t n n  i n     i  i , v i n chi t c a c a không khí, n chi t su t c a môi tr ng th c hi n giao n'  i n thoa Do n > n nên i < i V y th c hi n giao thoa môi tr ng có chi t su t n > n kho ng vân gi m đi, h vân s sít l i Ví d 1: Trong thí nghi m giao thoa khe I-âng, kho ng cách hai khe a = 0,8 mm Kho ng cách hai khe đ n D = m Khi h đ t không khí ta chi u b ng ánh sáng đ n s c có b c sóng 640 nm a) Xác đ nh kho ng vân không khí b) Khi cho h vào n c có chi t su t n = 4/3 kho ng vân b ng bao nhiêu? c) cho kho ng vân n c b ng v i không khí ph i d ch chuy n nh th nào? Ta bi t Ví d 2: Trong thí nghi m I-âng, kho ng cách gi a hai khe a = 1,5 mm kho ng cách t hai khe đ n quan sát D = 120 cm Chi u vào hai khe m t ánh sáng đ n s c có b c sóng K t qu thu đ c 13 vân sáng đo đ c kho ng cách gi a hai vân sáng 4,8 mm a) Xác đ nh b c sóng b) T i m M1 M2 l n l t cách vân sáng gi a 1,4 mm 2,0 mm có vân sáng hay vân t i ? c) N u đ a toàn b h th ng vào n c có chi t su t n = 4/3 kho ng cách gi a hai vân sáng bao nhiêu? Sμ a = 0,5 m b M1 vân t i th 4, M2 vân sáng th c 3,6 mm Bài toán 2: Giao thoa có b n m ng đ dày e đ t tr c m t hai khe Trong th nghi m giao thoa ánh sáng v i khe -âng, gi s ta đ t tr c khe su t n Ta kh o sát quang l t m t m M b t k t i hai ngu n Hi u quang l lúc m t b n th tinh có chi u dà e chi t M  d 2  d1 d2 = d2 G i t th i gian ánh sáng truy n t S1 t i M t1 th i gian ánh sáng không kh t2 th i gian ánh sáng b n m ng Ta có t   t1  t  S1 S2 O d1 d1  e e c   , v i v  t c đ ánh sáng truy n c c v n b n m ng  d1 d1  e ne    d1  d1  (n  1)e c c c Hocmai.vn – Ngôi tr ng chung c a h c trò Vi t T ng đài t v n: 1900 58-58-12 - Trang | - Luy n thi Qu c gia PEN - C: Môn V t Lí ( Th y ng Vi t Hùng) M t s tr ng h p GTAS đ c bi t khác Lúc này, hi u quang l   d 2  d1  d  d1  (n  1)e  d  d1  (n  1)e Mà d  d1  ax ax     (n  1)e D D ax (n  1).e.D  (n  1)e    x0  D a đó, x0 đ d ch chuy n c a vân sáng trung tâm H vân c ng d ch chuy n m t đo n x0 (n  1)eD V đ t b n m ng song song tr c khe S1 h vân s d ch m t kho ng x  v phía S1 a Nh n xét: ( n  )eD  N u đ t tr c khe S2 h vân d ch m t kho ng xo  v phía khe S2 a  N u đ t tr c c hai khe h vân d ch m t kho ng xo = |xo1 – xo2| O vân sáng trung tâm m i    Ví d 1: Trong thí nghi m giao thoa ánh sáng b ng khe I-âng Kho ng cách c a hai khe a = mm, kho ng cách c a hai khe đ n D = m Chi u vào hai khe b c x đ n s c Trên ng i ta đo đ c kho ng cách gi a vân sáng liên ti p 4,8 mm a) Tìm b c sóng c a ánh sáng dùng thí nghi m b) t sau khe S1 m t b n m ng, ph ng có hai m t song song, dày e = m Lúc h vân d i m t đo n x0 = mm (v phía khe S1) Tính chi t su t c a ch t làm b n m t song song H ng d n gi i: a) Kho ng cách vân sáng liên ti p 4i  4,8 (mm)  i  1,2 (mm)    a.i  ( m) D ax (n  1)eD 2.103.6.103  n 1 1  1,6 a eD 5.106.4 V y chi t su t c a b n m ng n = 1,6 b) T công th c t nh đ d i x  Ví d 2: Khe I-âng có kho ng cách hai khe a = mm đ c chi u b i m t ánh sáng đ n s c có = 0,5 m a) T i v trí cách vân trung tâm 4,2 mm ta có vân sáng hay vân t i ? B c th m y? Bi t kho ng cách t hai khe đ n D = 2,4 m b) C n ph i đ t b n m t có chi t suát n = 1,5 dày ? Sau khe đ h vân d i đ n v trí H a) Ta có kho ng vân i  ng d n gi i: 6 x D 10 84   1,2 mm   M   3,5   0,5 3 a i 1,2 10 V y t i M vân t i b c b) h vân d i đ n v trí ta có x  4,2 mm  (n  1)eD a.4,2.103  4,2.103  e   3,5 ( m) a (n  1)D V y c n đ t b n m ng có đ dày e = 3,5 m đ h vân d i đ n v trí cách vân trung tâm 4,2 mm N u m có t a đ 4,2 mm ph a d ng đ t khe tr c S1 ng c l i đ t b n m ng tr c khe S2 Ví d 3: Trong thí nghi m giao thoa, cho a = mm, M cách hai khe m t đo n D = m a) T nh b c sóng Bi t kho ng cách c a hai vân sáng b c 1,5 mm b) t b n m t song song b ng thu tinh có chi t su t n1 = 1,5 sau m t khe I-âng th y h vân di chuy n m t đo n Tha đ i b n m t b ng m t b n thu tinh khác có b dày th y h vân di chuy n m t đo n g p 1,4 l n so v i lúc đ u Tính chi t su t n2 c a b n th hai Hocmai.vn – Ngôi tr ng chung c a h c trò Vi t T ng đài t v n: 1900 58-58-12 - Trang | - Luy n thi Qu c gia PEN - C: Môn V t Lí ( Th y ng Vi t Hùng) M t s tr ng h p GTAS đ c bi t khác Ví d 4: Trong thí nghi m giao thoa ánh sáng I-âng, hai khe S1 S2 đ c chi u sáng b ng ánh sáng đ n s c Kho ng cách c a hai khe a = mm Kho ng cách gi a hai m t ph ng ch a hai khe đ n D = m a) Bi t b c sóng c a chùm sáng đ n s c = m Tìm kho ng cách gi a hai vân sáng ho c hai vân t i liên ti p b) Hã xác đ nh v trí vân sáng b c hai vân t i th t quan sát c) t sau S1 m t b n m ng hai m t song song b dà e = 10 m H i h th ng vân giao thoa d ch chuy n v phía nào? N u chi t suát c a b n m ng n = 51 t nh đ d ch chuy n c a vân sáng gi a so v i ch a đ t b n m t Ví d 5: Trong thí nghi m giao thoa ánh sáng I-âng, hai khe S1 S2 đ c chi u sáng b ng ánh sáng đ n s c Kho ng cách c a hai khe a = mm Kho ng cách gi a hai m t ph ng ch a hai khe đ n D = 1,5 m; bi t b c sóng c a chùm sáng đ n s c = m t sau S1 m t b n m ng hai m t song song b dà e = m chi t suát c a b n m ng n = 1,51 a) H vân giao thoa d ch chuy n v phía nào, m t đo n b ng bao nhiêu? b) Tìm s vân sáng kho ng MN bi t MN = 15 mm, MO = mm; ON = 10 mm Bài toán 3: Giao thoa d ch chuy n ngu n sáng Khi ngu n S d ch chuy n theo ph ng song song v i S1S2 ch a hai khe hi u quang l lúc   ax ay  D d x y D  0 x  y D d d D u tr ch ng t vân trung tâm d ch chuy n ng c l i v i chi u d ch chuy n c a ngu n S D V y, vân trung tâm (ho c c h vân) d ch chuy n m t đo n x  y theo ph ng ng c l i v i chi u d ch chuy n c a d ngu n S Ví d 1: M t ngu n sáng đ n s c S cách hai khe S1S2 thí nghi m I-âng m t kho ng 0,1 m, phát b c x có b c sóng  = m Hai khe cách kho ng a = mm cách m Cho ngu n sáng S d ch chuy n song song v i m t ph ng ch a khe v phía S1 m t kho ng mm h vân d ch chuy n m t kho ng theo chi u nào? A 50 mm d ch chi u B 40 mm d ch ng c chi u C 40 mm d ch chi u D 50 mm d ch ng c chi u T i O vân trung m i    Hocmai.vn – Ngôi tr ng chung c a h c trò Vi t T ng đài t v n: 1900 58-58-12 - Trang | - Luy n thi Qu c gia PEN - C: Môn V t Lí ( Th y ng Vi t Hùng) M t s tr ng h p GTAS đ c bi t khác Ví d 2: M t ngu n m phát ánh sáng đ n s c chi u vào khe h p song song cách đ u S t o h vân giao thoa quan sát đ t song song v i m t ph ng ch a hai khe Kho ng cách t ngu n đ n m t ph ng ch a hai khe đ n quan sát l n l t 0,3 m 1,8 m Khi cho S d ch chuy n mm theo ph ng song song v i m t ph ng ch a khe h vân giao thoa s A d ch 10 mm ng c chi u d ch chuy n c a S B d ch 10 mm chi u d ch chuy n c a S C d ch 20 mm ng c chi u d ch chuy n c a S D d ch 20 mm chi u d ch chuy n c a S Ví d 3: Trong thí nghi m giao thoa ánh sáng b ng khe I-âng, ánh sáng đ n s c có b c sóng = m phát t khe h p S song song cách đ u hai khe S1, S2 Kho ng cách gi a hai khe S1, S2 mm, ch a hai khe S1, S2 cách ngu n S m t kho ng cm song song v i quan sát Khi đ t sau khe S1 m t b n thu tinh có b dày m chi t su t n = 1,5 h vân giao thoa b d ch chuy n h vân giao thoa tr v v tr c ng i ta ph i d ch chuy n khe S theo ph ng song song v i quan sát A m t đo n mm v phía khe S1 B m t đo n mm v phía khe S2 C m t đo n mm v phía khe S1 D m t đo n mm v phía khe S2 Ví d 4: Trong thí nghi m giao thoa ánh sáng b ng khe I-âng, ánh sáng đ n s c có b c sóng = m phát t khe h p S song song cách đ u hai khe S1, S2 Kho ng cách gi a hai khe S1, S2 0,6 mm, ch a hai khe S1, S2 D = 2m; kho ng cách t ngu n đ n hai khe d = 80 cm G i O v trí vân trung tâm c a Cho khe S t nh ti n xuông d i theo ph ng song song v i H i S ph i d ch chuy n m t đo n t i thi u b ng đ c ng đ sáng t i O chuy n t c c đ i sang c c ti u? /sμ Ngu n S d ch chuy n t i thi u m t đo n y = 0,4 mm .Ví d 5: M t ngu n sáng phát ánh sáng đ n s c chi u vào hai khe S1 S2 song song cách đ u S cách a = 0,6 mm Kho ng cách t đ n hai khe d = m đ n quan sát L = 1,3 m a) Kho ng cách t vân sáng trung tâm đ n vân sáng th mm T nh b c sóng c a ánh sáng chi u vào b) Cho S d ch chuy n m t kho ng mm theo ph ng song song v i vuông góc v i hai khe H i h vân d ch chuy n nh th nào? Hocmai.vn – Ngôi tr ng chung c a h c trò Vi t T ng đài t v n: 1900 58-58-12 - Trang | - Luy n thi Qu c gia PEN - C: Môn V t Lí ( Th y ng Vi t Hùng) M t s tr ng h p GTAS đ c bi t khác Ví d 6: Th c hi n thí nghi m giao thoa b ng khe I-âng, kho ng cách gi a hai khe b ng 1,2 mm kho ng cách t hai khe đ n b ng 1,8 m, ngu n sáng có b c sóng 75 m đ t cách 2,8 m D ch chuy n ngu n sáng theo ph ng song song v i hai khe m t đo n y = 1,5 mm( nh hình v bên) Hai m M, N có t a đ l n l t mm mm S vân sáng s vân t i đo n MN sau d ch chuy n ngu n A vân sáng, vân t i B vân t i, vân sáng C vân sáng, vân t i D vân sáng, vân t i Ví d 7: Th c hi n thí nghi m giao thoa b ng khe I-âng, kho ng cách gi a hai khe b ng 1,5 mm kho ng cách t hai khe đ n b ng 1,5 m, ngu n sáng có b c sóng m đ t cách hai khe 0,5 m a) D ch chuy n ngu n sáng theo ph ng song song v i hai khe v phía khe S1 m t đo n y = mm h vân d ch chuy n nh th nào? b) Trong kho ng MN = 10 mm v i OM = ON = mm có vân t i? Ch xét tr ng h p N phía khe S2 /sμ H vân d ch chuy n mm; kho ng MN có 20 vân t i Hocmai.vn – Ngôi tr ng chung c a h c trò Vi t Giáo viên: ng Vi t Hùng Ngu n Hocmai.vn T ng đài t v n: 1900 58-58-12 : - Trang | -