Trắc nghiệm giao thoa sóng ánh sáng

 <br /> MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP ĐIỂN HÌNH                                         GIAO THOA ÁNH SÁNG <br /> <br /> MỤC LỤC<br /> LÍ THUYẾT VỀ GIAO THOA ÁNH SÁNG ................................................... 3<br /> I. HIỆN TƯỢNG GIAO THOA ÁNH SÁNG. KHE Y - ÂNG ..................................................... 3<br /> II. ỨNG DỤNG HIỆN TƯỢNG GIAO THOA ÁNH SÁNG ....................................................... 4<br /> <br /> CÁC DẠNG TOÁN ĐIỂN HÌNH VỀ GIAO THOA ÁNH SÁNG ................. 5<br /> DẠNG 1. ĐẠI CƯƠNG VỀ GIAO THOA ÁNH SÁNG ĐƠN SẮC ........................................... 5<br /> DẠNG 2. BỂ RỘNG GIAO THOA TRƯỜNG, SỐ VÂN QUAN SÁT ĐƯỢC TRÊN MÀN...... 14<br /> DẠNG 3. GIAO THOA ÁNH SÁNG TẠP .............................................................................. 21<br /> DẠNG 4. GIAO THOA ÁNH SÁNG TRẮNG ......................................................................... 35<br /> DẠNG 5. THAY ĐỔI CẤU TRÚC VÀ ĐIỀU KIỆN GIAO THOA ............................................ 45<br /> DẠNG 6. MỘT SỐ TRƯỜNG HỢP ĐẶC BIỆT .................................................................... 51<br /> DẠNG 7. MỘT SỐ HỆ GIAO THOA KHÁC .......................................................................... 72<br /> <br />  <br />  <br />  <br />  <br />  <br />  <br />  <br />  <br />  <br />  <br />  <br />  <br />  <br />  <br />  <br />  <br /> NGUYỄN THẾ THÀNH                                  1                                       THPT HIỆP HÒA 2 <br />  <br /> <br />  <br /> MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP ĐIỂN HÌNH                                         GIAO THOA ÁNH SÁNG <br /> <br />  <br />  <br />  <br />  <br />  <br />  <br />  <br />  <br />  <br />  <br />  <br />  <br />  <br />  <br />  <br />  <br />  <br />  <br />  <br />  <br />  <br />  <br />  <br />  <br />  <br /> <br /> NGUYỄN THẾ THÀNH                                  2                                       THPT HIỆP HÒA 2 <br />  <br /> <br />  <br /> MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP ĐIỂN HÌNH                                         GIAO THOA ÁNH SÁNG <br /> <br /> LÍ THUYẾT VỀ GIAO THOA ÁNH SÁNG<br /> I. HIỆN TƯỢNG GIAO THOA ÁNH SÁNG. KHE Y - ÂNG<br /> <br /> 1. Hiện tượng giao thoa ánh sáng<br /> Định nghĩa: Hiện tượng giao thoa ánh sáng là sự tổng hợp của hai hay nhiều <br /> sóng ánh sáng kết hợp trong không gian trong đó xuất hiện những vạch sáng và <br /> những vạch tối xen kẽ nhau. <br /> Các vạch sáng (vân sáng) và các vạch tối (vân tối) gọi là vân giao thoa.  <br /> 2. Lý thuyết giao thoa ánh sáng. Khe Y – âng<br /> a. Vị trí các vân giao thoa<br /> Nguồn sáng S phát ra ánh sáng đơn sắc có bước <br /> sóng λ chiếu tới hai khe hẹp S1, S2. Hai khe S1, S2 trở <br /> thành  hai nguồn phát sóng  thứ  cấp – hai nguồn kết <br /> hợp do đó hai sóng phát ra giao thoa với nhau. <br /> Trên màn quan sát E ta quan sát thấy hình ảnh những vạch sáng và tối xen <br /> kẽ nhau. <br /> Gọi M là một điểm trên màn, cách tâm O đoạn x. M cách hai nguồn những <br /> đoạn MS1 = d1; MS2 = d2. <br /> Khoảng cách hai khe là S1S2 = a, khoảng cách từ hai khe đến màn là D. <br /> Hiệu đường đi của ánh sáng từ S đến M là:  d  d2  d1 <br /> <br /> ax<br />  <br /> D<br /> <br /> Tại M có vân sáng khi  d  d 2  d1  k  .  <br />  xs  k<br /> <br /> D<br /> a<br /> <br />  ( với  k  0, 1,  2,...  ) <br /> <br /> Trong đó: <br /> <br /> k = 0:  Vân sáng trung tâm- vân sáng chính giữa hay vân số 0. <br /> <br />   <br /> <br />  <br /> <br /> k = 1: Vân sáng bậc 1. <br /> <br />   <br /> <br />  <br /> <br /> k = 2: Vân sáng bậc 2. <br /> … <br /> <br /> NGUYỄN THẾ THÀNH                                  3                                       THPT HIỆP HÒA 2 <br />  <br /> <br />  <br /> MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP ĐIỂN HÌNH                                         GIAO THOA ÁNH SÁNG <br /> <br /> <br /> 1<br /> Tại M có vân tối khi  d  d2  d1  (2k  1)  (k  )   <br /> 2<br /> <br />  xt   2k  1<br /> <br /> 2<br /> <br /> D<br /> <br /> 1  D<br /> <br />  ( với  k  0, 1,  2,...  ) <br />  k  <br /> 2a <br /> 2 a<br /> <br /> Trong đó: <br /> <br /> k = 0; k = - 1:  Vân tối thứ 1 <br /> <br />   <br /> <br /> k = 1; k = - 2:  Vân tối thứ 2  <br /> <br />  <br /> <br /> k = 2; k = - 3:  Vân tối thứ 3  <br /> … <br /> Chú ý: Đối với vân tối không có khái niệm bậc giao thoa.<br /> b. Khoảng vân<br /> Khoảng vân i là khoảng cách giữa hai vân sáng hoặc hai vân tối liên tiếp:  <br /> i<br /> <br /> D<br /> a<br /> <br />  <br /> <br /> Suy ra, công thức xác định tọa độ vân sáng, vân tối viết dạng: <br /> xs  ki  k  Z    <br /> 1<br /> <br /> xt   k   i<br /> 2<br /> <br /> <br /> k  Z   <br /> <br /> Nếu thí nghiệm được tiến hành trong môi trường trong suốt có chiết suất n <br /> thì bước sóng và khoảng vân giảm n lần: <br /> ( n ) <br /> <br /> <br /> n<br /> <br />  i( n ) <br /> <br /> ( n ) D<br /> a<br /> <br /> <br /> <br /> i<br /> n <br /> <br /> Chú ý: Ánh sáng đơn sắc truyền trong các môi trường khác nhau thì có λ và<br /> v khác nhau nhưng tần số f = const.<br /> Liên hệ: f <br /> <br /> v1<br /> <br /> 1<br /> <br /> <br /> <br /> v2<br /> <br /> 2<br /> <br /> <br /> <br /> v1 1<br /> <br /> v2 2<br /> <br /> II. ỨNG DỤNG HIỆN TƯỢNG GIAO THOA ÁNH SÁNG<br /> <br /> Hiện tượng giao thoa ánh sáng được ứng dụng để đo bước sóng ánh sáng:  <br /> =<br /> <br />  <br /> <br /> NGUYỄN THẾ THÀNH                                  4                                       THPT HIỆP HÒA 2 <br />  <br /> <br />  <br /> MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP ĐIỂN HÌNH                                         GIAO THOA ÁNH SÁNG <br /> <br /> CÁC DẠNG TOÁN ĐIỂN HÌNH VỀ GIAO THOA ÁNH SÁNG<br /> DẠNG 1. ĐẠI CƯƠNG VỀ GIAO THOA ÁNH SÁNG ĐƠN SẮC<br /> <br /> - Khoảng vân:  i <br /> <br /> D<br /> a<br /> <br />  <br /> <br /> Khoảng cách giữa n vân sáng (hoặc n vân tối) liên tiếp:  l   n  1 i   <br /> - Vị trí vân sáng:  xs  ki  k  Z   <br /> 1<br /> - Vị trí vân tối:  xt   k   i  k  Z   <br /> <br /> <br /> 2<br /> <br /> CÔNG THỨC TÍNH NHANH<br /> Về vấn đề vị trí vân sáng hay vân tối, ta dùng chung <br /> một công thức:  <br /> x  ki  (trong đó k<br /> <br /> nguyên hoặc k bán nguyên) <br /> <br /> Nếu k nguyên (k = 0, ±1, ±2, ±3, … ) thì điểm M cho trước là vân sáng. <br /> Nếu k bán nguyên (lẻ 0,5) thì điểm M cho trước là vân tối. <br /> Cụ thể: <br /> k = 0: Vân sáng trung tâm. <br /> k = ± 0,5: Vân tối thứ 1. <br /> k = ± 1: Vân sáng bậc 1. <br /> k = ± 1,5: Vân tối thứ 2. <br /> k = ± 2: Vân sáng bậc 2. <br /> k = ± 2,5: Vân tối thứ 3. <br /> ...... <br /> Ứng dụng: Xác định tính chất giao thoa tại một điểm M bất kỳ <br /> Để xét tính chất giao thoa của một điểm M có tọa độ xM ta tìm:  kM <br /> <br /> xM<br />   <br /> i<br /> <br /> Nếu  kM  Z   thì M là vân sáng bậc  kM  <br /> 1<br /> 2<br /> <br /> Nếu  k M  bán nguyên – lẻ 0,5 thì M là vân tối thứ:  kM   <br /> NGUYỄN THẾ THÀNH                                  5                                       THPT HIỆP HÒA 2 <br />  <br /> <br />