Đăng nhập Đăng ký

ID: 18040

Nhận biết (M1)
Tại sao ánh sáng phát ra từ khe Young thoả mãn điều kiện kết hợp? Xác định vị trí cực đại, cực tiểu giao thoa; hình dạng và vị trí vân giao thoa trong thí nghiệm khe Young đối với ánh sáng đơn sắc. Trình bày về hiện tượng giao thoa khi dùng ánh sáng trắng.

Đáp án đúng:
Khe Young là một dụng cụ gồm:
- Nguồn sáng O
- Màn không trong suốt P đặt sau O
- Hai lỗ nhỏ $\displaystyle O_1, O_2$ đục trên P
- Màn quan sát E đặt sau P
$\displaystyle \rightarrow$ Ánh sáng truyền từ $\displaystyle O$ tới $\displaystyle O_1, O_2$ $\displaystyle \rightarrow O_1, O_2$ là hai \textbf{nguồn sáng thứ cấp}
Vì $\displaystyle O_1, O_2$ đều được tách ra từ $\displaystyle O$ $\displaystyle \rightarrow O_1, O_2$ là hai nguồn kết hợp; sóng từ $\displaystyle O_1, O_2$ là các sóng kết hợp.
\textbf{Vị trí các cực đại và cực tiểu giao thoa:}
Xét hai nguồn kết hợp $\displaystyle O_1 - O_2$ :
$\displaystyle x_{O_1} = A_1 \cos(\omega t)$
$\displaystyle \rightarrow x_{M_1} = a_1 \cos(\omega t - \frac{2\pi L_1}{\lambda})$
$\displaystyle x_{O_2} = A_2 \cos(\omega t)$
$\displaystyle \rightarrow x_{M_2} = a_2 \cos(\omega t - \frac{2\pi L_2}{\lambda})$
$\displaystyle \Delta \varphi = \frac{2\pi}{\lambda} (L_1 - L_2)$
Giao thoa cực đại khi:
$\displaystyle \Delta \varphi = 2k\pi \Leftrightarrow \frac{2\pi}{\lambda} (L_1 - L_2) = 2k\pi$
$\displaystyle \Rightarrow L_1 - L_2 = k\lambda \quad (k = 0; \pm 1; \pm 2; \dots)$
Giao thoa cực tiểu khi:
$\displaystyle \Delta \varphi = (2k + 1)\pi \Leftrightarrow \frac{2\pi}{\lambda} (L_1 - L_2) = (2k + 1)\pi$
$\displaystyle \Rightarrow L_1 - L_2 = (k + 0,5)\lambda \quad (k = 0; \pm 1; \pm 2; \dots)$
\textbf{Hình dạng và vị trí vân giao thoa:}
Xét trong trường hợp ánh sáng truyền trong chân không - không khí ( $\displaystyle n \approx 1$ )
Khi đó:
+ Quỹ tích các điểm sáng nhất và tối nhất là mặt hyperboloit trải xoay xen kẽ trong không gian.
- Mặt giữa là mặt phẳng trung trực của $\displaystyle S_1S_2$ ( $\displaystyle O_1O_2$ )
+ Hệ vân giao thoa:
- Hệ thống các vạch sáng, tối, xen kẽ, cách đều nhau.
- Song song với nhau và đối xứng nhau qua vân trung tâm.
Đặt màn chắn E song song với $\displaystyle O_1O_2$ , vuông góc với mặt phẳng hình vẽ.
$\displaystyle r_2 - r_1 \approx O_2H \Rightarrow \Delta L = (d_2 - d_1)n = \frac{nax}{D}$
- Vị trí vân sáng:
$\displaystyle \Delta L = n \frac{ax_s}{D} = k\lambda \Rightarrow x_s = k \frac{\lambda D}{na}$
- Vị trí vân tối:
$\displaystyle \Delta L = n \frac{ax_t}{D} = (k+0,5)\lambda \Rightarrow x_t = (k+0,5) \frac{\lambda D}{na}$
\textbf{Giao thoa ánh sáng trắng:}
Giả sử hai nguồn $\displaystyle O_1O_2$ phát ánh sáng trắng ( $\displaystyle 0,38 \le \lambda \le 0,76 \, \mu\text{m}$ )
$\displaystyle \Rightarrow$ Hình ảnh vân giao thoa thu được sẽ có đặc điểm như sau:
+ Ở chính giữa $\displaystyle \rightarrow$ Vạch sáng trắng (Vân trung tâm)
+ Hai bên vân trắng giữa: Hai vân tối hoàn toàn
+ Tiếp theo: Vân sáng bậc 1 của tất cả ánh sáng đơn sắc
+ Không hoàn toàn trùng nhau có mép trong tím, ngoài đỏ $\displaystyle \rightarrow$ quang phổ bậc 1.

để xem lời giải của câu hỏi này

Câu hỏi cùng chủ đề

Chưa có câu hỏi