Tuyệt phẩm công phá Giải nhanh theo chủ đề trên kênh VTV2 môn Vật Lý Tập 3 (FULL TEXT)

Ban đầu, các vân tối tính từ vân trung tâm đến M lần lượt có tọa độ là 0,5i; 1,5i; 2,5i; 3,5i và
4,5i. Khi dịch màn ra xa 0,6 m M trở thành vân tối thứ 2 thì
Trang295
( D 0,6) 3
λ +
−
x = 3,5 = 4,2.10 (m) (2)
M
a
Từ (1) và (2) tính ra: D = 1,4 m,
λ = 0,6 µ m .
3) Số vân trên trường giao thoa và trên một đoạn
* Số vân trên trường
Trường giao thoa là vùng sáng trên màn có các vân giao thoa.
Bề rộng trường giao thoa L là khoảng cách ngắn nhất giữa hai mép
ngoài cùng của hai vân sáng ngoài cùng. Vì vậy, nếu đo chính xác
L thì số vân sáng trên trường giao thoa luôn nhiều hơn số vân tối là 1.
Thông thường bề rộng trường giao thoa đối xứng qua vân trung tâm.
Để tìm số vân sáng, tối trên trường giao thoa ta thay vị trí vân vào điều kiện
⎧ L L
− ≤ x = ki ≤
L L ⎪
− ≤ x ≤ sẽ được
2 2
⎨
2 2 ⎪ L
L
− ≤ x = ( m − 0,5)
i ≤
⎪⎩ 2 2
⎧ ⎡ L ⎤
⎪N = 2 1
s
Hoặc có thể áp dụng công thức giải nhanh:
⎢
2i
⎥ +
⎨ ⎣ ⎦
⎪
⎩N = N −1
t s
* Số vân trên đoạn MN nằm gọn trong trường giao thoa
+ Tại M và N là hai vân sáng:
⎧ MN
N =
t
⎪ i
⎨
⎪ MN
N = + 1
s
⎪⎩ i
+ Tại M và N là hai vân tối:
⎧ MN
N =
s
⎪ i
⎨
⎪ MN
N = + 1
t
⎪⎩ i
+ Tại M là vân sáng và tại N là vân tối:
MN
N = N = + 0,5
s t
i
xM
= 3,5i' hay
+ Tại M là vân sáng và tại N
chưa biết:
⎧ ⎡ MN ⎤
N = 1
s ⎢
i
⎥ +
⎪ ⎣ ⎦
⎨
⎪ ⎡ M'N ⎤ ⎡ MN − 0,5i ⎤
N = + 1 = + 1
⎪
t ⎢
i
⎥ ⎢
i
⎥
⎩ ⎣ ⎦ ⎣ ⎦
+ Tại M là vân tối và tại N chưa biết:
⎧ ⎡ MN ⎤
N = 1
t ⎢
i
⎥ +
⎪ ⎣ ⎦
⎨
⎪ ⎡ M'N ⎤ ⎡ MN − 0,5i ⎤
N = + 1 = + 1
⎪
s ⎢
i
⎥ ⎢
i
⎥
⎩ ⎣ ⎦ ⎣ ⎦
⎧⎪
x ≤ x = ki ≤ x
M s N
+ Cho tọa độ tại M và N: ⎨
(số giá trị nguyên k là số vân sáng, số
⎪⎩
x ≤ x =
M s ( m − 0,5)
i ≤ xN
giá trị nguyên m là số vân tối).
Ví dụ 1:Trong thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe là 0,5 mm,
khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn là 2 m. Ánh sáng đơn sắc dùng trong thí
nghiệm có bước sóng 0,5 µ m . Vùng giao thoa trên màn rộng 25,8 mm (vân trung tâm ở
chính giữa). Số vân sáng là
A. 15 B. 17 C. 13 D. 11
Hướng dẫn:Chọn đáp án C
λD ⎡0,5L ⎤ ⎡0,5.25,8⎤
i = = 2 ( mm) ⇒ N = 2 1 2 1 2 ⎡6,45⎤
1 13
s
a
⎢ + = + = + =
i
⎥ ⎢
2
⎥ ⎣ ⎦
⎣ ⎦ ⎣ ⎦
Ví dụ 2: (ĐH-2010) Trong thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe được chiếu bằng
ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,6 µ m . Khoảng cách giữa hai khe là 1 mm, khoảng cách từ
mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 2,5 m, bề rộng miền giao thoa là 1,25 cm. Tổng
số vân sáng và vân tối có trong miền giao thoa là
A.19 vân B.17 vân C.15 vân D.21 vân
Hướng dẫn:Chọn đáp án B
⎧ ⎡ L ⎤ ⎡ 12,5 ⎤
λD
⎪N = 2 1 2 1 2 4,17 1 9
s ⎢
i 1,5 ( mm) 2i
⎥ + = ⎢ ⎡ ⎤
2.1,5
⎥ + = + =
= = ⇒
⎣ ⎦
⎨ ⎣ ⎦ ⎣ ⎦
a
⎪
⎩N
= N − 1 = 8
t s
Trang296