Phương pháp giải bài tập sóng ánh sáng

Tài liệu Phương pháp giải bài tập sóng ánh sáng gửi đến các bạn lý thuyết về sóng ánh sáng cùng với các bài tập ví dụ liên quan và hướng dẫn giải chi tiết. Đề hiểu rõ hơn mời các bạn cùng tham khảo tài liệu.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Phương pháp giải bài tập sóng ánh sáng LTDH 2012 PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP SÓNG ÁNH SÁNGKhi tiến hành thí nghiệm Y-âng với các bước sóng khác nhau, đề bài có các yêu cầu như sau: Yêu cầu 1: Xác định khoảng cách ngắn nhất giữa vân sáng cùng màu với vân sáng trung tâm (giữa hai vânsáng trùng nhau, vị trí trùng nhau của hai vân sáng,khoảng cách từ vân sáng trung tâm đến vân sáng cùng màu vớinó và gần nó.. ) Phương pháp: Bước 1: Khi vân sáng trùng nhau: k1λ1 = k2λ2 = k3λ3 = .......... = knλn k1i1 = k2i2 = k3i3 = .......... = knin k1a = k2b = k3c = .......... = knd Bước 2: Tìm BSCNN của a,b,c,d ( với hai bước sóng thì ta lập tỉ số tìm luôn k1 và k2) BSCNN BSCNN BSCNN BSCNN Bước 3: Tính: k1 = ; k2 = ; k3 = ; k4 = a b c d Bước 4: Khoảng cách cần tìm : Vân sáng : ∆x = k1 .i1 = k2 .i2 = k3 .i3 = k4 .i4 Vân tối : ∆x = (k1 + 0, 5).i1 = (k2 + 0,5).i2 = (k3 + 0, 5).i3Ví dụ 1: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng của I-âng. Hai khe hẹp cách nhau 1mm, khoảng cách từ màn quansát đến màn chứa hai khe hẹp là 1,25m. Ánh sáng dùng trong thí nghiệm gồm hai ánh sáng đơn sắc có bước sóngλ1 = 0,64µm và λ2 = 0,48µm. Khoảng cách từ vân sáng trung tâm đến vân sáng cùng màu với nó và gần nó nhất là:A. 3,6mm. B. 4,8mm. C. 1,2mm. D. 2,4mm.Giải:a = 10-3m Khi vân sáng trùng nhau: k λ 0, 48 3D = 1,25m k1λ1 =k 2 λ2 ⇒ 1 = 2 = =λ1 = 0,64µm k2 λ1 0, 64 4λ2 = 0,48µm λ1 .D 0, 64.10−6.1, 25∆x = ? V ây: k = 3 ; k = 4 ⇒ ∆x = 3i = 3. = 3. = 2, 4.10−3 m = 2, 4mm 10 −3 1 2 1 aVí dụ 2: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng bằng khe young. khoảng cách giữa 2 khe kết hợp là a = 1 mm,khoảng cách từ hai khe đến màn là D = 50cm. ánh sáng sử dụng gồm 4 bức xạ có bước sóng : λ1 = 0,64µm ,λ2 = 0,6µm , λ3 = 0,54µm. λ4 = 0,48µm . Khoảng cách ngắn nhất giữa hai vân cùng màu với vân sáng trung tâm là?A. 4,8mm B. 4,32 mm C. 0,864 cm D. 4,32cmGiải:a = 10-3m Khi vân sáng trùng nhau: k1λ1 = k 2 λ2 = k 3 λ3 = k 4 λ4 ⇔ k1 0,64 = k 2 0, 6 = k 3 0,54 = k 4 0, 48D = 0,5mλ1 = 0,64µm ⇔ k1 64 = k 2 60 = k 3 54 = k 4 48 ⇔ k1 64 = k 2 60 = k 3 54 = k 4 48λ2 = 0,6µm ⇔ k1 32 = k 2 30 = k 3 27 = k 4 24λ3 =0,54µm BSCNN (32,30, 27, 24) = 4320λ4 = 0,48µm∆x = ? k1 = 4320 = 135; k2 = 4320 = 144; k3 = 4320 = 160; k4 = 4320 = 180 32 30 27 24 Vây: ∆x = 135i1 = 144i2 = 160i3 = 180i4 = 0, 0432m = 4,32cm ý DYêu cầu 2: Xác định số vân sáng trong khoảng giữa 2 hoặc 3 vân sáng liên tiếp có màu giống với VSTT. Phương pháp: Bước 1: Tính k1→ k4 như trong yêu cầu 1 Bước 2: Xác định các vị trí trùng nhau cho từng cặp bức xạ. (Bước này khá phức tạp) Nguyên tắc lập tỉ số từng cặp: k1 → k 2 k2 → k3 k3 → k4 k1 → k 4 Các cặp tỉ số được nhân đôi liên tục cho đến khi đạt giá trị k1→ k4 đã tính trên.- Có bao nhiêu lần nhân đôi thì trong khoảng giữa có bấy nhiêu vị trí trùng nhau cho từng cặp. (Lưu ý: xác định rõ xem đang tính trong khoảng giữa hay trên đoạn ) LTDH 2012 Số VS quan sát được = Tổng số VS tính toán – Số vị trí trùng nhau Lưu ý: Tổng số VS tính toán ( trên đoạn) = k1 + k2 + k3 + k4 Tổng số VS tính toán ( trong khoảng giữa) = (k1– 1) + (k2– 1) + (k3– 1) + (k4– 1)Ví dụ 1 : Trong thí nghiệm I- âng về giao thoa ánh sáng , hai khe được chiếu đồng thời 3 bức xạ đơn sắc có bướcsóng : λ1 = 0,4µm , λ2 = 0,5µm , λ3 = 0,6µm . Trên màn quan sát ta hứng được hệ vân giao thoa , trong khoảng giữahai vân sáng gần nhau nhất cùng màu với vân sáng trung tâm , ta quan sát được số vân sáng bằng :A.34 B. 28 C. 26 D. 27Giải: Khi các vân sáng trùng nhau: k1λ1 = k2λ2 = k3λ3 k10,4 = k20,5 = k30,6 4k1 = 5k2 = 6k3BSCNN(4,5,6) = 60=> k1 = 15 ; k2 = 12 ; k3 = 10 Bậc 15 của λ1 trùng bậc 12 của λ2 trùng với bậc 10 của λ3Trong khoảng giữa phải có: Tổng số VS tính toán = 14 + 11 + 9 = 34Ta xẽ lập tỉ số cho tới khi k1 = 15 ; k2 = 12 ; k3 ...