Phân loại và phơng pháp giải nhanh bài tập vật lý Chơng VI: Tính chất sóng của ánh sáng
Chơng VI: Tính chất sóng của ánh sáng
Phần I: kiến thức cơ bản
O
x
A
1
S
S
2
D
a
S
d
2
1
d
d'
1
2
d'
D'
1. Vị trí vân sáng bậc k:
a
D
kx
S

ì=
(1)
2.Vị trí vân tối bậc k+1:

+=
i
L
N
S
(L là bề rộng trờng giao thoa) (4)
- Số vân tối:






+=
5,0
2
2
i
L
N
T
(5)
5. Điều kiện để vân sáng bậc k
1
của ánh sáng có bớc sóng
1
trùng với vân sáng bậc k
2
của
ánh sáng có bớc sóng

6. Tìm các ánh sáng đơn sắc có vân sáng trùng với vị trí có toạ độ x cho trớc:
Giả xử tại toạ độ x có vân sáng bậc k, ta có:
a
D
kx

=

D
ax
k

=
Do ánh sáng trong vùng nhìn thấy có bớc sóng
maxmin
76,040,0
àà
==
mm

D
ax
k
D
ax
minmax


(7)
Do

kxxx
tdtd
k
t
k
d
k
)(


===
(8)
8. Độ thay đổi của khoảng vân khi chiết suất của môi trờng đặt hệ giao thoathay đổi.
Vận tốc ánh sáng trong chân không là c, vận tốc ánh sáng đi trong môi trờng chiết suất n
là v thoả mãn hệ thức
n
c
v
=
. Trong mọi trờng hợp, tần số ánh sáng không đổi. Ta có:
const
vv
c
f
=====
...
2
2
1
1

D'
d
1
2
d
1
d'
d'
2
Xét tại A có vân sáng thì:

k
D
ax
D
ay
dddddddd
=+=+=++=
'
)()''()'()'(
12121122
Nếu tại A có vân sáng trung tâm: (k=0)
0
'
==+

k
D
ax
D

2
A
x
O
e
Vận tốc ánh sáng truyền trong bản mỏng:
n
c
v
=
Th.S Lê Văn Thành-Email: -ĐT:04.33.52.86.81-0989.345.975 Trang 101
Phân loại và phơng pháp giải nhanh bài tập vật lý Chơng VI: Tính chất sóng của ánh sáng
Thời gian ánh sáng đi qua bản mỏng sẽ lâu hơn so với trờng hợp ánh sáng truyền trong
không khí:
c
ne
c
e
c
ne
c
e
v
e
t
)1(

===
. Điều này tơng đơng với kéo dài quãng đờng d
1


0
)1(
>

=
a
Dne
x
(11)
Vân trung tâm dịch theo phơng thẳng đứng về phía bản mỏng e
`
11. Giao thao ánh sáng với lỡng lăng kính Fresnel:
Góc lệch của tia tới và tia ló:
)1(
=
nA

(rad) (12)
(A là góc chiết quang của lăng kính(rad); n là
chiết suất chất làm lăng kính).
Khoảng cách hai khe S
1
S
2
:
)1(2.2.2
11121
===
nAddtgdSSa

Công thức thấu kính:
'
111
ddf
+=
;
fd
df
d

=
'
;
fd
fd
d

=
'
'
(14)
Khoảng cách hai khe S
1
S
2
:
d
dd
OOSSa
'

Bề rộng trờng giao thoa:

.2OIMN
=
(17)
M
N

2
O
S
2
S
1
D
S
I
Phần II: các dạng bài tập
Th.S Lê Văn Thành-Email: -ĐT:04.33.52.86.81-0989.345.975 Trang 102
Phân loại và phơng pháp giải nhanh bài tập vật lý Chơng VI: Tính chất sóng của ánh sáng
Ví dụ 1: Trong thí nghiệm giao thoá ánh sáng với khe Iâng, khoảng cách giữa hai khe
S
1
S
2
bằng 1mm, khoảng cách từ hai khe tới màn quan sát D=2m. Bề rộng trờng giao thoa
L=2,9cm.
1. Chiếu vào hai khe ánh sáng đơn sắc có bớc sóng =0,656àm. Tính:
a. Vị trí vân sáng bậc 3?
b. Vị trí vân tối bậc 5?

đồng thời hai bức xạ có bớc sóng
m
à
6,0
1
=
và bớc
sóng
2

cha biết. Trong khoảng rộng L=2,9cm trên màn, đếm đợc 41 vạch sáng, trong đó
có 5 vạch là kết quả trùng nhau của hai hệ vân. Tính
2

biết hai trong 5 vạch trùng
nhau nằm ở ngoài cùng của khoảng L.
Bài làm
1.a. Vị trí vân sáng bậc 3:
)(936,3
1
10.2.10.656,0
3
33
mm
a
D
kx
===



312,1.2
29
12
2
1
=ì






+=ì






+=
i
L
N
S
(vân)
(Chú ý khi tính bằng máy tính, ta nên tính riêng phép tính
i
L
2
đợc bao nhiêu lấy riêng

S
k
S
xx

2211
ikik
=

a
D
k
a
D
k
2
2
1
1

=

1
2
1
2
2
1



)(1,1
1
10.2.10.55,0
33
1
1
mm
a
D
i
===


Th.S Lê Văn Thành-Email: -ĐT:04.33.52.86.81-0989.345.975 Trang 103
Phân loại và phơng pháp giải nhanh bài tập vật lý Chơng VI: Tính chất sóng của ánh sáng
18,13
1,1.2
29
2
1
1
==
i
L
k

13
max
1
=

56 iix
==
)(6,61,1.66
1min
mmix
===
3a. Tìm các ánh sáng đơn sắc có vân sáng trùng với vị trí có toạ độ x=4,2mm
Giả xử tại toạ độ x=4,2mm có vân sáng bậc k của bức xạ với bớc sóng , vận dụng hệ thức
(7) ta có:
D
ax
k
D
ax
minmax



3333
10.2.10.4,0
2,4.1
10.2.10.76,0
2,4.1


k
25,576,2

k
Do

Số vân sáng của bớc sóng
1

quan sát đợc trên màn:
252
2,1.2
29
12
2
1
1
1
=ì






+=ì






+=
i
L
N

1
=ì+=ì+=ì






+=
ii
L
i
L
N
S
(vân)
)(45,1
20
29
2
mmi
==
)(725,0)(10.725,0
10.2
1.45,1
3
3
2
2
mmm