Vật lí 11

Dạng bài tập tìm số vân sáng vân tối trên trường giao thoa

Đức Tuấn Lê Tháng Một 20, 2022
0

Trong bài này, HocThatGioi sẽ chia sẻ cho các bạn về Dạng bài tập tìm số vân sáng vân tối trên trường giao thoa. Bài viết sẽ hướng dẫn cách để giải dạng bài tập tìm số vân sáng vân tối trên trường giao thoa và sẽ có các bài tập rèn luyện để giúp làm tốt hơn dạng bài này, hãy cùng HocThatGioi đi vào bài học nhé!

1. Xác định số vân trên miền giao thoa

1.1 Cách giải bài tập tìm số vân sáng vân tối trên miền giao thoa

Xét miền giao thoa là chiều rộng của khu vực chứa toàn bộ hiện tượng giao thoa hứng được trên màn- kí kiệu L

Cách tìm số vân tối vân sáng trên một khoảng L.

Để tìm được số vân tối và vân sáng trên miền giao thoa ta cần ghi nhớ những công thức sau:

Số vân sáng:

Công thức tính số vân sáng
N_s=2.[\frac{L}{2i} ]+1
Trong đó:
N_s là số vân sáng
L là bề rộng trường giao thoa
i là khoảng vân

Số vân tối:

Công thức tính số vân tối
N_t=2.[\frac{L}{2i}+0,5 ]
Trong đó:
N_t là số vân tối
L là bề rộng trường giao thoa
i là khoảng vân
Giải thích: [x] là phần nguyên của x
Ví dụ: [1,333]=1

1.2 Ví dụ minh họa

Sau đây sẽ là một ví dụ minh họa cho bài tập tìm số vân tối vân sáng trên miền giao thoa:

Trong thí nghiệm y âng về giao thoa ánh sáng đơn sắc \lambda =0,7 \mu m, khoảng cách giữa 2 khe S_1, S_2 là a=0,35mm, khoảng cách từ 2 khe đến màn quan sát là D=1m, bề rộng của vùng có giao thoa là L=13,5mm. Số vân sáng, vân tối quan sát được trên vùng giao thoa là bao nhiêu?
    Ta có khoảng vân là:
    i=\frac{\lambda .D}{a}=\frac{0,7.1}{0,35}=2mm
    Áp dụng công thức tính số vân sáng vân tối trên miền giao thoa:
    Số vân sáng là:
    N_s=2.[\frac{L}{2i} ]+1=2[ \frac{13,5}{2.2}]+1=7 (vân sáng)
    Số vân tối là:
    N_t=2.[\frac{L}{2i}+0,5 ]=2.[\frac{13,5}{2.2}+0,5 ]=6 (vân tối)
    Vậy trên miền giao thoa L có 7 vân sáng và 8 vân tối

    2. Xác định số vân trên đoạn thẳng bất kì

    2.1 Cách giải bài tập tìm số vân sáng vân tối trên đoạn thẳng bất kì

    Dạng bài tập này sẽ chia thành 2 trường hợp:

    Trường hợp 1:

    Xét đoạn MN , với 2 điểm M, N thuộc trường giao thoa nằm 2 bên vân sáng trung tâm thì:

    Số vân sáng:

    Công thức tính số vân sáng
    N_s=[\frac{OM}{i} ]+[\frac{ON}{i} ]+1
    Trong đó:
    N_s là số vân sáng
    i là khoảng vân

    Số vân tối:

    Công thức tính số vân tối
    N_t=[\frac{OM}{i}+0,5 ]+[\frac{ON}{i}+0,5 ]
    Trong đó:
    N_t là số vân tối
    i là khoảng vân

    Trường hợp 2:

    Xét đoạn MN , với 2 điểm M, N thuộc trường giao thoa nằm cùng phía so với vân sáng trung tâm thì:

    Số vân sáng:

    Công thức tính số vân sáng
    N_s=[\frac{OM}{i} ]-[\frac{ON}{i} ]+1
    Trong đó:
    N_s là số vân sáng
    i là khoảng vân

    Số vân tối:

    Công thức tính số vân tối
    N_t=[\frac{OM}{i}+0,5 ]-[\frac{ON}{i}+0,5 ]
    Trong đó:
    N_t là số vân tối
    i là khoảng vân
    Giải thích: [x] là phần nguyên của x
    Ví dụ: [2,45]=2

    2.2 Ví dụ minh họa:

    Sau đây là ví dụ tìm số vân tối và vân sáng trên đoạn thẳng MN bất kì:

    Trong thí nghiệm y âng về giao thoa ánh sáng đơn sắc \lambda =0,6 \mu m, khoảng cách giữa 2 khe S_1, S_2 là a=0,3mm, khoảng cách từ 2 khe đến màn quan sát là D=1m, 2 điểm M, N nằm khác phía so với vân trung tâm là khoảng cách với vân trung tâm là OM=5,5mm, ON=7.5mm . Số vân sáng, vân tối quan sát được trên đoạn MN là bao nhiêu?
      Ta có khoảng vân là:
      i=\frac{\lambda .D}{a}=\frac{0,6.1}{0,3}=2mm
      Áp dụng công thức tính số vân sáng vân tối trên miền giao thoa:
      Số vân sáng là:
      N_s=[\frac{OM}{i} ]+[\frac{ON}{i} ]+1=[\frac{5,5}{2} ]+[\frac{7,5}{2} ]+1=6 (vân sáng)
      Số vân tối là:
      N_t=[\frac{OM}{i}+0,5 ]+[\frac{ON}{i}+0,5 ]=[\frac{5,5}{i}+0,5 ]+[\frac{7,5}{i}+0,5 ]=7 (vân tối)
      Vậy trên đoạn thẳng MN có 6 vân sáng và 7 vân tối

      3.Bài tập rèn luyện

      Sau đây là các bài tập để rèn luyện làm tốt dạng bài tập này:

      Câu 1: Trong thí nghiệm y âng về giao thoa ánh sáng đơn sắc \lambda =0,65 \mu m, khoảng cách giữa 2 khe S_1, S_2 là a=0,3mm, khoảng cách từ 2 khe đến màn quan sát là D=2m, bề rộng của vùng có giao thoa là L=10mm. Số vân sáng, vân tối quan sát được trên vùng giao thoa là bao nhiêu?
        Câu 2: Trong thí nghiệm y âng về giao thoa ánh sáng đơn sắc \lambda =0,85 \mu m, khoảng cách giữa 2 khe S_1, S_2 là a=0,4mm, khoảng cách từ 2 khe đến màn quan sát là D=1m, bề rộng của vùng có giao thoa là L=20,5mm. Số vân sáng, vân tối quan sát được trên vùng giao thoa là bao nhiêu?
          Câu 3: Trong thí nghiệm y âng về giao thoa ánh sáng đơn sắc \lambda =0,75 \mu m, khoảng cách giữa 2 khe S_1, S_2 là a=0,2mm, khoảng cách từ 2 khe đến màn quan sát là D=1m, 2 điểm M, N nằm cùng phía so với vân trung tâm là khoảng cách với vân trung tâm là OM=8,7mm, ON=3mm . Số vân sáng, vân tối quan sát được trên đoạn MN là bao nhiêu?

            Cảm ơn các bạn đã theo dõi bài viết của HocThatGioi về Dạng bài tập tìm số vân sáng vân tối trên trường giao thoa. Nếu các bạn thấy hay và bổ ích, hãy chia sẻ cho bạn bè của mình để cùng nhau học thật giỏi nhá. Đừng quên để lại 1 like, 1 cmt để tạo động lực cho HocThatGioi và giúp HocThatGioi ngày càng phát triển hơn nhé! Chúc các bạn học thật tốt!

            Bài viết khác liên quan đến Lớp 12 – Vật Lý – Giao thoa ánh sáng
            Back to top button
            Close