Đề cương hướng dẫn giải bài Vật Lý giao thoa trùng vân - Hay

Bài tập và hướng dẫn giải chi tiết đăng tại trang web:

http://vatly.hoclieu.net.vn

A.6.5 Hướng dẫn giải Bài toán Giao thoa trùng vân

Câu 1. Trong thí nghiệm I-âng, chiếu đồng thời hai bức xạ có bước sóng λ1 = 0,45 μm và λ2 = 0,6 μm. Trên màn quan sát, gọi M, N là hai điểm nằm cùng một phía so với vân trung tâm. Biết tại điểm M trùng với vị trí vân sáng bậc 3 của bức xạ λ1; tại N trùng với vị trí vân sáng bậc 11 của bức xạ λ2. Tính số vân sáng quan sát được trên đoạn MN ?

A. 18. B. 19. C. 17. D. 24.

Hướng dẫn giải

+Tọa độ vân sáng thứ 3 của bức xạ thứ nhất : ; có tỉ số so khoảng vân của bức xạ thứ 2:

Điểm M nằm giữa vân sáng thứ 2 và 3 của bức xạ thứ 2

 từ M đến N đếm được 9 vân sáng của bức xạ thứ 2.

+Tọa độ vân sáng thứ 11 của bức xạ thứ hai: ; có tỉ số so khoảng vân của bức xạ thứ 1:

Điểm N nằm giữa vân sáng thứ 14 và 15 của bức xạ thứ nhất

 từ M đến N có 12 vân sáng của bức xạ thứ nhất.

Tuy nhiên , hai giao thoa của 2 bức xạ có trùng vân:

Tọa độ vân sáng của bức xạ thứ nhất: ; Tọa độ vân sáng của bức xạ thứ 2 là

Có Có các vân trùng nhau:

k14812k2369

Nên tổng số vân quan sát được là 9+12-3=18

Câu 2. Trong thí nghiệm giao thoa Young các khe được chiếu bằng ánh sáng trắng. Khoảng cách giữa hai khe là 0,3mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là 2m. Cho = 0,76m; = 0,40m. Khoảng cách từ vân sáng đỏ bậc 2 đến vân sáng tím bậc 2 nằm cùng bên vân sáng trung tâm là

A. 24mm. B. 2,4nm. C. 4,8mm. D. 2,4mm.

Hướng dẫn giải

Tọa độ vân sáng đỏ bậc 2

Tọa độ vân sáng tím bậc 2:

Khoảng cách từ vân sáng đỏ bậc 2 đến vân sáng tím bậc 2 :

Câu 3. Trong Thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng,chiếu vào 2 khe 1 chùm sáng đa sắc gồm 3 thành phần đơn sắc có bước sóng λ1 = 0,4 μm, λ2 = 0,6 μm, λ3 = 0,75 μm. Trên màn trong khoảng giữa 3 vân sáng liên tiếp có màu giống màu vân trung tâm,số vạch sáng mà có sự trùng nhau của từ 2 vân sáng của 2 hệ vân trở lên là

A. 9 B. 10 C. 11 D. 15

Hướng dẫn giải

Khi các vân sáng trùng nhau: k1λ1 = k2λ2 = k3λ3

k10,4 = k20,6 = k30,75 <=> 40k1 = 60k2 = 75k3

BSCNN(40,60,75) = 600

k1 = 15 ; k2 = 10 ; k3 = 8

Ta tính trong 1 khoảng giữa 2 vân sáng cùng màu vân trung tâm

Theo lý thuyết có 14+ 9 + 7 = 30 vạch đơn sắc.

Vân sáng của từng hai bức xạ trùng nhau

+ Với hai bức xạ λ1 = 0,4μm , λ2 = 0,6μm;

Ta sẽ lập tỉ số cho tới khi

Có

Như vậy: có tất cả 4 vị trí trùng nhau của bức xạ 1 và 2.

- Với cặp λ2 = 0,6μm , λ3 = 0,75μm:

Tỉ số có tất cả 1 vị trí trùng nhau của bức xạ 2 và 3.

- Với cặp : λ1 = 0,4μm , λ3 = 0,75μm:

Như vậy: có không có vị trí vị trí trùng nhau riêng rẽ của bức xạ 1 và 3

Tổng số vạch sáng mà có sự trùng nhau trong khoảng giữa hai hai vạch sáng có màu giống màu vân trung tâm là : 4+ 1=5

Trong khoảng giữa 3 vạch sáng cùng màu vân trung tâm có thêm vạch trùng của 3 bức xạ, nên

N = 2.5 + 1 = 11

Câu 4. Trong thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng, khi nguồn sáng phát ra ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ1 = 0,640 μm thì trên màn quan sát ta thấy tại M và N là 2 vân sáng, trong khoảng giữa MN còn có 7 vân sáng khác nữa. Khi nguồn sáng phát ra đồng thời hai ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ1 và λ2 thì trên đoạn MN ta thấy có 19 vạch sáng, trong đó có 3 vạch sáng có màu giống màu vạch sáng trung tâm và 2 trong 3 vạch sáng này nằm tại M và N. Bước sóng λ2 có giá trị bằng

A. 0,478 μm. B. 0,427 μm. C. 0,464 μm. D. 0,450 μm.

Hướng dẫn giải

Hệ vân thứ nhất có số vạch sáng không trùng với vạch sáng vân thứ 2 trong khoảng giữa MN là 7-1 = 6

Số vân sáng của hệ vân thứ 2 trong đoạn MN là 19-6 = 13

Từ khoảng vân

. Thay số Câu 5. Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng I-âng, nguồn S phát đồng thời ba bức xạ có bước sóng λ1 = 400nm; λ2 = 500nm; λ3 = 750nm. Giữa hai vân sáng gần nhau nhất cùng màu với vân trung tâm còn quan sát thấy có bao nhiêu loại vân sáng?

A. 5. B. 4. C. 7. D. 6.

Hướng dẫn giải

Số loại vân sáng khác . Số loại vân sáng gồm 3 loại của 3 bức xạ và 2 loại vân sáng trùng của từng cặp hai bức xạ khác nhau (1 và 3 không có vân trùng). Tổng cộng có 5 loại vân sáng.

Câu 6. Trong thí nghiệm giao thoa với ánh sáng trắng 0,38m 0,76m. Tại vị trí của vân sáng đỏ bậc 4 của ánh sáng đỏ = 0,75m có số vạch sáng của ánh sáng đơn sắc nằm trùng vị trí là

A. 3. B. 2. C. 4. D. 5.

Hướng dẫn giải

Tọa độ vân sáng đỏ bậc 4:

Vạch sáng của ánh sáng đơn sắc trùng vị trí có tọa độ thỏa mãn:

Từ 0,38m 0,76m.

Có 4 giá trị của k tương ứng tìm được 4 bước sóng,

Như vậy số vạch sáng của ánh sáng đơn sắc nằm trùng vị trí là 4

Câu 7. Trong thí nghiệm I-âng, cho 3 bức xạ λ1 = 400 nm, λ2 = 500 nm, λ1 = 600 nm. Trên màn quan sát ta hứng được hệ vân giao thoa trong khoảng giữa 3 vân sáng gần nhau nhất cùng màu với vân sáng trung tâm, ta quan sát được số vân sáng là :

A. 34 B. 35 C. 54 D. 55

Hướng dẫn giải

Khi các vân sáng trùng nhau: k1λ1 = k2λ2 = k3λ3

k10,4 = k20,5 = k30,6 <=> 4k1 = 5k2 = 6k3

BSCNN(4,5,6) = 60

=> k1 = 15 ; k2 = 12 ; k3 = 10 Bậc 15 của λ1 trùng bậc 12 của λ2 trùng với bậc 10 của λ3

Trong khoảng giữa hai vân sáng trùng màu vân trung tâm gần nhau nhất phải có:

Tổng số vân sáng tính toán = 14 + 11 + 9 = 34

Thực ra có nhiều vân sáng của từng hai bức xạ trùng nhau

+ Với hai bức xạ λ1 = 0,4μm , λ2 = 0,5μm;

Ta sẽ lập tỉ số cho tới khi

Có

Như vậy: Trên đoạn từ vân VSTT đến k1 = 15 ; k2 = 12 thì có tất cả 4 vị trí trùng nhau của bức xạ 1 và 2

Vị trí 1: VSTT

Vị trí 2: k1 = 5 ; k2 = 4

Vị trí 3: k1 = 10 ; k2 = 8

Vị trí 4: k1 = 15 ; k2 = 12

=> Trong khoảng giữa có 2 vị trí trùng nhau.

- Với cặp λ2 = 0,5μm , λ3 = 0,6μm:

Như vậy: Trên đoạn từ vân VSTT đến k2 = 12 ; k3 = 10 thì có tất cả 3 vị trí trùng nhau

Vị trí 1: VSTT

Vị trí 2: k2 = 6 ; k3 = 5

Vị trí 3: k2 = 12 ; k3 = 10

=> Trong khoảng giữa có 2 vị trí trùng nhau.

- Với cặp : λ1 = 0,4μm , λ3 = 0,6μm:

Như vậy: Trên đoạn từ vân VSTT đến k1 = 15 ; k3 = 10 thì có tất cả 6 vị trí trùng nhau

Vị trí 1: VSTT

Vị trí 2: k1 = 3 ; k3 = 2

Vị trí 3: k1 = 6 ; k3 = 4

Vị trí 4: k1 = 9 ; k3 = 6

Vị trí 5: k1 = 12 ; k3 = 8

Vị trí 6: k1 = 15 ; k3 = 10

=> Trong khoảng giữa có 4 vị trí trùng nhau.

Vậy tất cả có 2 + 1 +4 =7 vị trí trùng nhau của các bức xạ.

Số VS quan sát được = Tổng số VS tính toán – Số vị trí trùng nhau = 34 – 7 = 27 vân sáng.

Giữa 3 vân sáng gần nhau nhất cùng màu vân trung tâm có hai khoảng như trên cộng với một vách trùng 3 vân lần 1, nên

Số vạch sáng trong khoảng giữa 3 vân đó là: N = 2.27 +1 = 55

Câu 8. Trong thí nghiệm về giao thao ánh sáng của Iâng, khoảng cách giữa 2 khe là a =2mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa 2 khe đến màn là D=1m .Bước sóng ánh sáng chiếu vào 2 khe là , khoảng vân đo được là 0,2mm.Thay bức xạ trên bằng bức xạ có bước sóng thì tại vị trí của vân sáng bậc 3 của bức xạ có một vân sáng của bức xạ. Bức xạ có giá trị nào dưới đây

A. =0,58m B.=0,60m. C. = 0,48m. D.=0,52m.

Hướng dẫn giải

Bước sóng : Từ

Vạch sáng của ánh sáng đơn sắc trùng vị trí có tọa độ thỏa mãn:

Từ  k = 1,2

Nếu k = 1 không phù hợp vì không nằm trong bức xạ trông thấy

k =2 chấp nhận được.

Câu 9. Trong thí nghiệm Iâng về giao thoa ánh sáng, người ta chiếu ánh sáng trắng(0,38m0,75m) vào hai khe. Hỏi tại vị trí ứng với vân sáng bậc ba của ánh sáng vàng, với bước sóng = 0,60m, còn có vân sáng của ánh sáng đơn sắc nào ?

A. 0,68m. B. 0,45m. C. 0,75m. D. 0,50m.

Hướng dẫn giải

Có k1λ1 = k2λ2  3 = k

Với điều kiện 0,38m0,75m  k = 3,4

Nếu k= 3 bức xạ chính là màu vàng.

k = 4  . Nhận Câu 10. Trong thí nghiệm I-âng, cho a = 2 mm, D = 2 m. Chiếu đồng thời hai bức xạ có bước sóng λ1 = 0,4 μm và λ2 = 600 nm. Trên màn quan sát, gọi M, N là hai điểm ở khác phía so với vân trung tâm và cách vân trung tâm lần lượt là 14,2 mm và 5,3 mm. Số vân sáng quan sát được trên MN của hai bức xạ là

A. 69. B. 71. C. 67. D. 65.

Hướng dẫn giải

Khoảng vân

Cách 1 tìm số vân sáng từng hệ : Lập tỉ số tọa độ M và N với các khoảng vân:

+ Với M + Với N

Cả MN và N đều là những vân tối của cả hệ giao thoa

Số vân sáng theo tính toán cho từng hệ: Hệ giao thoa 1: có 49 vân sáng

Hệ giao thoa 2: có 32 vân sáng

Cách 2 tìm số vân sáng từng hệ :

+Số vân sáng hệ 1

Có 49 giá trị của k  hệ 1 có có 49 vân sáng

+ Số vân sáng hệ 2

Có 32 giá trị của k  hệ 2 có 32 vân sáng

* Hai hệ vân có các điểm trùng: k1λ1 = k2λ2 

hay vị trí trùng nhau ở gần vân trung tâm k1λ1 = k2λ2 =1,2mm

Sử dụng quy nạp ta thấy các lần trùng nhau cách nhau 1,2 (mm).

Để tìm số vị trí trùng nhau trong khoảng -5,3mm đến14,2 (mm) ta giải bất phương trình -5,3 ≤ 1,2z ≤ 14,2

Dễ dàng tìm được có các giá trị của z: -4,41 ≤ z ≤ 11.8 Có 16 vị trí hai vân trùng nhau

Số vân sáng quan sát được là: 49+32-16 = 65.

Câu 11. Trong thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng, cho khoảng cách giữa hai khe là 1 mm, khoảng cách từ 2 khe đến màn là 1 m. Người ta chiếu vào 2 khe đồng thời hai bức xạ λ1 = 0,4 μm và λ2. Trên màn người ta đếm được trong bề rộng L = 2,4 mm có tất cả 9 cực đại của λ1 và λ2 trong đó có 3 cực đại trùng nhau, biết 2 trong số 3 cực đại trùng ở 2 đầu. Giá trị λ2 là

A. λ2 = 0,54 μm. B. λ2 = 0,48 μm. C. λ2 = 0,5 μm. D. λ2 = 0,6 μm.

Hướng dẫn giải

Khoảng vân

Số cực đại của hệ vân 1 trong khoảng L là:

Số vân sáng của hệ vân 2 trong khoảng L là : 9-7+3 =5

Khoảng vân của hệ 2 là: . Từ

Câu 12. Trong thí nghiệm I-âng cho a = 2 mm, D = 1 m. Nếu dùng bức xạ đơn sắc có bước sóng λ1 thì khoảng vân giao thoa trên màn là i1 = 0,2 mm. Thay λ1 bằng λ2 > λ1 thì tại vị trí vân sáng bậc 3 của bức xạ λ1 ta quan sát thấy một vân sáng của bức xạ λ2. Xác định λ2 và bậc của vân sáng đó.

A. λ2 = 0,6 μm; k2 = 3. B. λ2 = 0,4 μm; k2 = 2. C. λ2 = 0,6 μm; k2 = 2. D. λ2 = 0,4 μm; k2 = 3

Hướng dẫn giải

Bước sóng : Từ

Vạch sáng của ánh sáng đơn sắc trùng vị trí có tọa độ thỏa mãn:

Từ  k = 1,2

Nếu k = 1 không phù hợp vì không nằm trong bức xạ trông thấy

k =2 chấp nhận được.

Vậy λ2 = 0,6 μm; k2 = 2.

Câu 13. Trong thí nghiệm I-âng, chiếu đồng thời hai bức xạ có bước sóng λ1 = 0,42 μm và λ2 = 0,525 μm. Trên màn quan sát, gọi M, N là hai điểm nằm cùng một phía so với vân trung tâm. Biết tại điểm M trùng với vị trí vân sáng bậc 4 của bức xạ λ2; tại N trùng với vị trí vân sáng bậc 10 của bức xạ λ1. Tính số vân sáng quan sát được trên khoảng MN ?

A. 8. B. 4. C. 7. D. 6.

Hướng dẫn giải

+Tọa độ vân sáng thứ 4 của bức xạ thứ hai: ; có tỉ số xM so khoảng vân của bức xạ thứ 1:

Điểm M nằm tại vân sáng thứ 5 của bức xạ thứ 1  từ M đến N đếm được 6 vân sáng của bức xạ thứ 1.

+Tọa độ vân sáng thứ 10 của bức xạ thứ nhất: ; có tỉ số so khoảng vân của bức xạ thứ 2: Điểm N nằm tại vân sáng thứ 8 của bức xạ thứ nhất  từ M đến N có 3 vân sáng của bức xạ thứ nhất.

Tuy nhiên , hai giao thoa của 2 bức xạ có trùng vân:

Tọa độ vân sáng của bức xạ thứ nhất: ; Tọa độ vân sáng của bức xạ thứ 2 là

Có Có các vân trùng nhau:

k1510k248

Nên tổng số vân quan sát được là 6+3-2 =7

Câu 14. Thực hiên giao thoa ánh sáng với nguồn gồm hai thành phần đơn sắc nhìn thấy có bước sóng λ1 = 0,64 μm; λ2. Trên màn hứng các vân giao thoa, giữa hai vân gần nhất cùng màu với vân sáng trung tâm đếm được 11 vân sáng. Trong đó, số vân của bức xạ λ1 và của bức xạ λ2 lệch nhau 3 vân, bước sóng của λ2 là:

A. 0,54 μm B. 0,72 μm C. 0,45 μm D. 0,4 μm.

Hướng dẫn giải

Tổng số vân quan sát được là 11 + 2 = 13 vân.

Giả sử bước sóng bức xạ thứ 2 lớn hơn bước sóng của bức xạ 1, khoảng vân i1 > i2 , số vân hệ 1 ít hơn.. Gọi số vân sáng của hệ giao thoa 1 trong khoảng giữa 2 vân gần nhất cùng màu với vân sáng trung tâm là n1;

Ta có n1 + (n1+3) =11  Giải phương trình n1 =4, n2 = 7. Cộng cả 2 vân sáng 2 đầu thì số vân sáng của hệ giao thoa 1 là 6, của hệ giao thoa 2 là 9

Ta có:

Tương tự  5i1 =8i2

Câu 15. Trong thí nghiệm giao thoa khe I-âng chiếu đồng thời hai bức xạ λ1 và λ2 với khoảng vân thu được trên màn của hai bức xạ 0,5 mm và 0,4 mm. Xét hai điểm A, B trên màn cách nhau 8,3 mm. Tại A cả hai bức xạ đều cho vân sáng, tại B thì cả hai hệ đều không có vân sáng hay vân tối. Trên đoạn AB quan sát được 33 vân sáng. Hỏi số vân sáng là kết quả trùng nhau của hai hệ vân trên đoạn AB là bao nhiêu?

A. 8. B. 10. C. 4. D. 5.

Hướng dẫn giải

Số vân sáng của mỗi hệ trên AB: có 17 vân sáng của hệ 1

có 21 vân sáng của hệ 2

Do có sự trùng vân của 2 hệ giao thoa. Từ k1λ1 = k2λ2 

Lập tỷ số cho đến  , tính cả vị trí có k1 = k2 = 0 thì có 5 vị trí các vân trùng nhau.

Thử lại: 17+21-5 =33

Câu 16. Trong thí nghiệm giao thoa I-âng, khe S phát ra đồng thời 3 ánh sáng đơn sắc, có bước song tương ứng λ1 = 0,4 μm, λ2 = 0,48μm và λ3 = 0,64 μm. Trên màn, trong khoảng giữa hai vân sáng liên tiếp có màu trùng với vân trung tâm,quan sát thấy số vân sáng không phải đơn sắc là

A. 44 B. 11 C. 35 D. 9

Hướng dẫn giải

Trong khoảng giữa hai vân, các vị trí vân sáng có mầu vân trung tâm là vị trí các vân sáng của cả bức xạ trùng nhau

Khi các vân sáng trùng nhau: k1λ1 = k2λ2 = k3λ3

k10,4 = k20,48 = k30,64 <=> 5k1 = 6k2 = 8k3

BSCNN(5,6,8) = 120

=> k1 = 24 ; k2 = 20 ; k3 = 15

+ Với hai bức xạ λ1 = 0,4μm , λ2 = 0,48μm;

Ta sẽ lập tỉ số cho tới khi

Có

Như vậy: có tất cả 4 vị trí trùng nhau của bức xạ 1 và 2, trong đó có 1 vị trí trùng nhau của vân sáng 3 bức xạ.

- Với cặp λ2 = 0,48μm , λ3 = 0,64μm:

Tỉ số

Như vậy có tất cả 5 vị trí trùng nhau của bức xạ 2 và 3, trong đó có 1 vị trí trùng nhau của vân sáng 3 bức xạ.

- Với cặp : λ1 = 0,4μm , λ3 = 0,64μm:

Như vậy có tất cả 3 vị trí trùng nhau của bức xạ 1 và 3, trong đó có 1 vị trí trùng nhau của vân sáng 3 bức xạ.

Trong khoảng giữa hai vân sáng liên tiếp có màu trùng với vân trung tâm,quan sát thấy số vân sáng không phải đơn sắc là

(4-1) + (5-1) + (3-1) = 9

Câu 17. Thực hiên giao thoa ánh sáng với hai bức xạ thấy được có bước sóng λ1 = 0,64 μm; λ2 = 0,48 μm. Khoảng cách giữa 2 khe kết hợp là a = 1 mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là D = 1 m. Số vân sáng trong khoảng giữa vân sáng bậc 3 và vân sáng bậc 9 của bức xạ λ1 là

A. 13 B. 15 C. 11 D. 12

Hướng dẫn giải

Đối với hệ vân của bức xạ 1: Tại M

Tại N

Khoảng vân của hệ giao thoa bức xạ 2:

Tại M, tỉ số : cho thấy là vân sáng bậc 4 của hệ 2

Tại N, tỉ số : là vân sáng bậc 12 của hệ 2

Như vậy đoạn MN có 7 vân sáng hệ giao thoa 1, 9 vân sáng của hệ giao thoa 2

Tuy nhiên có sự trùng vân: k1λ1 = k2λ2 

Hai hệ vân có các vị trí trùng nhau: 3 vị trí.

Số vân sáng trong khoảng giữa vân sáng bậc 3 và vân sáng bậc 9 của bức xạ λ1 là: (7-3) + (9-3) +1 =10 (vân thứ 10 là vân trùng nhau)

Câu 18. Trong thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng, nếu dùng ánh sáng có bước sóng λ1 = 559 nm thì trên màn có 15 vân sáng, khoảng cách giữa hai vân ngoài cùng là 6,3 mm. Nếu dùng ánh sáng có bước sóng λ2 thì trên màn có 18 vân sáng, khoảng cách giữa hai vân ngoài cùng vẫn là 6,3 mm. Tính λ2?

A. 460 nm B. 560 nm C. 450 nm D. 480 nm

Hướng dẫn giải

Ta có Mặt khác Khoảng vân :

Câu 19. Trong thí nghiệm I-âng, chiếu đồng thời hai bức xạ có bước sóng λ1 = 0,42 μm và λ2 = 0,525 μm. Trên màn quan sát, gọi M, N là hai điểm nằm khác phía so với vân trung tâm. Biết tại điểm M trùng với vị trí vân sáng bậc 4 của bức xạ λ1; tại N trùng với vị trí vân sáng bậc 19 của bức xạ λ2. Tính số vân sáng quan sát được trên đoạn MN ?

A. 48. B. 38. C. 46 D. 42.

Hướng dẫn giải

Tọa độ M

Tọa độ N

Xét tỉ số xM và i2 :  M nằm giữa vân sáng bậc 3 và 4 của hệ giao thoa 2 Từ M-N có 23 vạch sáng của hệ 2 (kể cả vạch trung tâm)

Xét tỉ số xN và i1:  N nằm giữa vân sáng bậc 23 và 24 của hệ giao thoa 1. Từ M-N có 28 vạch sáng của hệ 1 (kể cả vạch trung tâm). Tổng 51 vạch sáng.

Tuy nhiên có sự trùng vân k1λ1 = k2λ2 

kể cả vân trung tâm là 5 vị trí trùng nhau.

Số vân sáng qua sát được là 51- 5 = 46.

Câu 20. Ánh sáng được dùng trong thí nghiệm giao thoa gồm 2 ánh sáng đơn sắc ánh sáng lục có bước sóng λ1 = 0,50 μm và ánh sáng đỏ có bước sóng λ2 = 0,75 μm. Vân sáng lục và vân sáng đỏ trùng nhau lần thứ nhất (kể từ vân sáng trung tâm) ứng với vân sáng đỏ bậc

A. 2. B. 4. C. 6. D. 5.

Hướng dẫn giải

Hai vân trùng nhau k1λ1 = k2λ2

Vân sáng lục và vân sáng đỏ trùng nhau lần thứ nhất (kể từ vân sáng trung tâm) ứng với vân sáng lục bậc 3, còn vân đỏ đỏ bậc 2.Câu 21. Trong thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng, nguồn S phát ra ba ánh sáng đơn sắc: λ1 = 0,42 μm (màu tím); λ2 = 0,56 μm (màu lục); λ3 = 0,70 μm (màu đỏ). Giữa hai vân sáng liên tiếp có màu giống như màu của vân trung tâm quan sát được 8 vân màu lục. Số vân tím và vân đỏ quan sát được nằm giữa hai vân sáng liên tiếp kể trên là

A. 11 vân tím, 6 vân đỏ B. 12 vân tím, 6 vân đỏ C. 10 vân tím, 5 vân đỏ D. 13 vân tím, 7 vân đỏ

Hướng dẫn giải

Khi các vân sáng trùng nhau: k1λ1 = k2λ2 = k3λ3

k10,42 = k20,56 = k30,70 <=> 21k1 = 28k2 = 35k3

BSCNN(21,28,35) = 420

=> k1 = 20 ; k2 = 15 ; k3 = 12. Theo lý thuyết có 19 vân tím, 14 vân lục, 11 vân đỏ

+ Với hai bức xạ λ1 = 0,42μm , λ2 = 0,56μm;

Ta sẽ lập tỉ số cho tới khi

Có cặp tím và lục trùng 4

- Với cặp λ2 = 0,46μm , λ3 = 0,7μm:

Tỉ số cặp lục và đỏ trùng 2

- Với cặp : λ1 = 0,42μm , λ3 = 0,70μm:

cặp tím và đỏ trùng 3

Như vậy vân tím còn: 19- 4-3 = 12, vân đỏ còn : 11-2-3 = 6  12 vân tím, 6 vân đỏ

Câu 22. Trong thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng, nguồn sáng phát đồng thời hai bức xạ đơn sắc, trong đó bức xạ màu đỏ có bước sóng 720 nm và bức xạ màu lục có bước sóng λ (có giá trị trong khoảng từ 500 nm đến 575 nm). Trên màn quan sát, giữa hai vân sáng gần nhau nhất và cùng màu với vân sáng trung tâm có 8 vân sáng màu lục. Giá trị của λ là

A. 560 nm. B. 540 nm. C. 500 nm. D. 520 nm.

Hướng dẫn giải

Giả sử vân của hai hệ giao thoa trùng nhau gần vân trung tâm nhất có bậc giao thoa lần lượt là k1 và k2 Màu lục trùng với màu đỏ ở tọa độ có k2 =9

k1λ1 = k2λ2  k1.720 = 9.

Từ 500 575 nm

Lấy k1 =7

Câu 23. Cho thí nghiệm I-âng, người ta dùng đồng thời ánh sáng màu đỏ có bước sóng 0,648 μm và ánh sáng màu lam có bước sóng từ 440 nm đến 550 nm. Giữa hai vân sáng liên tiếp cùng màu vân trung tâm, người ta đếm được 2 vân sáng màu đỏ. Trong khoảng này có bao nhiêu vân sáng màu lam?

A. 3 B. 6 C. 5 D. 4

Hướng dẫn giải

Giả sử vân của hai hệ giao thoa trùng nhau gần vân trung tâm nhất có bậc giao thoa lần lượt là k1 và k2 màu đỏ trùng màu lam ở tọa độ có k1 =3

k1λ1 = k2λ2  3.0,648 = k2.

Từ 440nm 550nm

k2 nguyên  k2 =4 nên giữa 2 vân sáng liên tiếp cùng màu vân trung tâm có 3 vân màu lam

(Vân lam thứ 4 trùng vân đỏ thứ 3)

Câu 24. Trong thí nghiệm I- âng về giao thoa ánh sáng, nguồn phát đồng thời hai bức xạ đơn sắc: λ1 = 0,64 μm(đỏ), λ2 = 0,48 μm (lam). Trên màn hứng vân giao thoa. Trong đoạn giữa 3 vân sáng liên tiếp cùng màu với vân trung tâm có số vân đỏ và vân lam là

A. 6 vân đỏ, 4 vân lam B. 9 vân đỏ, 7 vân lam

C. 4 vân đỏ, 6 vân lam D. 7 vân đỏ, 9 vân lam

Hướng dẫn giải

k1λ1 = k2λ2 

Trong đoạn giữa 2 vân sáng liên tiế