SKKN Giao thoa ánh sáng bằng khe Y - Âng thay đổi cấu trúc

SKKN Giao thoa ánh sáng bằng khe Y - Âng thay đổi cấu trúc

Trong tình hình hiện nay, giáo dục đang là vấn đề được toàn xã hội quan tâm. Đặc biệt là chất luợng giáo dục trong các nhà trường nói chung và ở cấp THPT nói riêng.

Thời kỳ hội nhập giáo dục đã và đang có những thay đổi căn bản toàn diện mục tiêu là nhằm phát huy tính tích cực, chủ động trong học tập của học sinh, tạo nên những thế hệ học sinh có khả năng hiểu biết sâu sắc về lí luận và từ đó vận dụng linh hoạt lí luận vào thực tế.

 Một trong các nhiệm vụ cơ bản của chương trình Vật lý phổ thông cải cách giáo dục phổ thông là “Bồi dưỡng kỹ năng và phương pháp giải bài tập vật lý” thông qua việc giải bài tập để bồi dưỡng nâng cao kiến thức cho học sinh, đặc biệt là học sinh lớp 12, bồi dưỡng học sinh giỏi. Việc nắm chắc bản chất phương pháp giải bài toán vật lý để giải được hệ thông các bài toán vật lý là việc hết sức cần thiết nhất là các bài toán giao thoa bởi khe Y-ÂNG thuần túy hoặc khe Y-ÂNG nâng cao có sự thay đổi về cấu trúc ở lớp 12 là cần thiết và phù hợp với xu thế cải cách giáo dục hiện nay, đặc biệt là hình thức thi trắc nghiệm.

 Mặt khác bài toán này còn đang ít các thầy cô giáo đề cập đến ở các đề thi, mới chỉ dừng lại ở các bài toán cơ bản và còn tản mạn chưa có một hệ thống cách nhìn tổng quát về các bài toán này.

 Vì lí do trên tôi chọn đề tài :

“GIAO THOA ÁNH SÁNG BẰNG KHE Y-ÂNG

THAY ĐỔI CẤU TRÚC ”.

 

doc 17 trang thuychi01 7025
Bạn đang xem tài liệu "SKKN Giao thoa ánh sáng bằng khe Y - Âng thay đổi cấu trúc", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
MỤC LỤC
Nội dung
Trang
1. MỞ ĐẦU
1
a. Lí do chọn đề tài
1
b. Mục đích nghiên cứu.
1
c. Đối tượng nghiên cứu.
1
d. Phương pháp nghiên cứu.
1
2. NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM.
1
2.1 Cơ sở lí luận của sáng kiến kinh nghiệm.
1
2.2 Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm.
2
2.3 Các sáng kiến kinh nghiệm hoặc các giải pháp đã sử dụng để giải quyết vấn đề.
3
a) Các sáng kiến kinh nghiệm.
3
b) Các giải pháp đã sử dụng để giải quyết vấn đề.
13
2.4 Hiệu quả sáng kiến kinh nghiệm đối với hoạt động giáo dục, với bản thân, đồng nghiệp và nhà trường.
13
3.KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ 
14
3.1 Kết luận.
14
3.2 Kiến nghị.
14
1. MỞ ĐẦU
a. Lí do chọn đề tài
Trong tình hình hiện nay, giáo dục đang là vấn đề được toàn xã hội quan tâm. Đặc biệt là chất luợng giáo dục trong các nhà trường nói chung và ở cấp THPT nói riêng.
Thời kỳ hội nhập giáo dục đã và đang có những thay đổi căn bản toàn diện mục tiêu là nhằm phát huy tính tích cực, chủ động trong học tập của học sinh, tạo nên những thế hệ học sinh có khả năng hiểu biết sâu sắc về lí luận và từ đó vận dụng linh hoạt lí luận vào thực tế. 
 Một trong các nhiệm vụ cơ bản của chương trình Vật lý phổ thông cải cách giáo dục phổ thông là “Bồi dưỡng kỹ năng và phương pháp giải bài tập vật lý” thông qua việc giải bài tập để bồi dưỡng nâng cao kiến thức cho học sinh, đặc biệt là học sinh lớp 12, bồi dưỡng học sinh giỏi. Việc nắm chắc bản chất phương pháp giải bài toán vật lý để giải được hệ thông các bài toán vật lý là việc hết sức cần thiết nhất là các bài toán giao thoa bởi khe Y-ÂNG thuần túy hoặc khe Y-ÂNG nâng cao có sự thay đổi về cấu trúc ở lớp 12 là cần thiết và phù hợp với xu thế cải cách giáo dục hiện nay, đặc biệt là hình thức thi trắc nghiệm.
 Mặt khác bài toán này còn đang ít các thầy cô giáo đề cập đến ở các đề thi, mới chỉ dừng lại ở các bài toán cơ bản và còn tản mạn chưa có một hệ thống cách nhìn tổng quát về các bài toán này.
 Vì lí do trên tôi chọn đề tài :
“GIAO THOA ÁNH SÁNG BẰNG KHE Y-ÂNG 
THAY ĐỔI CẤU TRÚC ”.
b. Mục đích nghiên cứu.
-Qua đề tài này giúp các em học sinh có điều kiện tiếp xúc với kiểu bài mới, hiểu sâu sắc hơn về hiện tượng giao thoa khe Y-Âng thay đổi cấu trúc.
- Có một hệ thống cách giải quyết loại toán này phù hợp.
c. Đối tượng nghiên cứu.
Các bài toán giao thoa bằng khe Y-Âng thay đổi cấu trúc ở lớp 12.
d. Phương pháp nghiên cứu.
Đề tài sử dụng các phương pháp nghiên cứu sau:
+ Phương pháp nghiên cứu xây dựng cơ sở lí thuyết để đưa ra cách giải hệ thống các bài toán này.
+ Phương pháp điều tra khảo sát thực tế.
+ Phương pháp thu thập thông tin. 
+ Phương pháp thống kê và xử lí số liệu.
2. NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM.
2.1 Cơ sở lí luận của sáng kiến kinh nghiệm.
Thực tế giao thoa ánh sáng bằng khe Y-Âng là một bằng chứng khẳng định ánh sáng có tính chất sóng, tức là ánh sáng có sự giao thoa và kết quả là tạo ra vân sáng vân tối khi ta quan sát hiện tượng giao thoa ánh sáng bằng khe Y-Âng.
Vấn đề bàn sâu hơn về hiện tượng này là làm thế nào? hay có những cách nào để làm thay đổi bản chất hiện tượng này và kết quả hệ thống vân giao thoa, vị trí các vân sáng, vân tối có sự thay đổi thế nào, công thức tính làm sao.
 -Với khe giao thoa Y-Âng thuần túy:
Được thực hiện trong không khí (chiết suất nkk = 1) và khe S (nguồn sáng S) cách đều hai khe S1 và S2.
 + Hiệu đường đi của hai sóng ánh sáng kết hợp đến một điểm M trên màn quan sát có tọa độ x là: 
+ Tại M là vân sáng khi hai ánh đến gặp nhau tại M dao động cùng pha nhau để tăng cường lẫn nhau khi với ( k là các số nguyên k = 0, ±1, ±2, ...
Þ Công thức xác định vị trí vân sáng sẽ là 
+ Tại M là vân tối khi hai ánh đến gặp nhau tại M dao động ngược pha nhau để triệt tiêu lẫn nhau khi với ( k là các số nguyên k = 0, ±1, ±2, ...
Þ Công thức xác định vị trí vân tối sẽ là 
+ Khoảng vân ( khoảng cách giữa hai vân sáng liên tiếp hoặc khoảng cách giữa hai vân tối liên tiếp) là i = 
- Với khe giao thoa Y-Âng thay đổi cấu trúc ta chỉ cần thay đổi hiệu đường đi hoặc khoảng vân i bằng nhiều cách khác nhau như: dịch chuyển nguồn sáng S, đặt tước khe S1 hoặc khe S2 một bản mỏng song song bề dày e chiết suất n hoặc cả hai khe bằng hai bản mỏng có bản chất khác nhau, giao thoa trong môi trường chiết suất n > 1
2.2 Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm.
 Trong chương trình cải cách giáo dục của chương trình giáo dục phổ thông. Bộ môn Vật Lí có vị trí quan trọng và tương quan trong ngành khoa học, lĩnh vực khoa học tự nhiên.Trong quá trình dạy học ngoài việc giảng dạy nội dung lý thuyết thì việc hướng dẫn học sinh vận dụng các kiến thức và rèn luyện phát triển tư duy cho HS là một vấn đề hết sức quan trọng. Việc vận dụng các kiến thức giúp HS nhớ kỹ và nhớ lâu các kiến thức đã học, tìm các mối liên hệ giữa các kiến thức mà các em đã được học với thực tiễn, vận dụng các kiến thức các em được học vào cuộc sống và kỹ thuật, rèn luyện cho các em các kĩ năng, kĩ xảo về thí nghiệm thực hành.
 Đa số các tài liệu có đề cập nhưng chưa sâu sắc, chưa có hệ thống cho từng loại bài toán cụ thể.
 Đa số học sinh lớp 12 chưa nắm biết rõ về vấn đề này một cách tường minh, nếu như các thầy cô giáo chưa đề cập, chưa có hệ thống bài tập cụ thể, chưa có cách nhìn hệ thống tổng quát.
2.3 Các sáng kiến kinh nghiệm hoặc các giải pháp đã sử dụng để giải quyết vấn đề.
a) Các sáng kiến kinh nghiệm.
	Có thể thay đổi cấu trúc bằng cách: cho giao thoa trong môi trường chiết suất n; cho khe S dịch chuyển; đặt thêm bản thủy tinh
Trường hợp 1: Giao thoa trong môi trường chiết suất n ( n>1).
Phương pháp:	
Chỉ có bước sóng giảm n lần (nên khoảng vân giảm n lần i’ = i/n) còn tất cả các kết quả giống giao thoa trong không khí.
	+Vị trí vân sáng: x = ki’ = ki/n.
	+Vị trí vân tối: 
Nếu lúc đầu tại M là vân sáng sau đó cho giao thoa trong môi trường chiết suất n muốn biết M là vân sáng hay vân tối ta làm như sau:
	xM = ki = kni’ (nếu kn là số nguyên thì vân sáng, còn số bán nguyên thì vân tối).
Nếu lúc đầu tại M là vân tối: xM = (m + 0,5)i = (m + 0,5)ni’ (nếu (m + 0,5)n là số nguyên thì vân sáng, còn số bán nguyên thì vân tối).
Bài toán áp dụng:
Ví dụ 1: Khi thực hiện giao thoa với ánh sáng đơn sắc trong không khí, khoảng cách hai khe đến màn là D. Nếu đưa thí nghiệm trên vào nước có chiết suất 4/3 mà muốn khoảng vân không thay đổi ta phải dời màn quan sát
A. lại gần thêm 3D/4.	B. ra xa thêm D/3.
C. ra xa thêm 3D/4.	D. lại gần thêm D/3.
Hướng dẫn
	Khoảng vân trong hai trường hợp: 
 Chọn B.
Ví dụ 2: Khi thực hiện giao thoa với ánh sáng đơn sắc trong không khí, tại điểm M trên màn ta có vân sáng bậc 3. Nếu đưa thí nghiệm trên vào trong nước có chiết suất 4/3 thì tại điểm M đó ta có
A. vân sáng bậc 4.	B. vân sáng bậc 2.	C. vân sáng bậc 5.	D. vân tối.
Hướng dẫn
 Chọn A.
Ví dụ 3: Khi thực hiện giao thoa với ánh sáng đơn sắc trong không khí, tại điểm M trên màn ta có vân sáng bậc 4. Nếu đưa thí nghiệm trên vào môi trường trong suốt có chiết suất 1,625 thì tại điểm M đó ta có
A. vân sáng bậc 5.	 B. vân sáng bậc 6.	
C. vân tối thứ 7.	 D. vân tối thứ 6.
Hướng dẫn
Chọn C.
Ví dụ 4: Giao thoa I-âng với ánh sáng đơn sắc trong không khí tại hai điểm M và N trên màn có vân sáng bậc 10. Nếu đưa thí nghiệm trên vào môi trường có chiết suất 1,4 thì số vân sáng và vân tối trên đoạn MN là
A. 29 sáng và 28 tối.	B. 28 sáng và 26 tối.
C. 27 sáng và 29 tối.	D. 26 sáng và 27 tối.
Hướng dẫn
	OM = ON = 10i = 10.ni’ = 14i’ Tại M và N là hai vân sáng bậc 14 nên trên đoạn MN có 29 vân sáng và 28 vân tối Chọn A.
Trường hợp 2: Sự dịch chuyển của nguồn sáng S
Phương pháp:
Hiệu đường đi của hai sóng kết hợp tại M:
Tại M là vân sáng nếu , là vân tối nếu 
Vân sáng: 
Vân tối: 
Vị trí vân sáng trung tâm:
Từ kết quả này ta có thể rút ra kết luận:
*Vân trung tâm cùng với toàn bộ hệ vân dịch chuyển ngược chiều với chiều dịch chuyển của khe S, sao cho vân trung tâm nằm trên đường thẳng kéo dài SI.
 Ta có 
+Vị trí trung tâm: 
(S dịch chuyển lên T dịch xuống lấy dấu trừ, S dịch xuống T dịch lên lấy dấu cộng).
+Vị trí vân sáng bậc k: 
+Vị trí vân tối thứ m: 
Bài toán áp dụng:
Ví dụ 1: Trong thí nghiệm của Young, cách giữa hai khe S1S2 là 1,2 mm. Nguồn S phát ra ánh sáng đơn sắc đặt cách mặt phẳng hai khe một khoảng d và phát ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,5 µm. Nếu dời S theo phương song song với S1S2 một đoạn 2 mm thì hệ vân dịch chuyển một đoạn bằng 20 khoảng vân. Giá trị d là
A. 0,24 m.	B. 0,26 m.	C. 2,4 m.	D. 2,6 m.
Hướng dẫn
Áp dụng 
 Chọn A.
Ví dụ 2: Trong thí nghiệm giao thoa Iâng với ánh sáng đơn sắc, khoảng cách hai khe đến màn là D thì khoảng vân giao thoa là 2 m. Khoảng cách từ khe S đến mặt phẳng hai khe là d = D/4. Cho khe S dịch chuyển theo phương song song với màn theo chiều âm một đoạn 2 mm thì vân sáng bậc 2 nằm ở tọa độ nào trong số các tọa độ sau?
A. – 5 mm.	B. +4 mm.	C. +8 mm.	D. -12 mm.
Hướng dẫn
	Áp dụng . Khe S dịch xuống, hệ vân dịch lên nên tọa độ vân trung tâm: .
	Tọa độ vân sáng bậc 2: hoặc x = 4 mmChọn B.
Ví dụ 3: Trong thí nghiệm giao thoa Iâng với ánh sáng đơn sắc, khoảng cách hai khe đến màn là D thì khoảng vân giao thoa là 2 mm. Khoảng cách từ khe S đến mặt phẳng hai khe là d = D/5. Cho khe S dịch chuyển theo phương song song với màn theo chiều dương một đoạn 1,6 mm thì vân tối thứ 2 nằm ở tọa độ nào trong số các tọa độ sau?
A. -5 mm.	B. +11 mm.	C. +12 mm.	D. -12 mm.
Hướng dẫn
 Vị trí vân trung tâm: 
 Vị trí vân tối thứ 2: Chọn A.
CChú ý: Trước khi dịch chuyển, vân sáng tung tâm nằm tại O. Sau khi dịch chuyển, vân trung tâm dịch đến T. Lúc này:
*nếu O là vân sáng bậc k thì hiệu đường đi tại O bằng kλ và 
 ( khi k = 1)
*nếu O là vân tối thứ n thì hiệu đường đị tại O bằng (n + 0,5)λ và
 ( khi n =0)
Ví dụ 4: Thí nghiệm giao thoa Iâng khoảng cách hai khe 0,75 mm. Khoảng cách từ khe S đến mặt phẳng hai khe 80 cm. Giao thoa với ánh sáng đơn sắc có 0,75 µm. Cho khe S dịch chuyển theo phương song song với màn một đoạn tối thiểu bằng bao nhiêu để vị trí của vân sáng trung tâm ban đầu vẫn là vân sáng.
A. 1 mm. 	B. 0,8 mm.	C. 0,6 mm.	D. 0,4 mm.
Hướng dẫn
Chọn B.
Ví dụ 5: Thí nghiệm giao thoa Iâng khoảng cách hai khe 0,3 mm. Khoảng cách từ khe S đến mặt phẳng hai khe 40 cm. Giao thoa với ánh sáng đơn sắc có 0,6 µm. Cho khe S dịch chuyển theo phương song song với màn một đoạn tối thiểu bằng bao nhiêu để vị trí của vân sáng trung tâm ban đầu thành vân tối.
A. 1 mm. 	B. 0,8 mm.	C. 0,6 mm.	D. 0,4 mm.
Hướng dẫn
Chọn D.
Ví dụ 6: Thí nghiệm giao thoa Iâng khoảng cách hai khe 0,6 mm. Khoảng cách từ khe S đến mặt phẳng hai khe 80 cm. Giao thoa với ánh sáng đơn sắc có 0,6 µm. Cho khe S dịch chuyển theo phương song song với màn một đoạn bằng b thì có 3 khoảng vân dịch chuyển qua gốc tọa độ O và lúc này O vẫn là vị trí của vân sáng. Tính b.
A. 1 mm. 	B. 0,8 mm.	C. 1,6 mm.	D. 2,4 mm.
Hướng dẫn
Chọn D.
Ví dụ 7: Thí nghiệm giao thoa Iâng khoảng cách hai khe 0,54 mm. Khoảng cách từ khe S đến mặt phẳng hai khe 50 cm. Giao thoa với ánh sáng đơn sắc có 0,54 µm. Cho khe S dịch chuyển theo phương song song với màn một đoạn 1,25 mm thì gốc tọa độ O là
A. vân tối thứ 3.	B. vân tối thứ 2.	C. vân sáng bậc 3.	D. vân sáng bậc 2.
Hướng dẫn
Chọn A.
CChú ý: Giả sử lúc đầu tại điểm M trên màn không phải là vị trí của vân sáng hay vân tối. Yêu cầu phải dịch S một khoảng tối thiểu bằng bao nhiêu theo chiều nào để M trở thành vân sáng (tối)? Để giải quyết bài toán này ta làm như sau:
	Gọi xmin là khoảng cách từ M đến vân sáng (tối) gần nhất.
	Nếu vân này ở trên M thì phải đưa vân này xuống, khe S dịch lên một đoạn b sao cho .
	Nếu vân này ở dưới M thì phải đưa vân này lên, khe S dịch xuống một đoạn b sao cho 
Ví dụ 8: Trong thí nghiệm giao thoa Iâng khoảng cách hai khe 0,6 mm. Khoảng cách từ mặt phẳng hai khe đến màn 2 m. Khoảng cách từ khe S đến mặt phẳng hai khe 80 cm. Giao thoa thực hiện với ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,6 µm. Cho khe S dịch chuyển theo phương song song với màn một đoạn tối thiểu bằng bao nhiêu và theo chiều nào để tại vị trí trên màn có tọa độ x = -1,2 mm chuyển thành vân tối.
A. 0,4 mm theo chiều âm.	B. 0,08 mm theo chiều âm.
C. 0,4 mm theo chiều dương.	D. 0,08 mm theo chiều dương.
Hướng dẫn
Khoảng vân 
Vân tối nằm gần M nhất là vân nằm phía trên M và cách M là xmin = 0,2 mm. Ta phải dịch vân tối này xuống, khe S phải dịch lên một đoạn b (dịch theo chiều dương) sao cho: 
 Chọn D.
Ví dụ 9: Trong thí nghiệm giao thoa Iâng khoảng cách hai khe 0,6 mm. Khoảng cách từ mặt phẳng hai khe đến màn 2 m. Khoảng cách từ khe S đến mặt phẳng hai khe 80 cm. Giao thoa thực hiện với ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,6 µm. Cho khe S dịch chuyển theo phương song song với màn một đoạn tối thiểu bằng bao nhiêu và theo chiều nào để tại vị trí trên màn có tọa độ x = -1,2 mm chuyển thành vân sáng.
A. 0,32 mm theo chiều âm.	B. 0,08 mm theo chiều âm.
C. 0,32 mm theo chiều dương.	D. 0,08 mm theo chiều dương.
Hướng dẫn
Vân sáng nằm gần M nhất là vân nằm phía dưới M và cách M là xmin = 0,8 mm. Ta phải dịch vân sáng này lên, khe S phải dịch xuống một đoạn b (dịch theo chiều âm) sao cho: 
 Chọn A.
CChú ý: Nếu cho nguồn S dao động điều hòa theo phương song song với S1S2 với phương trình thì hệ vân giao thoa dao dộng dọc theo trục Ox với phương trình 
	Trong thời gian T/2 hệ vân giao thoa dịch chuyển được quãng đường 2A, trên đoạn này có số vân sáng 
	Suy ra, số vân sáng dịch chuyển qua O sau khoảng thời gian T/2, T, 1 (s) và t (s) lần lượt là và 
Ví dụ 10: Trong thí nghiệm Iâng về giao thoa ánh sáng đơn sắc cho vân giao thoa trên màn E với khoảng vân đo được là 1,5 mm. Biết khe S cách mặt phẳng hai khe S1S2 một khoảng d và mặt phẳng hai khe S1S2 cách màn E một khoảng D = 3d. Nếu cho nguồn S dao động điều hòa theo quy luật (t đo bằng giây) theo phương song song với trục Ox thì khi đặt mắt tại O sẽ thấy có bao nhiêu vân sáng dịch chuyển qua trong 1 giây?
A. 21.	B. 28.	C. 25.	D. 14.
Hướng dẫn
	` 
Số vân sáng dịch chuyển qua O trong 1 giây là Chọn A.
Ví dụ 11: Trong thí nghiệm Iâng về giao thoa ánh sáng đơn sắc cho vân giao thoa trên màn E với khoảng vân đo được là 1,5 mm. Biết khe S cách mặt phẳng hai khe S1S2 một khoảng d và mặt phẳng hai khe S1S2 cách màn E một khoảng D = 4d. Nếu cho nguồn S dao động điều hòa theo quy luật (t đo bằng giây) theo phương song song với trục Ox thì khi đặt mắt tại O sẽ thấy có bao nhiêu vân sáng dịch chuyển qua trong 3 giây?
A. 22.	B. 28.	C. 33.	D. 66.
Hướng dẫn
	` 
Số vân sáng dịch chuyển qua O trong 3 giây là Chọn D.
Trường hợp 3: Bản thủy tinh đặt trước một trong hai khe S1 hoặc S2
	Phương pháp:
Quãng đường ánh sáng đi từ S1 đến 
Quãng đường ánh sáng đi từ S2 đến 
	Hiệu đường đi hai sóng kết hợp tại M: 
	Để tìm vị trí vân trung tâm ta cho 
	Vân trung tâm cùng với hệ vân dịch về phía có đặt bản thủy tinh (đặt S1 dịch về S1 một đoạn , đặt S2 dịch về S2 một đoạn ).
	Vị trí vân sáng bậc k: 
	Vị trí vân tối thứ m: .
Bài toán áp dụng:
Ví dụ 1: Trong thí nghiệm giao thoa Iâng với ánh sáng đơn sắc, khoảng cách giữa hai khe 1mm, khoảng cách hai khe đến màn 1 m. Người ta đặt một bản thủy tinh có bề dày 12 (µm) có chiết suất 1,5 trước khe S1. Hỏi hệ thống vân giao thoa dịch chuyển trên màn như thế nào?
A. về phía S2 là 3 mm.	 B. về phía S2 là 6 mm.
C. về phía S1 là 6 mm.	D. về phía S1 là 3 mm.
Hướng dẫn
	Đặt trước S1 nên hệ vân dịch về phía S1.
	Hiệu đường đi thay đổi một lượng 
 Chọn C.
Ví dụ 2: Quan sát vân giao thoa trong thí nghiệm Iâng với ánh sáng có bước sóng 0,68 µm. Ta thấy vân sáng bậc 3 cách vân sáng trung tâm một khoảng 5 mm. Khi đặt sau khe S2 một bản mỏng, bề dày 20 µm thì vân sáng này dịch chuyển một đoạn 3 mm. Chiết suất của bản mỏng
A. 1,5000.	B. 1,1257.	C. 1,0612.	D. 1,1523.
Hướng dẫn
	Vị trí vân sáng bậc 3: nên i = 5/3 mm
Khi đặt bản thủy tinh sau S2 thì hiệu đường đi thay đổi một lượng 
 Chọn C.
Ví dụ 3: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng của Iâng, các khe được chiếu bởi ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ. Đặt ngay sau khe S1 một bản thủy tinh có bề dàu 20 (µm) và có chiết suất 1,5 ta thấy vân trung tâm ở vị trí I1, còn khi đặt ngay sau khe S2 thì vân trung tâm ở vị trí I2. Khi không dùng bản thủy tinh, ta thấy có 41 vân sáng trong khoảng I1I2, trong đó có hai vân sáng nằm đúng tại I1 và I2. Tìm bước sóng λ.
A. 0,5 µm.	B. 0,45 µm.	C. 0,4 µm.	D. 0,6 µm.
Hướng dẫn
 Chọn A.
Ví dụ 4: Trong thí nghiệm giao thoa Iâng, khoảng cách giữa hai khe 1,5 m, khoảng cách hai khe đến màn 3 m. Giao thoa thực hiện với ánh sáng đơn sắc 0,44 µm. Người ta đặt một bản thủy tinh có bề dày 2 (µm) có chiết suất 1,5 trước khe S2. Vị trí nào sau đây là vị trí vân sáng bậc 5.
A. x = 0,88 mm.	B. x = 1,32 mm.	C. x = 2,88 mm.	D. x = 2,4 mm.
Hướng dẫn
	Khoảng vân: 
	Vị trí vân trung tâm: 
	Vị trí vân sáng bậc 5: Chọn D.
Ví dụ 5: Trong thí nghiệm giao thoa Iâng, khoảng cách hai khe 0,5 mm, khoảng cách hai khe đến màn 1 m. Giao thoa thực hiện với ánh sáng đơn sắc 0,44 µm. Người ta đặt một bản thủy tinh có bề dày 2 (µm) có chiết suất 1,5 trước khe S2. Vị trí nào sau đây là vị trí vân tối thứ 5.
A. x = -1,96 mm.	B. x = -5,96 mm.	C. x = 5,96 mm.	D. x = 2,4 mm.
Hướng dẫn
	Khoảng vân: 
	Vị trí vân trung tâm: 
	Vị trí vân tối thứ 5: Chọn B.
CChú ý: Đặt bản thủy tinh sau S1 thì hệ vân dịch về phía S1 một đoạn . Dịch S theo phương song song với S1S2 về phía S1 thì hệ vân dịch chuyển về S2 một đoạn Để cho hệ vân trở về vị trí ban đầu thì 
Ví dụ 6: Một khe hẹp S phát ra ánh sáng đơn sắc chiếu sáng hai khe S1 và S2 song song, cách đều S và cách nhau một khoảng 0,6 mm. Khoảng cách từ mặt phẳng hai khe đến S là 0,5 m. Chắn khe S2 bằng một bản mỏng thủy tinh có độ dày 0,005 mm chiết suất 1,6. Khe S phải dịch chuyển theo chiều nào và bằng bao nhiêu để đưa hệ vân trở lại vị trí ban đầu như khi chưa đặt bản mỏng
A. khe S dịch về S1 một đoạn 2,2 cm.	B. khe S dịch về S1 một đoạn 2,5 mm.
D. khe S dịch về S2 một đoạn 2,2 mm.	D. khe S dịch về S2 một đoạn 2,5 mn.
Hướng dẫn
	Đặt bản thủy tinh sau S2 thì hệ vân dịch về phía S2một đoạn . Dịch S theo phương song song với S1S2 về phía S2 thì hệ vân dịch chuyển về S1 một đoạn Để cho hệ vân trở về vị trí ban đầu hayChọn D.
CChú ý: Giả sử lúc đầu tại điểm M trên màn không phải là vị trí của vân sáng hay vân tối. Yêu cầu phải đặt bản thủy tinh có bề dày nhỏ nhất (hoặc chiết suất nhỏ nhất) bằng bao nhiêu và đặt ở khe nào để M trở thành vân sáng (tối)? Để giải quyết bài toán này ta làm như sau:
	Gọi xmin là khoảng cách từ M đến vân sáng (tối) gần nhất.
	Nếu vân này ở trên M thì phải đưa vân này xuống, bản thủy tinh đặt ở S2 sao cho 
	Nếu vân này ở dưới M thì phải đưa vân này lên, bản thủy tinh đặt ở S1 sao cho 
Ví dụ 7: Trong thí nghiệm giao thoa Iâng, khoảng cách giữa hai khe 0,75 mm, khoảng cách hai khe đến màn 3 m. Giao thoa thực hiện với ánh sáng đơn sắc 0,5 µm. Hỏi phải đặt một bản thủy tinh có chiết suất 1,5 có bề dày nhỏ nhất bao nhiêu và đặt ở S1 hay S2 thì tại vị trí x = +0,8 mm (chiều dương cùng chiều với chiều từ S2 đến S1) trở thành vị trí của vân sáng?
A. Đặt S1 dày 0,4 µm.	B. Đặt S2 dày 0,4 µm.
C. Đặt S1 dày 1,5 µm.	D. Đặt S2 dày 1,5 µm.
Hướng dẫn
Khoảng vân 
Vân sáng nằm gần M nhất là vân nằm phía dưới M và cách M là xmin = 0,8 mm. Ta phải dịch vân sáng này lên, bản thủy tinh phải đặt ở khe S1 sao cho 
 Chọn A.
Ví dụ 8: Trong thí nghiệm giao thoa Iâng, khoảng cách giữa hai khe 0,75 mm, khoảng cách hai khe đến màn 3 m. Giao thoa thực hiện với ánh sáng đơn sắc 0,5 µm. Hỏi phải đặt một bản thủy tinh có chiết suất 1,5 có bề dày nhỏ nhất bao nhiêu và đặt ở S1 hay S2 thì tại vị trí x = +0,8 mm (chiều dương cùng chiều với chiều từ S2 đến S1) trở thành vị trí của vân tối?
A. Đặt S1 dày 0,4 µm.	B. Đặt S2 dày 0,4 µm.
C. Đặt S1 dày 0,1 µm.	D. Đặt S2 dày 0,1 µm.
Hướng dẫn
Khoảng vân 
Vân sáng nằm gần M nhất là vân nằm phía dưới M và cách M là xmin = 0,2 mm. Ta phải dịch vân sáng này xuống, bản thủy tinh phải đặt ở khe S2 sao cho:
 Chọn D.
CChú ý: Khi đặt bản thủy tinh sau một trong hai khe thì hiệu đường đi thay đổi một lượng 
	Khi hiệu đường đi thay đổi một bước sóng thì hệ thống vân dịch chuyển một khoảng vân. Do đó nế

Tài liệu đính kèm:

  • docskkn_giao_thoa_anh_sang_bang_khe_y_ang_thay_doi_cau_truc.doc