SKKN Hướng dẫn học sinh lớp 12 giải quyết bài toán giao thoa young với nhiều bức xạ bằng bộ số trùng lặp
Bản thân là một giáo viên giảng dạy môn Vật lý THPT với niềm đam mê kiến thức Vật lý THPT, đặc biệt là kiến thức vật lý 12. Trong những năm gần đây, tôi nhận thấy các em thường bỏ qua các chuyên đề khó trong chương trình. Theo thống kê của Bộ giáo dục và Đào tạo thì kết quả thi môn vật lý THPT Quốc Gia và thi đại học đạt điểm cao trong một vài năm gần đây như sau:
* Năm 2016: chỉ có 2516/341948 HS trên 9 điểm (đạt 0,74%) và chỉ có 14 HS đạt điểm 10 [8].
* Năm 2015: có 1403/92634 HS trên 9 điểm (đạt 1,5%) và chỉ có duy nhất 01 HS đạt điểm 10 mặc dù đề có “sạn” [8].
* Năm 2014: phổ điểm các môn chỉ đạt từ 4 đến 6 và khan hiếm điểm 10 [8].
Nhìn vào kết quả trên cho ta thấy rõ, cứ 100 HS tham gia thi môn vật lý thì dưới 2 em đạt được điểm trên 9; có nghĩa rằng cứ trung bình 1 trường THPT (vì có những HS không tham gia thi môn vật lý) ta chỉ có đủ trình độ luyện được cho 1 đến 2 HS trên 9 điểm. Thiết nghĩ, kết quả trên do nhiều nguyên nhân, trong đó phải kể đến nguyên nhân - đó là các sách tham khảo viết các chuyên đề khó chưa tinh, chưa gọn và chưa sâu.
Bản thân là một giáo viên ham học hỏi và cầu tiến, tôi thường đọc rất nhiều sách tham khảo và thấy phần lớn sách tham khảo viết phần giao thoa Young (Y-âng) với nhiều bức xạ còn mang tính đơn lẻ, chưa có cái nhìn tổng thể và sử dụng công cụ chưa đủ mạnh để đáp ứng thi trắc nghiệm.
Thực tế trong những năm gần đây, giao thoa Yoyng với nhiều bức xạ thường xuất hiện trong các đề thi Quốc gia như thi ĐH_2011, thi TN_THPT Quốc gia 2016. Vì vậy, tôi lựa chọn đề tài “Hướng dẫn học sinh lớp 12 giải quyết bài toán giao thoa Young với nhiều bức xạ bằng bộ số trùng lặp”.
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TỈNH THANH HOÁ TRƯỜNG THPT NGUYỄN TRÃI --------------------&--------------------- SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM HƯỚNG DẪN HỌC SINH LỚP 12 GIẢI QUYẾT BÀI TOÁN GIAO THOA YOUNG VỚI NHIỀU BỨC XẠ BẰNG BỘ SỐ TRÙNG LẶP Người thực hiện: Hoàng Quốc Hoàn Chức vụ: Giáo viên Đơn vị công tác: Trường THPT Nguyễn Trãi SKKN thuộc môn: Vật lí THANH HÓA NĂM 2017 MỤC LỤC TRANG I. MỞ ĐẦU 1.1. Lý do lựa chọn đề tài 01 1.2. Mục đích nghiên cứu 01 1.3. Đối tượng nghiên cứu 01 1.4. Phương pháp nghiên cứu 01 II. NỘI DUNG ĐỀ TÀI 2.1. Cơ sở lý luận của sáng kiến kinh nghiệm 02 2.1.1. Đặt vấn đề 02 2.1.2. Giao thoa Young với 2 bức xạ 02 2.1.3. Giao thoa Young với 3 bức xạ 09 2.2. Thực trạng trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm 14 2.3. Giải pháp đã sử dụng để giải quyết vấn đề 14 2.3.1. Chia nhóm để khẳng định sự tối ưu của phương pháp 14 2.3.2. Mức độ hứng thú của học sinh 14 2.3.3. Kết quả làm bài kiểm tra của hai nhóm 15 2.4. Hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm đối với hoạt động giáo dục, với bản thân, đồng nghiệp và nhà trường 16 III. KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ 3.1. Kết luận 17 3.2. Kiến nghị 17 TÀI LIỆU THAM KHẢO I. MỞ ĐẦU 1.1. Lý do lựa chọn đề tài Bản thân là một giáo viên giảng dạy môn Vật lý THPT với niềm đam mê kiến thức Vật lý THPT, đặc biệt là kiến thức vật lý 12. Trong những năm gần đây, tôi nhận thấy các em thường bỏ qua các chuyên đề khó trong chương trình. Theo thống kê của Bộ giáo dục và Đào tạo thì kết quả thi môn vật lý THPT Quốc Gia và thi đại học đạt điểm cao trong một vài năm gần đây như sau: * Năm 2016: chỉ có 2516/341948 HS trên 9 điểm (đạt 0,74%) và chỉ có 14 HS đạt điểm 10 [8]. * Năm 2015: có 1403/92634 HS trên 9 điểm (đạt 1,5%) và chỉ có duy nhất 01 HS đạt điểm 10 mặc dù đề có “sạn” [8]. * Năm 2014: phổ điểm các môn chỉ đạt từ 4 đến 6 và khan hiếm điểm 10 [8]. Nhìn vào kết quả trên cho ta thấy rõ, cứ 100 HS tham gia thi môn vật lý thì dưới 2 em đạt được điểm trên 9; có nghĩa rằng cứ trung bình 1 trường THPT (vì có những HS không tham gia thi môn vật lý) ta chỉ có đủ trình độ luyện được cho 1 đến 2 HS trên 9 điểm. Thiết nghĩ, kết quả trên do nhiều nguyên nhân, trong đó phải kể đến nguyên nhân - đó là các sách tham khảo viết các chuyên đề khó chưa tinh, chưa gọn và chưa sâu. Bản thân là một giáo viên ham học hỏi và cầu tiến, tôi thường đọc rất nhiều sách tham khảo và thấy phần lớn sách tham khảo viết phần giao thoa Young (Y-âng) với nhiều bức xạ còn mang tính đơn lẻ, chưa có cái nhìn tổng thể và sử dụng công cụ chưa đủ mạnh để đáp ứng thi trắc nghiệm. Thực tế trong những năm gần đây, giao thoa Yoyng với nhiều bức xạ thường xuất hiện trong các đề thi Quốc gia như thi ĐH_2011, thi TN_THPT Quốc gia 2016. Vì vậy, tôi lựa chọn đề tài “Hướng dẫn học sinh lớp 12 giải quyết bài toán giao thoa Young với nhiều bức xạ bằng bộ số trùng lặp”. 1.2. Mục đích nghiên cứu Nội dung đề tài nhằm được viết ra với hi vọng là nguồn tài liệu tham khảo bổ ích cho giáo viên và học sinh; giúp người đọc có cái nhìn tổng quát về giao thoa Young với nhiều bức xạ. Qua đó, giúp tư duy của học sinh lên một cấp độ cao hơn, để các em xứng đáng hơn nữa để trở thành những con người của thế hệ đi sau. 1.3. Đối tượng nghiên cứu Nghiên cứu giao thoa Young với 2 bức xạ và 3 bức xạ. 1.4. Phương pháp nghiên cứu - Nghiên cứu lý thuyết. - Điều tra khảo sát thực tế. II. NỘI DUNG ĐỀ TÀI 2.1. Cơ sở lí luận của sáng kiến kinh nghiệm 2.1.1. Đặt vấn đề Trong một số cuốn sách tham khảo mà học sinh được coi là “cẩm nang luyện thi đại học” như: Bí quyết ôn luyện thi đại học môn Vật lý của tác giả Chu Văn Biên; Cẩm nang ôn luyện thi THPT Quốc gia, tập 2 của tác giả Nguyễn Anh Vinh; tôi nhận thấy việc trình bày kiến thức phần này đôi phần còn sơ sài, không trọng tâm và hệ thống bài tập mang tính chủ quan của tác giả (do tác giả tự sáng tác). Kết quả của việc lĩnh hội kiến thức đó là HS chỉ làm đúng, nhanh được đề của tác giả và thường chậm, làm sai và thậm chí không hiểu gì đề của giáo viên khác; quan trọng hơn là các em không thể hiện được kiến thức đã học trong thi cử. Câu hỏi về giao thoa Young với 3 bức xạ đơn sắc trong đề thi đại học 2011 và đề thi tốt nghiệp THPT Quốc gia 2016 cũng được cho là một câu hỏi khó bởi người học vốn dĩ không hiểu rõ về vấn đề này. Để trình bày nội dung phương pháp của mình tôi xét giao thoa Young với 2 bức xạ và giao thoa Young với 3 bức xạ; mỗi mục có đối chiếu so sánh thông qua một vài ví dụ nhỏ. 2.1.2. Giao thoa Young với 2 bức xạ a. Khảo sát tổng quan. Ví dụ 1: Trong thí nghiệm Young với nguồn phát ra đồng thời 2 ánh sáng đơn sắc có bước sóng lần lượt là l1 và l2. Biết khoảng cách 2 khe là khoảng cách từ mặt phẳng 2 khe tới màn là Thiết lập công thức xác định vị trí trùng nhau của: + Vân sáng l1 và vân sáng l2. + Vân tối l1 và vân sáng l2. + Vân sáng l1 và vân tối l2. + Vân tối l1 và vân tối l2. trong 2 trường hợp sau: a. b. Giải: a. Các khoảng vân: + Vị trí trùng nhau của vân sáng l1 và vân sáng l2 thỏa mãn: + Vị trí trùng nhau của vân tối l1 và vân sáng l2 thỏa mãn: + Vị trí trùng nhau của vân sáng l1 và vân tối l2 thỏa mãn: vô nghiệm + Vị trí trùng nhau của vân tối l1 và vân tối l2 thỏa mãn: vô nghiệm b. Các khoảng vân: + Vị trí trùng nhau của vân sáng l1 và vân sáng l2 thỏa mãn: + Vị trí trùng nhau của vân tối l1 và vân sáng l2 thỏa mãn: vô nghiệm + Vị trí trùng nhau của vân sáng l1 và vân tối l2 thỏa mãn: vô nghiệm + Vị trí trùng nhau của vân tối l1 và vân tối l2 thỏa mãn: Qua ví dụ trên ta có nhận xét sau: Trong thí nghiệm Young với 2 bức xạ l1; l2 bất kỳ: + Luôn tồn tại công thức và chúng đều có dạng: Với hoặc gọi là khoảng vân của màu thứ 3 (tức màu vân trung tâm). là giá trị nguyên dương nhỏ nhất (gọi là bộ số trùng lặp), được xác định từ hệ thức: + Trong 3 công thức còn lại là chỉ tồn tại một công thức và chúng đều có dạng là: (giống dạng công thức xác định tọa độ vân tối của giao thoa Young với một bức xạ). + Nếu chỉ có công thức , không có 2 công thức Nếu thì chỉ có công thức , không có 2 công thức Với nhận xét trên, việc giải quyết phần lớn bài toán 2 bức xạ chỉ tính bằng giây, đáp ứng yêu cầu thi trắc nghiệm ngày nay. Ví dụ 2: Trong thí nghiệm Young với nguồn phát ra đồng thời 2 ánh sáng đơn sắc có bước sóng lần lượt là và Biết 2 khe Young cách nhau đoạn 0,8(mm); khoảng cách từ mặt phẳng 2 khe tới màn là 1,5(m). Công thức xác định vị trí trùng nhau của các vân sáng của hai hệ vân là: A. B. C. D. Giải: Ta có: à chọn B Ví dụ 3: Trong thí nghiệm Young với nguồn phát ra đồng thời 2 ánh sáng đơn sắc có bước sóng lần lượt là và Biết 2 khe Young cách nhau đoạn 0,6(mm); khoảng cách từ mặt phẳng 2 khe tới màn là 1,2(m). Công thức xác định vị trí trùng nhau của các vân tối của hai hệ vân là: A. B. C. D. Giải: Đề đã hỏi chắc chắn tồn tại, nên ta không cần thử điều kiện. Tacó: àchọn A Ví dụ 4: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng với khe Y-âng, khoảng cách giữa hai khe là 2(mm), khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 1,2(m). Chiếu sáng hai khe bằng ánh sáng hỗn hợp gồm hai ánh sáng đơn sắc có bước sóng 500(nm) và 660(nm) thì thu được hệ vân giao thoa trên màn. Biết vân sáng chính giữa (trung tâm) ứng với hai bức xạ trên trùng nhau. Khoảng cách từ vân chính giữa đến vân gần nhất cùng màu với vân chính giữa là: A. 4,9(mm). B. 19,8(mm). C. 9,9(mm). D. 29,7(mm)[1]. Giải: Ta có: àchọn C Chú ý : Có tác giả giải quyết VD3 một cách thuần túy về toán học như sau: Cách giải này dễ làm cho HS hiểu nhầm là vân sáng không đơn sắc cũng ứng với một bước sóng! Ví dụ 5: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe là 0,5(mm), khoảng cách từ hai khe đến màn quan sát là 2(m). Nguồn sáng dùng trong thí nghiệm gồm hai bức xạ có bước sóng l1=450(nm) và l2=600(nm). Trên màn quan sát, gọi M, N là hai điểm ở cùng một phía so với vân trung tâm và cách vân trung tâm lần lượt là 5,5(mm) và 22(mm). Trên đoạn MN, số vị trí vân sáng trùng nhau của hai bức xạ là: A. 4. B. 2. C. 5. D. 3 [2]. Giải: Số vị trí vân sáng trùng nhau của hai bức xạ trên đoạn MN là số k thỏa mãn: có 3 giá trị thỏa mãn àchọn D b. Dạng bài tập hay khai thác đặc trưng: Xác định số vân sáng, số vân tối: b1. Xác định số vân sáng, số vân tối trong khoảng giữa 2 vân sáng cùng màu vân trung tâm, gần nhau nhất. Phương pháp - Số vân sáng đơn sắc l1 là ; l2 là - Số vân sáng đơn sắc là: - Số vân tối bị mất =1 (nằm ở chính giữa). - Số vân tối quan sát được: Ví dụ 6: Chiếu sáng đồng thời 2 khe của thí nghiệm I-âng 2 bức xạ đơn sắc có bước sóng . 1. Trong khoảng 2 vân sáng cùng màu vân sáng trung tâm và gần nhau nhất có bao nhiêu: a. vân sáng đơn sắc đơn sắc của l1? b. vân sáng đơn sắc đơn sắc của l2? c. vân sáng đơn sắc? d. vân tối? 2. Trong khoảng 5 vân sáng liên tiếp cùng màu vân sáng trung tâm có bao nhiêu: a. vân sáng đơn sắc đơn sắc của l1? b. vân sáng đơn sắc đơn sắc của l2? c. vân sáng đơn sắc? d. vân sáng không đơn sắc? e. vân sáng? f. vân tối? Giải: 1. Ta có: Trong khoảng 2 vân sáng cùng màu vân sáng trung tâm và gần nhau nhất có: a. 36 vân sáng đơn sắc của l1 b. 20 vân sáng đơn sắc của l2 c. 56 vân sáng đơn sắc. d. 37+21-1=57 vân tối 2. Trong khoảng 5 vân sáng liên tiếp cùng màu vân sáng trung tâm (tức có 4 khoảng giống câu 1), có: a. vân sáng đơn sắc của l1 b. vân sáng đơn sắc của l2 c. vân sáng đơn sắc. d. 3 vân sáng không đơn sắc. e. vân sáng. d. vân tối. Nhận xét: Khi làm các ý của bài tập trên ta thấy chúng hoàn toàn độc lập, phù hợp với kiểu hỏi trắc nghiệm. Ví dụ 7: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, nguồn sáng phát đồng thời hai ánh sáng đơn sắc l1, l2 có bước sóng lần lượt là 0,48(mm) và 0,60(mm). Trên màn quan sát, trong khoảng giữa hai vân sáng gần nhau nhất và cùng màu với vân sáng trung tâm có: A. 4 vân sáng l1 và 3 vân sáng l2. B. 5 vân sáng l1 và 4 vân sáng l2. C. 4 vân sáng l1 và 5 vân sáng l2. D. 3 vân sáng l1 và 4 vân sáng l2[5]. Giải: Vị trí trùng nhau của 2 vân sáng thỏa mãn: Trên màn quan sát, trong khoảng giữa hai vân sáng gần nhau nhất và cùng màu với vân sáng trung tâm có 4 vân sáng của l1 và 3 vân sáng của l2 à chọn A Ví dụ 8: Trong thí nghiệm Y-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 λd= 720(nm) và bức xạ màu lục có bước sóng λl (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 λl là: A. 500(nm). B. 520(nm). C. 540(nm). D. 560(nm) [3]. Giải: 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, nên klmin=9. Ta có: àchọn D Ví dụ 9: Trong một thí nghiệm Y-âng vè giao thoa ánh sáng, nguồn sáng phát đồng thời hai ánh sáng đơn sắc: ánh sáng đỏ có bước sóng 686(nm), ánh sáng lam có bước sóng λ, với 450nm<λ<510nm. Trên màn, trong khoảng giữa hai vân sáng gần nhau nhất và cùng màu với vân sáng trung tâm có 6 vân sáng lam. Trong khoảng này có bao nhiêu vân sáng đỏ? A. 4. B. 7. C. 5. D. 6 [6]. Giải: Ta có Mặt khác thì: có 4 vân sáng màu đỏ à chọn A Bài tập vận dụng Câu 1: Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng, nếu chiếu đồng thời hai bức xạ đơn sắc có bước sóng và l2 thì thấy vân sáng bậc 5 của bức xạ l2 trùng với vân sáng bậc 4 của bức xạ l1. Tính l2? A. B. C. D. Câu 2: Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng, nếu chiếu đồng thời hai bức xạ đơn sắc có bước sóng và l2 thì thấy vân tối thứ 5 của bức xạ l2 trùng với vân tối thứ 4 của bức xạ l1. Tính l2? A. B. C. D. Câu 3: Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng, nếu chiếu đồng thời hai bức xạ đơn sắc có bước sóng và l2 thỏa mãn thì thấy vân sáng bậc 5 của bức xạ l2 trùng với một vân sáng của bức xạ l1. Tính l2? A. B. C. D. Câu 4: Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng, nếu chiếu đồng thời hai bức xạ đơn sắc có bước sóng và l2 thì thấy vân sáng bậc 5 của bức xạ l2 trùng với một vân sáng của bức xạ l1. Bước sóng l2 không thể nhận giá trị nào trong các giá trị sau? A. B. C. D. Câu 5: Chiếu 2 khe trong thí nghiệm Young bằng ánh sáng có 2 thành phần đơn sắc có bước sóng là và . Khoảng cách 2 khe là 0,7(mm); khoảng cách từ mặt phẳng 2 khe tới màn là 133(cm). Công thức xác định vị trí trùng nhau của 2 vân sáng của 2 hệ vân là: A. B. C. D. Câu 6: Chiếu 2 khe trong thí nghiệm Young bằng ánh sáng có 2 thành phần đơn sắc có bước sóng là và . Khoảng cách 2 khe là 1(mm); khoảng cách từ mặt phẳng 2 khe tới màn là 1,2(m). Công thức xác định vị trí trùng nhau vân sáng của bức xạ l1 với vân tối của bức xạ l2. A. B. C. D. Câu 7: Chiếu 2 khe trong thí nghiệm Young bằng ánh sáng có 2 thành phần đơn sắc có bước sóng là và . Khoảng cách 2 khe là 1,2(mm); khoảng cách từ mặt phẳng 2 khe tới màn là 2,4(m). Khoảng cách giữa 2 vân cùng màu vâm trung tâm và gần nhau nhất là: A. 5(mm). B. 6(mm). C. 5,24(mm). D. 6,2(mm). Câu 8: Chiếu sáng đồng thời 2 khe của thí nghiệm Young 2 bức xạ đơn sắc có bước sóng . Trong khoảng 2 vân sáng cùng màu vân sáng trung tâm và gần nhau nhất có bao nhiêu vân sáng của bức xạ l1. A. 13. B. 15. C. 18. D. 19. Câu 9: Chiếu sáng đồng thời 2 khe của thí nghiệm Young 2 bức xạ đơn sắc có bước sóng . Trong khoảng 2 vân sáng cùng màu vân sáng trung tâm và gần nhau nhất có bao nhiêu vân sáng đơn sắc: A. 113. B. 111. C. 51. D. 60. Câu 10: Chiếu sáng đồng thời 2 khe của thí nghiệm Young 2 bức xạ đơn sắc có bước sóng . Trong khoảng 2 vân sáng cùng màu vân sáng trung tâm và gần nhau nhất có bao nhiêu vân tối: A. 56. B. 55. C. 57. D. 54. Câu 11: Trong thí nghiệm Young với đồng thời 2 bức xạ có bước sóng lần lượt là Trong khoảng giữa 2 vân sáng cùng màu vân trung tâm người ta quan sát được tổng cộng có 10 vân sáng. Bước sóng l2 bằng: A. B. C. D. Câu 12: Trong thí nghiệm Young với đồng thời 2 bức xạ có bước sóng lần lượt là Trong khoảng giữa 4 vân sáng liên tiếp cùng màu vân trung tâm người ta quan sát được tổng cộng có 47 vân sáng. Bước sóng l2 bằng: A. B. C. D. 2.1.3. Giao thoa Young với 3 bức xạ Khi làm các bài tập về giao thoa Young với 3 bức xạ thì phần lớn các câu trắc nghiệm dùng được cho phạm vi thi 40 câu 50 phút (hoặc 50 câu 90 phút) ta chỉ cần dùng bộ 6 số trùng lặp là Phương pháp Bước 1: Từ điều kiện trùng lặp các vân sáng của 3 hệ vân: Bước 2: Nhớ các công thức theo cách hiểu: - Số vân sáng đơn sắc l1 là Trong đó: là số vân sáng l1 khi chiếu độc lập. là số vị trí trùng nhau của vân sáng l1 và vân sáng l2. là số vị trí trùng nhau của vân sáng l1 và vân sáng l3. - Số vân sáng đơn sắc l2 là ; - Số vân sáng đơn sắc l3 là - Số vân sáng đơn sắc là: - Số vân sáng không đơn sắc: - Số vân sáng quan sát được: - Số vân tối: (bằng số vân sáng). Nhận xét: Nhìn vào công thức trên có vẻ dài và khó hiểu; nhưng hiểu được nó thì đây là công cụ giúp ta giải quyết các bài tập khó trong các đề thi trong thời gian tính bằng giây (lúc này vai trò hướng dẫn của giáo viên giảng dạy được thể hiện rõ nét). Ví dụ 10: Trong thí nghiệm Young với 3 ánh sáng đơn sắc có bước sóng là . Trong khoảng 2 vân sáng liên tiếp cùng màu vân trung tâm, hãy xác định: a. Số vân sáng đơn sắc của l1 b. Số vân sáng không đơn sắc. c. Số vân sáng đơn sắc quan sát được. d. Tổng số vân sáng quan sát được. Giải: Ta có: a. Số vân sáng đơn sắc của l1 là: (tính nhẩm = 8 – 0 – 2 = 6) b. Số vân sáng không đơn sắc: (tính nhẩm = 0 + 0 + 2 = 2) c. Số vân sáng đơn sắc quan sát được: ( tính nhẩm = 8 + 6 + 5 – 2.0 - 2.0 - 2.2 = 15) d. Tổng số vân sáng quan sát được: (tính nhẩm = 8 + 6 + 5 – 0 - 0 - 2 = 17) Qua Ví dụ 10, ta thấy lời giải vẫn dài vì đó là trình bày trên văn bản, thực tế làm bài HS chỉ cần suy từ bộ số tương ứng (phần mở ngoặc) Ví dụ 11: Trong thí nghiệm Young với 3 ánh sáng đơn sắc có bước sóng là . 1. Trong khoảng 2 vân sáng liên tiếp cùng màu vân trung tâm đếm được bao nhiêu: a. vân sáng đơn sắc của l1. b. vân sáng đơn sắc của l2. c. vân sáng đơn sắc của l3. d. vân sáng đơn sắc. e. vân sáng không đơn sắc. f. vân sáng quan sát được. g. Tổng số vân tối quan sát được. 2. Trong khoảng 5 vân sáng liên tiếp cùng màu vân trung tâm, hãy xác định: a. Số vân sáng đơn sắc của l1. b. Số vân sáng đơn sắc của l2. c. Số vân sáng đơn sắc của l3. d. Tổng số vân sáng đơn sắc. e. Số vân sáng không đơn sắc. f. Số vân sáng quan sát được. g. Tổng số vân tối quan sát được. Giải: 1. Ta có: a. Số vân sáng đơn sắc l1 là: 11-3-0=8. b. Số vân sáng đơn sắc l2 là: 7-0-3=4. c. Số vân sáng đơn sắc l3 là: 6-0-0=6. d. Số vân sáng đơn sắc là: 11+7+6-2.3-2.0-2.0=18. e. Số vân sáng không đơn sắc là: 3+0+0=3. f. Số vân sáng là: 11+7+6-3-0-0=21. g. Số vân tối là: 12+8+7-4-1-1=21. 2. Trong khoảng 5 vân sáng liên tiếp cùng màu vân trung tâm (tức có 4 khoảng), đếm được: a. Số vân sáng đơn sắc của l1 là: 8.4-32 b. Số vân sáng đơn sắc của l2 là: 4.4=16. c. Số vân sáng đơn sắc của l3 là: 6.4=24. d. Tổng số vân sáng đơn sắc là: 18.4=72. e. Số vân sáng không đơn sắc: 3.4+3=15. f. Số vân sáng quan sát được là: 21.4+3=87. g. Tổng số vân tối quan sát được là: 21.4=84 Nhận xét: Các ý trong Ví dụ 11 đều có thể làm độc lập và đối với HS hiểu công thức chỉ làm không hết 1 phút, đáp ứng yêu cầu luyện thi trắc nghiệm ngày nay. Ví dụ 12: Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng, khe hẹp S phát ra đồng thời ba bức xạ đơn sắc có bước sóng là l1=0,42(mm), l2=0,56(mm) và l3=0,63(mm). Trên màn, trong khoảng giữa hai vân sáng liên tiếp có màu giống màu vân trung tâm, nếu hai vân sáng của hai bức xạ trùng nhau ta chỉ tính là một vân sáng thì số vân sáng quan sát được là: A. 21. B. 23. C. 26. D. 27[4]. HD: Vị trí trùng nhau của 3 vân sáng thỏa mãn: Vậy, số vân sáng quan sát được là: àchọn A Bài tập vận dụng Câu 1: Thí nghiệm giao thoa ánh sáng bằng khe Young, ánh sáng sử dụng gồm ba bức xạ đỏ, lục, lam có bước sóng lần lượt là: λ1=0,64(μm), λ2=0,54(μm), λ3=0,48(μm). Vân sáng đầu tiên kể từ vân sáng trung tâm có cùng màu với vân sáng trung tâm ứng với vân sáng bậc mấy của vân sáng màu lục? A. 24. B. 27. C. 32. D. 18. Câu 2: Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng, khe hẹp S phát ra đồng thời 3 bức xạ đơn sắc có bước sóng λ1=392(nm); λ2=490(nm); λ3=735(nm).Trên màn trong khoảng giữa hai vân sáng liên tiếp có mầu giống mầu vân trung tâm ta quan sát được bao nhiêu vạch sáng đơn sắc ứng với bức xạ λ2? A. 11. B. 9. C. 7. D. 6. Câu 3: Trong thí nghiệm Young 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 sẽ quan sát thấy tổng cộng có bao nhiêu vân sáng đơn sắc riêng lẻ của ba màu trên? A. 44 vân. B. 35 vân. C. 26 vân. D. 29 vân. Câu 4: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng khe Young, nguồn S phát 3 ánh sáng đơn sắc: màu tím λ1=0,42(µm); màu lục λ2=0,56(µm); màu đỏ λ3=0,7(µm). Giữa hai vân sáng liên tiếp có màu giống như màu vân trung tâm có 11 cực đại giao thoa của ánh sáng đỏ. Số cực đại giao thoa của ánh sáng lục và tím giữa hai vân sáng liên tiếp nói trên là: A. 15vân lục và 20 vân tím. B. 14vân lục và 19 vân tím. C. 14vân lục và 20vân tím. D. 13vân lục và 18vân tím. Câu 5: Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng đơn sắc: λ1(tím)=0,4(μm); λ2(lam)=0,48(μm); λ3(đỏ)=0,72(μm). Giữa hai vân sáng liên tiếp có màu giống như màu của vân trung tâm có quan sát thấy bao nhiêu vân màu lam và vân màu đỏ? A. 14 vân lam, 4 vân đỏ. B. 8 vân lam, 4 vân đỏ. C. 14 vân lam, 8 vân đỏ. D. 4 vân lam, 8 vân đỏ. Câu 6: Trong thí nghiệm giao thoa Young; khe S phát ra đồng thời 3 ánh sáng đơn sắc, có bước song tương ứng là λ1=0,4(µm); λ2=0,48(µm) 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. 11. B. 9. C. 44. D. 35. Câu 7: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng Young; nguồn S phát đồng thời ba bức xạ có bước sóng λ1=400(nm); λ2=500(nm); λ3=750(nm). Giữa hai vân sáng gần nhau nhất cùng
Tài liệu đính kèm:
- skkn_huong_dan_hoc_sinh_lop_12_giai_quyet_bai_toan_giao_thoa.doc