Bài C1 trang 194 SGK Vật Lý 12 Nâng cao

Trong trường hợp giao thoa sóng cơ, muốn cho tại điểm A có vân giao thoa, cực đại hoặc cực tiểu thì hiệu đường đi \(\left| {{d_2} - {d_1}} \right|\) phải thoả mãn điều kiện gì ?

Giải

Trong trường hợp giao thoa sóng cơ, điều kiện để:

* Tại A có vân giao thoa cực đại là \({d_2} - {d_1} = k\lambda .\)

* Tại A có vân giao thoa cực tiểu là \({d_2} - {d_1} = \left( {k + {1 \over 2}} \right)\lambda \)

Bài C2 trang 195 SGK Vật Lý 12 Nâng cao

Tính khoảng vân và vị trí các vân sáng bậc 1, bậc 2 đối với ánh sáng tím và đối với ánh sáng đỏ. Nêu nhận xét.

Giải

Khoảng vân \(i\) là khoảng cách giữa 2 vân sáng liên tiếp hoặc 2 vân tối liên tiếp.

Ta có : \(i = (k + 1){{\lambda D} \over a} - k{{\lambda D} \over a} = {{\lambda D} \over a}\)

Nếu cho \(a = 2(mm);D = 2(m);{\lambda _\text{đỏ}} = 0,76\mu m;\)

\({\lambda _\text{tím}} = 0,38(\mu m).\)

Suy ra :\({i_\text{đỏ}} = {{{\lambda _\text{đỏ}}D} \over a} = {{0,{{76.10}^{ - 6}}.2} \over {{{2.10}^{ - 3}}}} = 0,{76.10^{ - 3}}(m)\)

\(= 0,76(mm).\)

\({i_\text{tím}} = {{{\lambda _\text{tím}}D} \over a} = {{0,{{38.10}^{ - 6}}.2} \over {{{2.10}^{ - 3}}}} = 0,{38.10^{ - 3}}(m)\)

\(= 0,38(mm)\)

* Ánh sáng màu đỏ có vị trí vân sáng bậc 1 : \({x_{1}} ={i_đ} = 0,76\) (mm)

  vân sáng bậc 2 : \({x_2} = {\rm{ }}2{i_{đ}} = {\rm{ }}1,52\) (mm)

* Ánh sáng màu tím  có vị trí  vân sáng bậc 1: \({x_{1}} = {\rm{ }}{i_{t}} = {\rm{ }}0,38\) (mm)

   vân sáng bậc 2 : \({x_2} = {\rm{ }}2{i_t} = {\rm{ }}0,76\) (mm)

Bài C3 trang 195 SGK Vật Lý 12 Nâng cao

Trong thí nghiệm giao thoa với khe Y- âng, khi bỏ kính lọc sắc ( tức là dùng ánh sáng trắng), ta thấy có một vạch sáng trắng ở chính giữa, hai bên có những dải màu như cầu vồng, tím ở trong, đỏ ở ngoài ( xem hình 37.2). Hãy giải thích.

Giải

Khi dùng ánh sáng trắng trong thí nghiệm giao thoa thì trên màn ảnh ta thu được vô số hệ vân giao thoa có màu biến thiên liên tục từ đỏ đến tím, trong đó :

* Vân sáng chính giữa của mọi hệ vân đều trùng nhau nên vân sáng chính giữa có màu trắng.

* Từ vân sáng bậc 1 trở đi, các vân không trùng nhau mà ở sát cạnh nhau, tạo thành các quang phổ liên tục bậc 1, bậc 2, bậc 3,....có màu cầu vồng với tím trong , đỏ ngoài.

Bề rộng quang phổ liên tục bậc 1 : \(\Delta {x_1} = {i_{đỏ}} - {i_{tím}}\)

bậc 2 : \(\Delta {x_2} = 2{i_{đỏ}} - 2{i_{tím}} = 2\Delta {x_1}.\)

Bài 1 trang 197 SGK Vật Lý 12 Nâng cao

Để hai sóng sáng kết hợp, có bước sóng  tăng cường lẫn nhau khi giao thoa với nhau, thì hiệu đường đi của chúng phải

A. Bằng 0.                                                                   

B. Bằng \(k\lambda \) (với \(k = 0, \pm 1, \pm 2,...\)).

C. Bằng \(\left( {k - {1 \over 2}} \right)\lambda \) (với \(k = 0, \pm 1, \pm 2,...\)).                 

D. Bằng \(\left( {k\lambda + {\lambda \over 4}} \right)\)(với \(k = 0,1,2,....\)).

Giải

Để hai sóng ánh sáng kết hợp có bước sóng \(\lambda \) tăng cường lẫn nhau khi có giao thoa thì  \({d_2} - {d_1} = k\lambda \;(k = 0, \pm 1, \pm 2,....).\)

Chọn đáp án B.

Bài 2 trang 197 SGK Vật Lý 12 Nâng cao

Khoảng cách \(i\) giữa hai vân sáng, hoặc hai vân tối liên tiếp trong hệ vân giao thoa, ở thí nghiệm hai khe Y - âng, được tính theo công thức nào sau đây ?

A.\(i = {{\lambda a} \over D}\).                   B.\(i = {{\lambda D} \over a}\).                 

C.\(i = {{aD} \over \lambda }\).                  D.\(i = {\lambda \over {aD}}\).

Giải

Chọn đáp án B : \(i = {{\lambda D} \over a}\).  

Bài 3 trang 197 SGK Vật Lý 12 Nâng cao

Sự phụ thuộc của chiết suất vào bước sóng

A. Xảy ra với mọi chất rắn, lỏng , hoặc khí.

B. Chỉ xảy ra với chất rắn và lỏng.

C. Chỉ xảy ra với chất rắn.

D. Là hiện tượng đặc trưng của thuỷ tinh.

Giải

Sự phụ thuộc của chiết suất vào bước sóng xảy ra với mọi chất rắn, lỏng hoặc khí.

Chọn đáp án A.

Bài 4 trang 197 SGK Vật Lý 12 Nâng cao

Trong thí nghiệm về giao thoa ánh sáng, trên màn ảnh người ta đo được khoảng cách từ vân sáng thứ tư đến vân sáng thứ mười ở cùng một một bên của vân sáng trung tâm là \(2,4\) mm. Cho biết khoảng cách giữa hai khe là \(1\) mm, và màn ảnh cách hai khe \(1\) m.

a) Tính bước sóng ánh sáng. Ánh sáng đó có màu gì ?

b) Nếu dùng ánh sáng đỏ có bước sóng \(0,70\mu m\) thì khoảng cách từ vân sáng thứ 4 đến vân sáng thứ 10 ở cùng một bên vân sáng trung tâm là bao nhiêu ?

Giải

Trong thí nghiệm giao thoa : \(a = 1\) (mm), \(D = 1\) (m).

a) Khoảng cách từ vân sáng thứ 4 đến vân sáng thứ 10 ở cùng một bên của vân sáng trung tâm là :

\(\Delta x = {x_{10}} - {x_4} = 10i - 4i = 6i \Rightarrow 6i = 2,4 \)

\(\Rightarrow i = {{2,4} \over 6} = 0,4(mm)\)

Bước sóng của ánh sáng : \(\lambda = {{ia} \over D} = {{0,{{4.10}^{ - 3}}{{.10}^{ - 3}}} \over 1} = 0,4(\mu m)\), ánh sáng này có màu tím.

b) Nếu dùng ánh sáng đỏ có \(\lambda = 0,7(\mu m)\) thì

\(\Delta x = 10i - 4i = 6i = 6{{\lambda D} \over a}\)

\(= 6.{{0,{{7.10}^{ - 6}}.1} \over {{{10}^{ - 3}}}} = 4,2(mm)\)

Bài 5 trang 197 SGK Vật Lý 12 Nâng cao

Hai khe trong thí nghiệm Y - âng cách nhau 3 mm được chiếu sáng bằng ánh sáng đơn sắc có bước sóng \(0,6\mu m\). Các vân giao thoa được hứng trên màn cách hai khe 2 m. Hãy xác định tính chất của vân giao thoa tại điểm M cách vân sáng trung tâm 1,2 mm và  tại điểm N cách vân sáng trung tâm 1,8 mm.

Giải

Thí nghiệm giao thoa Y-âng : \(a = 3\) (mm);\(\lambda = 0,6(\mu m);D = 2(m)\)

Khoảng vân giao thoa :\(i = {{\lambda D} \over a} = {{0,{{6.10}^{ - 6}}.2} \over {{{3.10}^{ - 3}}}} = 0,{4.10^{ - 3}}(m) = 0,4(mm)\)

\({{{x_M}} \over i} = {{1,2} \over {0,4}} = 3 \Leftrightarrow {x_M} = 3i\) , \(M\) thuộc vân sáng bậc 3.

\({{{x_N}} \over i} = {{1,8} \over {0,4}} = 4,5 \Leftrightarrow {x_N} = 4,5i\), \(N\) thuộc vân tối thứ 5.

Giaibaitap.me