Câu hỏi:

22/08/2021 401

Thực hiện thí nghiệm Y-âng về giao thoa với ánh sáng đơn sắc. Lúc đầu, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe S1, S2 đến màn quan sát là D = 2 m. Trên màn quan sát, tại M có vân sáng bậc 3. Giữ cố định các điều kiện khác, dịch màn dọc theo đường thẳng vuông góc với mặt phẳng chứa hai khe, lại gần hai khe thêm một đoạn ∆x thì thấy trong quá trình dịch màn có đúng 3 vân tối chạy qua M. Khi màn dừng lại cách hai khe một khoảng là (D – ∆x) thì tại M không là vân tối. Giá trị của ∆x phải thoả mãn điều kiện là

A. $\frac{10}{11} m < Δ x < \frac{14}{13} m$

B. $\frac{14}{13} m < Δ x < \frac{6}{5} m$

C. $\frac{4}{5} m < Δ x < 1 m$

D. $\frac{2}{3} m < Δ x < \frac{10}{11} m$

Xem lời giải

Câu hỏi trong đề: 30 đề thi THPT Quốc gia môn Vật lí năm 2022 có lời giải !!

Bắt đầu thi

Quảng cáo

Trả lời:

Giải bởi Vietjack

Phương pháp:

Khoảng vân: $i = \frac{λ D}{a}$

Vị trí vân tối: $x_{t} = (k + \frac{1}{2}) i = (k + \frac{1}{2}) \frac{λ D}{a}$

Vị trí vân sáng: $x_{s} = k \frac{λ D}{a}$

Cách giải:

Ban đầu tại M là vân sáng bậc 3, ta có:

$x_{M} = 3 \frac{λ D}{a} \Rightarrow D = \frac{x_{M} \cdot a}{3 λ} \Rightarrow \frac{a x_{M}}{λ} = 3 D$

Dịch chuyển màn lại gần hai khe → D giảm → khoảng vân i giảm → bậc của vân sáng tại M (k) tăng

Tọa độ điểm M là:

$x_{M} = k \frac{λ (D - Δ x)}{a} \Rightarrow D - Δ x = \frac{a x_{M}}{k λ}$

Trong quá trình dịch chuyển có 3 vân tối chạy qua M, tại M có vân tối thứ 5 (k = 5,5) chạy qua M không là vân tối, ta có:

$5, 5 < k < 6, 5 \Rightarrow \frac{a x_{M}}{5, 5 λ} > D - Δ x > \frac{a x_{M}}{6, 5 λ} \Rightarrow \frac{3 D}{5, 5} > D - Δ x > \frac{3 D}{6, 5} \Rightarrow \frac{5 D}{11} < Δ x < \frac{7 D}{13} \Rightarrow \frac{10}{11} m < Δ x < \frac{14}{13} m$

Chọn A

Hot: 500+ Đề thi thử tốt nghiệp THPT các môn, ĐGNL các trường ĐH... file word có đáp án (2025). Tải ngay

Sách thầy cô Vietjack biên soạn:

Xem thêm »

CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ

Câu 1

Chọn phát biểu đúng. Máy biến áp là thiết bị

A. biến đổi tần số của dòng điện xoay chiều

B. biến đổi dòng xoay chiều thành dòng một chiều

C. làm tăng công suất của dòng điện xoay chiều

D. có khả năng biến đổi điện áp xoay chiều

Lời giải

Phương pháp:

Sử dụng lý thuyết máy biến áp

Cách giải:

Máy biến áp là thiết bị có khả năng biến đổi điện áp xoay chiều

Chọn D

Câu 2

Một sóng ngang truyền trên sợi dây đủ dài với bước sóng 60 cm. Khi chưa có sóng truyền qua, gọi M và N là hai điểm gắn với hai phần tử trên dây cách nhau 85 cm. Hình bên là hình vẽ mô tả hình dạng sợi dây khi có sóng truyền qua ở thời điểm t, trong đó điểm M đang dao động về vị trí cân bằng. Coi biên độ sóng không đổi trong quá trình truyền sóng. Gọi t + ∆t là thời điểm gần t nhất mà khoảng cách giữa M và N đạt giá trị lớn nhất (với ∆t > 0). Diện tích hình thang tạo bởi M, N ở thời điểm t và M, N thời điểm t + ∆t gần nhất với kết quả nào sau đây?

A. 2230 cm²

B. 2560 cm²

C. 2165 cm²

D. 2315 cm²

Lời giải

Phương pháp:

Độ lệch pha theo tọa độ: $Δ φ = \frac{2 π d}{λ}$

Sử dụng vòng tròn lượng giác

Sử dụng chức năng SHIFT+SOLVE trong máy tính bỏ túi để giải phương trình

Hai điểm có khoảng cách lớn nhất khi chúng đối xứng qua trục Oy Diện tích hình thang: $S = \frac{(|x_{2 M} - x_{1 M}| + |x_{2 N} - x_{1 N}|) \cdot d}{2}$

Cách giải:

Tại thời điểm t, điểm M đang đi lên → sóng truyền từ N tới M

→ Điểm N sớm pha hơn điểm M → điểm N đang đi xuống

Độ lệch pha giữa hai điểm M, N là:

$Δ φ = \frac{2 π d}{λ} = \frac{2 π .85}{60} = \frac{17 π}{6} = 2 π + \frac{5 π}{6} (rad)$

Hai điểm M, N có khoảng cách lớn nhất khi chúng đối xứng qua trục Oy Ta có vòng tròn lượng giác:

Từ vòng tròn lượng giác ta thấy:

$α_{1} + α_{2} = \frac{5 π}{6} - \frac{π}{2} = \frac{2 π}{3} (rad) \Rightarrow \arcsin \frac{7}{A} + \arccos \frac{14}{A} = \frac{2 π}{3} \Rightarrow A \approx 17, 35 (cm)$

Ở thời điểm t + ∆t, hai điểm M, N đối xứng qua trục Oy, ta có:

$\{\begin{cases} x_{2 N} = A \cos (\frac{π}{12} + \frac{5 π}{6}) \approx - 16, 76 (cm) \\ x_{2 M} = A \cos \frac{π}{12} \approx 16, 76 (cm) \end{cases}$

Diện tích hình thang tạo bởi M, N ở thời điểm t và M, N thời điểm t + ∆t là:

$S = \frac{(|x_{2 M} - x_{1 M}| + |x_{2 N} - x_{1 N}|) \cdot d}{2} = \frac{(| 16, 76 - (- 7) | + | - 16, 76 - 14 |) \cdot 85}{2} = 2317, 1 ({cm}^{2})$