Câu hỏi:

04/11/2021 247

Trong thí nghiệm Y – âng về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe là 0,4mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là 1,6m. Nguồn sáng phát ra đồng thời hai bức xạ đơn sắc có bước sóng $λ_{1} = 400 nm$ và $λ_{2} = 600 nm$ . Trên màn quan sát, gọi M và N là hai điểm ở cùng một phía so với vân trung tâm và cách vân trung tâm lần lượt là 6mm và 14mm. Số vân sáng quan sát được trên màn trong khoảng M và N là

A. 8

B. 6

C. 7

D. 9

Xem lời giải

Câu hỏi trong đề: Tuyển tập 30 đề thi THPT quốc gia môn Vật lý năm 2022 !!

Bắt đầu thi

Quảng cáo

Trả lời:

Giải bởi Vietjack

Đáp án C

Khoảng vân của $λ_{1} : i_{1} = \frac{λ_{1} D}{a} = 1, 6 (mm)$ ; khoảng vân $λ_{2} : i_{2} = \frac{λ_{2} D}{a} = 2, 4 (mm)$

Điều kiện trùng nhau của hai bức xạ: $\frac{k_{1}}{k_{2}} = \frac{λ_{2}}{λ_{1}} = \frac{600}{400} = \frac{3}{2}$

Khoảng vân trùng: $i_{t} = 3 i_{1} = 3 \frac{λ_{1} D}{a} = \frac{{3.400.10}^{- 9} .1, 6}{0, {4.10}^{- 3}} = 4, 8 (mm)$

Số vân trùng trong khoảng M và N: $6 \leq k_{t} i_{t} \leq 14 \Rightarrow 1, 25 \leq k_{t} \leq 2, 9 \Rightarrow k_{t} = 2$ : có 1 vân trùng.

Số vân sáng của bức xạ: $λ_{1} : 6 \leq k_{1} i_{1} \leq 14 \Rightarrow 3, 75 \leq k_{1} \leq 8, 75 \Rightarrow k_{1} = 4, 5, 6, 7, 8$ : có 5 vân sáng .

Số vân sáng của bức xạ: $λ_{2} : 6 \leq k_{2} i_{2} \leq 14 \Rightarrow 2, 5 \leq k_{2} \leq 5, 8 \Rightarrow k_{2} = 3, 4, 5$ : có 3 vân sáng .

Số vân sáng quan sát được: $N = 5 + 3 - 1 = 7$

Phương pháp giải bài tập hai vân sáng trùng nhau

Điều kiện hai bức xạ $λ_{1}, λ_{2}$ trùng nhau: $x_{1} = x_{2} \Leftrightarrow k i_{1} = k i_{2} \Leftrightarrow \frac{k_{1}}{k_{2}} = \frac{i_{2}}{i_{1}} = \frac{λ_{2}}{λ_{1}} = \frac{b}{c}$ .

Khoảng vân trùng: $i_{t} = b i_{1} = c i_{2}$

Tọa độ vị trí trùng: $x_{t} = n i_{t} = n b i_{1} = n c i_{2}$

Số các vị trí vân trùng nhau:

+ Trên bề rộng trường giao thoa L: $\frac{- L}{2} \leq x_{t} \leq \frac{L}{2} \Leftrightarrow \frac{- L}{2} \leq k_{t} . i_{t} \leq \frac{L}{2} \Rightarrow k_{t}$

+ Giữa hai điểm M, N: $x_{M} \leq x_{t} \leq x_{N} \Leftrightarrow x_{M} \leq k_{t} . i_{t} \leq x_{N} \Rightarrow k_{t}$

Lưu ý: Nếu hai điểm M, N cùng phía so với vân trung tâm thì tọa độ cùng dấu; khác phía thì tọa độ khác dấu.

Số vân sáng quan sát được: $N = N_{1} + N_{2} - N_{t}$

Trong đó: $N_{1}, N_{2}$ là số vân sáng quan sát được của bức xạ $λ_{1}, λ_{2}$ .

$N_{1}$ là số vân sáng trùng.

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

Ở mặt chất lỏng, tại hai điểm S₁ và S₂ cách nhau 20 cm có hai nguồn dao động cùng pha theo phương thẳng đứng phát ra hai sóng kết hợp. Gọi Δ₁ và Δ₂ là hai đường thẳng ở mặt chất lỏng cùng vuông góc với đoạn thẳng S₁S₂ và cách nhau 9 cm. Biết số điểm cực đại giao thoa trên Δ₁ và Δ₂ tương ứng là 7 và 3. Số điểm cực đại giao thoa trên đoạn thẳng S₁S₂ là

A. 13

B. 15

C. 17

D. 19

Lời giải

Đáp án A

Từ giả thiết, số điểm cực đại giao thoa trên Δ₁ và Δ₂ tương ứng là 7 và 3 ta vẽ được hình bên.

Ở mặt chất lỏng, tại hai điểm S1 và S2 cách nhau 20 cm có hai nguồn (ảnh 1)

Trong đó: $I A = 4 \frac{λ}{2} = 2 λ$

$I B = 2 \frac{λ}{2} = λ \Rightarrow A B = I A + I B = 3 λ A B = 9 cm \Rightarrow 3 λ = 9 cm \Rightarrow λ = 3 cm$

Số cực đại trên đoạn S₁S₂:

$- S_{1} S_{2} < k λ < S_{1} S_{2} \Rightarrow \frac{- S_{1} S_{2}}{λ} < k < \frac{S_{1} S_{2}}{λ}$

$\Rightarrow \frac{- 20}{3} < k < \frac{20}{3} \Rightarrow - 6, 6 < k < 6, 6$

$\Rightarrow k = - 6, - 5, ..., 5, 6 \Rightarrow 13$ điểm cực đại

- Khoảng cách giữa hai cực đại (hoặc cực tiểu) liên tiếp là $\frac{λ}{2}$ .

- Bài toán tìm số cực đại, cực tiểu:

+ Hiệu đường từ hai nguồn đến điểm cần xét: $d_{2} - d_{1} = f (k)$

+ Trên đoạn thẳng L: $- L < d_{2} - d_{1} < L$

+ Hai điểm M, N bất kì: $d_{2 M} - d_{1 M} < d_{2} - d_{1} < d_{2 N} - d_{1 N}$

Ở mặt chất lỏng, tại hai điểm S1 và S2 cách nhau 20 cm có hai nguồn (ảnh 2)

Ví dụ: Tính số cực đại, cực tiểu trên đoạn MN

$M B - M A \leq d_{2} - d_{1} \leq N B - N A$

Lưu ý: - Tùy vào yêu cầu đề bài hai nguồn cùng pha hay ngược pha mà giá trị $d_{2} - d_{1}$ được thay ở bảng dưới.

- Không lấy dấu “=” ở bất đẳng thức nếu đoạn cần tìm có chứa nguồn.

*Nguồn*	*Hai nguồn cùng pha*	*Hai nguồn ngược pha*
*Điểm cực đại*	$d_{2} - d_{1} = k λ$	$d_{2} - d_{1} = (k + \frac{1}{2}) λ$
*Điểm cực tiểu*	$d_{2} - d_{1} = (k + \frac{1}{2}) λ$	$d_{2} - d_{1} = k λ$