Mục lục
Nhằm giúp các bạn học sinh dễ dàng hơn trong củng cố kiến thức giao thoa ánh sáng vật lý 12, bài viết dưới đây sẽ hệ thống lại kiến thức và hướng dẫn giải một số bài tập của bài học này.
1. Tổng hợp kiến thức môn vật lý 12 giao thoa ánh sáng
Trước khi tiến hành giải các bài tập liên quan thì chúng ta cùng điểm qua một vài kiến thức quan trọng của giao thoa ánh sáng vật lý 12 nhé.
1.1 Hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng
Đây là hiện tượng khi mà ánh sáng không được truyền đi theo đường thẳng mà bị sai lệch khi gặp vật cản. Ta có thể thực hiện quan sát thí nghiệm trên bằng cách chiếu một nguồn sáng và đặt trước 1 lỗ tròn nhỏ. Khi đó ta thấy nếu lỗ càng nhỏ thì vệt sáng tròn có đường kính càng lớn. Bên cạnh đó, hiện tượng này được biểu thị qua công thức sau:
1.2 Hiện tượng giao thoa ánh sáng
Hiện tượng giao thoa ánh sáng là khi hai chùm sáng phát ra ánh sáng có cùng tần số, cùng pha hay có độ lệch pha không đổi theo thời gian gặp nhau. Khi đó sẽ xảy ra các hiện tượng sau:
- Ở những chỗ 2 sóng gặp nhau và cùng pha thì chúng sẽ tăng cường lẫn nhau và tạo thành các vân sáng. Và ngược lại nếu ngược pha thì chúng sẽ triệt tiêu nhau và tạo thành các vân tối.
- Trong trường hợp là ánh sáng trắng giao thoa thì hệ thống vân của các ánh sáng đơn sắc khác nhau sẽ không bị trùng nhau. Phần vân sáng chính giữa được gọi là vân trung tâm. Và ở hai bên vân trung tâm thì các vân sáng khác của các ánh sáng đơn sắc khác nhau không trùng nhau nữa. Mà sẽ nằm kề sát bên nhau và tạo ra những quang phổ có màu như màu cầu vồng.
Công thức về hiện tượng giao thoa ánh sáng vật lý 12.
1.3 Bước sóng và màu sắc
- Các ánh sáng đơn sắc là những ánh sáng có bước sóng xác định trong chân không.
- Và mọi ánh sáng đơn sắc mà mắt ta có thể nhìn thấy đều có bước sóng trong khoảng từ 0,38 đơn vị bước sóng (ánh sáng tím) đến 0,76 đơn bị bước sóng (ánh sáng đỏ).
- Những màu chính thuộc quang phổ của ánh sáng trắng bao gồm: đỏ, cam,vàng,lục,lam,chàm, tím. Tương ứng với từng vùng có bước sóng gần cạnh nhau. Ta có thể hình dung rõ hơn cũng như nhớ đặc điểm của từng bước sóng qua hình dưới đây:
Bảng màu và bước sóng của từng ánh sáng đơn sắc trong chân không.
2. Hoàn thành bài tập ứng dụng giao thoa ánh sáng vật lý 12 SGK
Sau khi đã nắm bắt được phần nào lý thuyết của bài giao thoa ánh sáng vật lý 12. Thì chúng ta cùng thực hiện một số bài tập liên quan trong sgk vật lý 12.
2.1 Bài tập trang 132
a. Bài 2 trang 132
Nội dung: Hãy viết công thức xác định vị trí các vân sáng.
Cách giải: Ta có thể tìm công thức này trong lý thuyết sách giáo khoa vật lý 12 bài 25.
b. Bài 3 trang 132
Nội dung: Hãy viết công thức tính khoảng vân ánh sáng.
Cách giải: Công thức này cũng có thể được tìm thấy trong sách giáo khoa vật lý 12 bài 25.
c. Bài 4 trang 132
Nội dung: Mắt ta có thể nhìn thấy ánh sáng thuộc khoảng bước sóng nào?
Cách giải: Ở phần tổng hợp lý thuyết ở trên chúng ta có nêu rằng mắt ta có thể nhìn thấy ánh sáng thuộc khoảng bước sóng từ 380nm đến 760nm.
2.2 Bài tập trang 133
a. Bài 8 trang 133
Nội dung: Trong một thí nghiệm Y – âng ta có a= 2mm và D = 1,2 m. Trong quá trình thí nghiệm người ta đo được i = 0,36 mm. Hãy tính bước sóng λ và tần số f của bức xạ trên.
Cách giải: Để làm được bài này ta cần nhớ và áp dụng công thức về tính bước sóng và tần số của bước xạ đã được trình bày ở trên như sau:
b. Bài 9 trang 133
Nội dung: Một khe hẹp F phát ánh sáng đơn sắc với bước sóng λ = 600nm. Ánh sáng này được cho chiếu sáng hai khe F1, F2 song song với F và cách nhau 1 khoảng 1,2mm. Sau đó quan sát vân giao thoa trên một màn M song song với mặt phẳng chứa F1, F2 và cách nó 0,5m.
a) Hãy tính khoảng vân của thí nghiệm trên.
b) hãy xác định khoảng cách từ vân sáng chính giữa đến vân sáng bậc 4 ở thí nghiệm trên.
Cách giải: Ở bài a ta chỉ cần áp dụng công thức tính khoảng vân đã được trình bày ở trên. Còn ở câu b thì ta chỉ cần nhân khoảng vân đã tìm được với bậc của vân sáng.
=>> Xem thêm bài viết liên quan: Trọn Bộ Công Thức Vật Lý 12 Ôn Thi THPT Quốc Gia Chọn Lọc
3. Đáp án và lời giải sbt vật lý 12 giao thoa ánh sáng
Ngoài các bài tập trong sách thì chúng ta hãy thực hiện thêm một số bài tập vật lý 12 giao thoa ánh sáng dưới đây.
3.1 Bài tập trang 67
Nội dung: Nếu chỉ thực hiện thí nghiệm Y-âng với mỗi ánh sáng trắng thì chuyện gì xảy ra?
Cách giải: Đáp án A. Khi đó, chúng ta chỉ quan sát được một số vân bậc thấp có màu sắc ( ngoại trừ vân số 0 vẫn có 1 màu trắng).
3.2 Bài tập trang 68
Nội dung: Nếu thay ánh sáng màu lam bằng ánh sáng đơn sắc màu vàng và các điều kiện khác của thí nghiệm trên đều được giữ nguyên thì khoảng vân sẽ thay đổi như thế nào?
Cách giải: Đáp án C. Áp dụng công thức tính khoảng vân thì khi thay ánh sáng thì bước sóng sẽ thay đổi làm khoảng vân sẽ tăng lên.
3.3 Bài tập trang 69
Nội dung: Trong một thí nghiệm Y-âng cho hai khe hẹp F1 và F2 cách nhau một khoảng a = 1,2 mm. Ta hứng vân giao thoa ở mặt phẳng M cách mặt phẳng chứa F1, F2 một khoảng D = 0,9 m. Quan sát được 9 vân sáng và khoảng cách giữa trung điểm hai vân sáng ngoài cùng là 3,6 mm. Hãy tính bước sóng λ của bức xạ trên.
Cách giải:Trước tiên ta cần tính giá trị của khoảng vân trước sau đó áp dụng công thức tính khoảng vân để suy ra bước sóng như sau:
3.4 Bài tập trang 70
Nội dung: Trong một thí nghiệm Y-âng cho hai khe F1, F2 cách nhau một khoảng cách a = 1,8 mm. Và hệ vân được quan sát qua một kính lúp. Ban đầu, người ta đo được 16 khoảng vân với giá trị 2,4 mm. Tuy nhiên, khi dịch chuyển kính lúp ra xa thêm 30 cm thì đo được 12 khoảng vân với giá trị 2,88 mm. Hãy tính bước sóng của bức xạ trên.
Cách giải: Ở bài này thì ta cần áp dụng 2 phương trình và tạo ra công thức tổng quát dựa trên công thức tính khoảng vân rồi giải hệ phương trình.
=>> Ngoài kiến thức bổ ích ở trên, bạn có thể xem thêm kiến thức trọng tâm ở đây nhé : =>> Vật lý lớp 12
3.5 Bài tập trang 71
Nội dung: Một khe hẹp F phát ánh sáng trắng chiếu sáng hai khe song song F1 và F2 với khoảng cách 1,5 mm. Màn M quan sát vân cách mặt phẳng của hai khe D = 1,2 m.
- Tính các khoảng vân cho hai bức xạ giới hạn 750 nm và 400 nm.
b) Cho điểm A trên màn M cách vân chính giữa 2 mm thì sẽ có vân sáng và vân tối của những bức xạ nào ?
Cách giải: Chúng ta có thể tham khảo cách giải của bài này dưới đây:
Các bài tập giao thoa ánh sáng khác.
4. Kết luận
Giao thoa ánh sáng vật lý 12 là hiện tượng thường gặp trong tự nhiên và điển hình nhất của hiện tượng này chính là cầu vồng. Ngoài ra chúng ta cũng có thể tự thực hiện các thí nghiệm tương tự tại nhà cũng rất dễ dàng.
Trên đây là các thông tin tổng quan về lý thuyết cũng như hướng dẫn chi tiết các bài tập về giao thoa ánh sáng vật lý 12. Mong rằng những thông tin trên có thể giúp bạn vận dụng được tốt nhất vào các bài học của mình.
=>> Các bạn hãy theo dõi Kiến Guru để cập nhật bài giảng và kiến thức các môn học khác nhé!
