Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe là \(1mm\), khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là \(2m\). Chiếu vào hai khe ánh sáng có bước sóng từ \(475nm\) đến \(760nm\). Trên màn, M và N là hai vị trí cùng bên và gần vân trung tâm nhất, tại M có đúng \(3\) bức xạ cho vân tối, tại N có đúng \(3\) bức xạ cho vân sáng. Khoảng cách từ M đến N là
Trả lời bởi giáo viên
+ N có đúng 3 bức xạ cho vân sáng nên : kλ1 = (k + 1)λ2 = (k + 2)λ3
\( \Rightarrow \dfrac{{k + 2}}{k} = \dfrac{{{\lambda _1}}}{{{\lambda _3}}} \le \dfrac{{760}}{{475}} = 1,6 \Rightarrow k + 2 \le 1,6k \Rightarrow k \ge 3,3\)
Vì N gần nhất nên ứng với k = 4 và λ3 = 475nm => \({x_N} = 6\dfrac{{{{2.475.10}^{ - 8}}}}{{{{10}^{ - 3}}}} = 0,057m\)
+ M có đúng 3 bức xạ cho vân tối nên: (k+0,5)λ1 = (k + 1,5)λ2 = (k + 2,5)λ3
\( \Rightarrow \dfrac{{k + 2,5}}{{k + 0,5}} = \dfrac{{{\lambda _1}}}{{{\lambda _3}}} \le \dfrac{{760}}{{475}} = 1,6 \Rightarrow k + 2,5 \le 1,6(k + 0,5) \Rightarrow k \ge 2,83\)
Vì M gần nhất nên ứng với k = 3 và λ3 = 475nm => \({x_M} = 5,5\dfrac{{{{2.475.10}^{ - 8}}}}{{{{10}^{ - 3}}}} = 0,05225m\)
Khoảng cách MN là MN = xN – xM = 4,75mm
Hướng dẫn giải:
Khoảng vân \(i = \dfrac{{D\lambda }}{a}\)
Vị trí vân sáng x = ki
Vị trí vân tối x = (k + 0,5)i
Tại M và N cho đúng 3 bức xạ nên chúng là các bức xạ của 3 quang phổ có bậc liên tiếp nhau