Bài 3 trang 55 SGK Vật lí 11 Chân trời sáng tạo

19:10:0124/05/2023

Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng, người ta sử dụng một nguồn sáng phát ra đồng thời...

Bài 3 trang 55 SGK Vật lí 11 Chân trời sáng tạo: Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng, người ta sử dụng một nguồn sáng phát ra đồng thời hai ánh sáng đơn sắc có bước sóng lần lượt là 400 nm và 600 nm. Biết khoảng cách giữa hai khe là 0,2 mm và khoảng cách từ hai khe đến màn là 1,5 m.

a) Tính khoảng cách giữa hai vân sáng bậc ba cùng phía với vân trung tâm.

b) Vân trung tâm có màu gì? Tìm khoảng cách gần nhất của một văn cùng màu với vân trung tâm cho đến vân trung tâm này.

Giải bài 3 trang 55 SGK Vật lí 11 Chân trời sáng tạo:

a) Khoảng vân của ánh sáng có bước sóng là 400 nm:

$\small i_1=\frac{\lambda _1.D}{a}=\frac{400.10^{-9}.1,5}{0,2.10^{-3}}=3.10^{-3}(m)$

⇒ Vân sáng bậc ba cùng phía với vân trung tâm nằm ở vị trí:

$\dpi{100} \small x_{s3}(\lambda _1)=3i_1=3.3.10^{-3}$ $\dpi{100} \small =9.10^{-3}(m)=9(mm)$

Khoảng vân của ánh sáng có bước sóng là 600 nm:

$\dpi{100} \small i_2=\frac{\lambda _2.D}{a}=\frac{600.10^{-9}.1,5}{0,2.10^{-3}}=4,5.10^{-3}(m)$

⇒ Vân sáng bậc ba cùng phía với vân trung tâm nằm ở vị trí:

$\dpi{100} \small x_{s3}(\lambda _2)=3i_2=3.4,5.10^{-3}$ $\small =13,5.10^{-3}(m)=13,5(mm)$

Khoảng cách giữa hai vân sáng bậc ba cùng phía với vân trung tâm là:

$\small \Delta x=13,5-9=4,5(mm)$

b) Vân trung tâm có màu pha trộn giữa màu của 2 ánh sáng có các bước sóng trên.

Vị trí vân trung tâm chính là vị trí trùng nhau đầu tiên của 2 vân sáng do 2 ánh sáng đơn sắc có các bước sóng trên tạo ra.

Vị trí vân sáng gần nhất cùng màu với vân trung tâm chính là vị trí vân sáng trùng nhau tiếp theo của hệ 2 ánh sáng đơn sắc trên tạo ra.

Điều kiện để hai vân sáng trùng nhau là:

$\small x_{s1}=x_{s2}\Leftrightarrow k_1\frac{\lambda _1D}{a}=k_2\frac{\lambda _2D}{a}$

$\small \Leftrightarrow k_1\lambda _1=k_2\lambda _2\Leftrightarrow \frac{k_1}{k_2}=\frac{\lambda _2}{\lambda _1}$

Theo bài ra, ta có: $\small \frac{k_1}{k_2}=\frac{\lambda _2}{\lambda _1}=\frac{600}{400}=\frac{3}{2}$

tức là ngoài vị trí vân sáng trung tâm thì vị trí vân sáng trùng nhau tiếp theo tương ứng với vân sáng bậc 3 của bước sóng 400 nm và vân sáng bậc 2 của bước sóng 600 nm.

Khi đó khoảng cách từ vân sáng gần nhất cùng màu với vân trung là:

$\small x=i=3i_1=2i_2$

Thay số được:

$\small x=3.i_1=3.\frac{\lambda _1D}{a}=9(mm)$

Trên đây KhoiA.Vn đã hướng dẫn các em giải bài 3 trang 55 SGK Vật lí 11 Chân trời sáng tạo. Nếu có câu hỏi hay góp ý các em hãy để lại bình luận dưới bài viết nhé, chúc các em thành công.

• Xem hướng dẫn giải bài tập Trang 55 SGK Vật lí 11 Chân trời sáng tạo

> Bài 1 trang 55 SGK Vật lí 11 Chân trời sáng tạo: Trong thí nghiệm giao thoa sóng trên mặt nước với hai nguồn kết hợp cùng pha, ta thấy tại một điểm...

> Bài 2 trang 55 SGK Vật lí 11 Chân trời sáng tạo: Thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng thường được sử dụng để đo bước sóng của ánh sáng đơn sắc...

> Bài 3 trang 55 SGK Vật lí 11 Chân trời sáng tạo: Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng, người ta sử dụng một nguồn sáng phát ra đồng thời...