Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng, nguồn S phát ra đồng thời ba bức xạ đơn sắc có bước sóng lần lượt là 0,4µm; 0,5µm và 0,6µm. Trên màn, trong khoảng giữa hai vân sáng liên tiếp cùng màu với vân sáng trung tâm, số vị trí mà ở đó chỉ có một bức xạ cho vân sáng?
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiÁp dụng công thức tính khoảng vân \(i = \frac{{\lambda D}}{a}\)
Vì ba ánh sáng cùng cho các vân sáng, nên vị trí ba vân sáng trùng nhau thỏa mãn :\(\begin{array}{l}x = {k_1}.\frac{{{\lambda _1}.D}}{a} = {k_2}.\frac{{{\lambda _2}.D}}{a} = {k_3}.\frac{{{\lambda _3}.D}}{a}\\ \Rightarrow {i_1}:{i_2}:{i_3} = {\lambda _1}:{\lambda _2}:{\lambda _3} = a:b:c = 0,4:0,5:0,6 = 4:5:6\end{array}\)
Ta xét vân trung tâm và vân trùng 3 màu đầu tiên, ứng với vị trí:
\[x = 15{i_1} = 12{i_2} = 10{i_3}\]
Vị trí trùng nhau của hai bước sóng λ1 và λ2 có khoảng vân trùng cặp 12 là:
\({i_{12}} = 5{i_1} = 4{i_2}\)
Vậy trong khoảng từ vân trung tâm đến vân trùng 3 màu đầu tiên có số vị trí trùng nhau của hai bước sóng λ1 và λ2 là:
(15:5)-1=2
Vị trí trùng nhau của hai bước sóng λ1 và λ3 có khoảng vân trùng cặp 13 là:
\({i_{13}} = 3{i_1} = 2{i_3}\)
Vậy trong khoảng từ vân trung tâm đến vân trùng 3 màu đầu tiên có số vị trí trùng nhau của hai bước sóng λ1 và λ3 là:
(15:3)-1=4
Vị trí trùng nhau của hai bước sóng λ2 và λ3 có khoảng vân trùng cặp 23 là:
\({i_{23}} = 6{i_2} = 5{i_3}\)
Vậy trong khoảng từ vân trung tâm đến vân trùng 3 màu đầu tiên có số vị trí trùng nhau của hai bước sóng λ2 và λ3là:
(12:6)-1=1
Vậy số vị trí chỉ có 1 vạch màu đơn sắc là :
\((15 + 12 + 10) - (1.3 + 2.2 + 2.4 + 2.1) = 20\)
Chọn B.
Đề thi HK2 môn Vật Lý 12 năm 2021-2022
Trường THPT Phan Đăng Lưu
