Trong bài thực hành đo bước sóng ánh sáng do một laze phát ra bằng thí nghiệm giao thoa ánh sáng của Y-âng, một học sinh xác định được các kết quả: khoảng cách giữa hai khe là 2,00 ± 0,01 (mm), khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe tới màn là 200 ± 1 (cm) và khoảng vân trên màn là 0,50 ± 0,01 (mm). Bước sóng của ánh sáng dùng trong thí nghiệm là
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiTa có bước sóng:
\(\lambda = \dfrac{{ai}}{D} \Rightarrow \overline \lambda = \dfrac{{\overline a .\overline i }}{{\overline D }} \Rightarrow \overline \lambda = \dfrac{{{{2.10}^{ - 3}}.0,{{5.10}^{ - 3}}}}{2} = 0,{50.10^{ - 6}} = 0,50\,\,\left( {\mu m} \right)\)
Ta lại có: \(\lambda = \dfrac{{ai}}{D}\)
Lấy ln 2 vế, ta có:
\(\ln \left( \lambda \right) = \ln \left( {\dfrac{{ai}}{D}} \right) = \ln \left( {ai} \right) - \ln \left( D \right) = \ln \left( a \right) + \ln \left( i \right) - \ln \left( D \right)\)
Vi phân 2 vế, ta có:
\(\begin{array}{l}\dfrac{{d\lambda }}{{\overline \lambda }} = \dfrac{{da}}{{\overline a }} + \dfrac{{di}}{{\overline i }} - \dfrac{{dD}}{{\overline D }} \Rightarrow \dfrac{{\Delta \lambda }}{{\overline \lambda }} = \dfrac{{\Delta a}}{{\overline a }} + \dfrac{{\Delta i}}{{\overline i }} + \dfrac{{\Delta D}}{{\overline D }}\\ \Rightarrow \Delta \lambda = \overline \lambda .\left( {\dfrac{{\Delta a}}{{\overline a }} + \dfrac{{\Delta i}}{{\overline i }} + \dfrac{{\Delta D}}{{\overline D }}} \right) = 0,50.\left( {\dfrac{{0,01}}{2} + \dfrac{{0,01}}{{0,5}} + \dfrac{1}{{200}}} \right) = 0,015 \approx 0,02\,\,\left( {\mu m} \right)\end{array}\)
Vậy \(\lambda = 0,50 \pm 0,02\,\,\left( {\mu m} \right)\)
Chọn D.
Đề thi thử THPT QG năm 2022 môn Vật Lý
Trường THPT Trần Công Bình