Phương pháp giải toán Vật lý Lớp 12 - Phần 2

1Mục lục
Trang
Mục lục . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
Chương 3- SÓNG CƠ 6
A- HIỆN TƯỢNG SÓNG- GIAO THOA SÓNG 6
3.1 Hiện tượng sóng: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
3.1.1 Quan sát . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
3.1.2 Định nghĩa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
3.1.3 Giải thích . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
3.1.4 Phân loại . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
3.2 Những đại lượng đặc trưng của sóng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
3.2.1 Vận tốc truyền sóng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
3.2.2 Chu kỳ của sóng (T ), tần số (f) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
3.2.3 Bước sóng (λ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
3.2.4 Biên độ sóng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
3.3 Phương trình truyền sóng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
3.3.1 Phương trình truyền sóng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
3.3.2 Tính tuần hoàn của sóng theo không gian và thời gian . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
3.3.3 Độ lệch pha giữa hai điểm trên phương truyền sóng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
3.4 Hiện tượng giao thoa sóng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
3.4.1 Thí nghiệm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
3.4.2 Định nghĩa độ lệch pha. Giải thích hiện tượng giao thoa sóng . . . . . . . . . . . . . . 9
B- DẠNG BÀI TẬP 10
Chủ đề 1. Viết biểu thức sóng tại một điểm trên phương truyền sóng . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Chủ đề 2. Dựa vào độ lệch pha ∆ϕ và điều kiện giới hạn của tần số, bước sóng, vận tốc để tìm tần
số, bước sóng, vận tốc? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Chủ đề 3. Viết phương trình sóng tại một điểm trên miền giao thoa? Xác định số điểm dao động
cực đại và cực tiểu ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
A. Nếu uS1 = uS2 = a. cos(ω.t) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
1.Phương trình sóng tại điểm M cách S1 và S2 một khoảng d1 và d2 . . . . . . . . . . . . . . 11
2. Số điểm cực đại và cực tiểu trên đoạn S1S2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
3. Số điểm cực đại và cực tiểu trên đoạn S1D được giới hạn bởi hình chử nhật S1S2DC . . . 11
4. Số điểm cực đại và cực tiểu trên đoạn DC được giới hạn bởi hình chử nhật S1S2DC . . . . 11
B. Nếu uS1 = a. cos(ωt+ ϕ1) và uS2 = a. cos(ω.t+ ϕ2) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
1.Phương trình sóng tại điểm M cách S1 và S2 một khoảng d1 và d2 . . . . . . . . . . . . . . 11
Vật lý lớp 12 DĐ: 0983.885241
2. Số điểm cực đại và cực tiểu trên đoạn S1S2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
3. Số điểm cực đại và cực tiểu trên đoạn S1D được giới hạn bởi hình chử nhật S1S2DC . . . 12
4. Số điểm cực đại và cực tiểu trên đoạn DC được giới hạn bởi hình chử nhật S1S2DC . . . . 12
C- SÓNG DỪNG- SÓNG ÂM 14
3.5 Sóng dừng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
3.5.1 Thí nghiệm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
3.5.2 Giải thích . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
3.5.3 Điều kiện để có sóng dừng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
3.6 Sóng âm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
3.6.1 Dao động âm và sóng âm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
3.6.2 Môi trường truyền âm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
3.6.3 Những đặc trưng sinh lí của âm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
3.7 Hiệu ứng Đốp-ple . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
3.7.1 Định nghĩa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
3.7.2 Giải thích hiện tượng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
a.Nguồn âm đứng yên, người quan sát chuyển động . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
b.Nguồn âm chuyển động lại gần người quan sát đứng yên . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
D- DẠNG BÀI TẬP 17
Chủ đề 1. Viết phương trình sóng dừng tại một điểm ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Chương 4- DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU 18
A- DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU- ĐỊNH LUẬT OHM 18
4.1 Dòng điện xoay chiều . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
4.1.1 Suất điện động xoay chiều . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
4.1.2 Điện áp xoay chiều, cường độ dòng điện xoay chiều . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
4.1.3 Cường độ dòng điện hiệu dụng, điện áp hiệu dụng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
4.1.4 Lý do sử dụng giá trị hiệu điện thế và cường độ dòng điện hiệu dụng . . . . . . . . . . 19
4.2 Định luật Ohm cho mạch điện chỉ có điện trở thuần . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
4.2.1 Tác dụng của điện trở . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
4.2.2 Mối quan hệ giữa điện áp u và cường độ dòng điện i . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
4.2.3 Giản đồ Frexnen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
4.2.4 Định luật Ohm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
4.3 Định luật Ohm cho mạch điện chỉ có tụ điện . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
4.3.1 Tác dụng của tụ điện . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
4.3.2 Mối quan hệ giữa điện áp u và cường độ dòng điện i . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
4.3.3 Giản đồ Frexnen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
4.3.4 Định luật Ohm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
4.4 Định luật Ohm cho mạch điện chỉ cuộn cảm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
4.4.1 Tác dụng của cuộn cảm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
4.4.2 Mối quan hệ giữa điện áp u và cường độ dòng điện i . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
4.4.3 Giản đồ Frexnen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
4.4.4 Định luật Ohm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
4.5 Định luật Ohm cho mạch điện RLC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
4.5.1 Mối quan hệ giữa điện áp u và cường độ dòng điện . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
ThS Trần Anh Trung 2 TTBDKT- LTĐH- Số 8 Lê Lợi- Huế
Vật lý lớp 12 DĐ: 0983.885241
4.5.2 Giản đồ Frexnen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
4.5.3 Định luật Ohm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
4.5.4 Hiện tượng cộng hưởng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
4.6 Công suất của dòng điện xoay chiều . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
4.6.1 Công suất tức thời . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
4.6.2 Công suất của dòng điện xoay chiều . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
4.6.3 Ý nghĩa của hệ số công suất . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
B- DẠNG BÀI TẬP 25
Chủ đề 1. Viết biểu thức cường độ dòng điện qua đoạn mạch khi biết biểu thức hiệu điện thế và
ngược lại? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
Chủ đề 2. Xác định độ lệch pha giữa hai hiệu điện thế tức thời u1 và u2 của hai đoạn mạch khác
nhau trên cùng một dòng điện xoay chiều không phân nhánh? Cách vận dụng? . . . . . . . . 26
Chủ đề 3.Đoạn mạch RLC, cho biết U,R: tìm hệ thức L, C, ω để: cường độ dòng điện qua đoạn
mạch cực đại, hiệu điện thế và cường độ dòng điện cùng pha, công suất tiêu thụ trên đoạn
mạch đạt cực đại. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
Chủ đề 4.Cho mạchRLC: Biết U, ω, tìm L, hayC, hay R để công suất tiêu thụ trên đoạn mạch cực
đại. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
1.Tìm L hay C để công suất tiêu thụ trên đoạn mạch cực đại . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
2.Tìm R để công suất tiêu thụ trên đoạn mạch cực đại . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
Chủ đề 5.Đoạn mạch RLC: Cho biết U,R, f : tìm L ( hay C) để UL (hay UC) đạt giá trị cực đại? . 30
1.Tìm L để hiệu thế hiệu dụng ở hai đầu cuộn cảm cực đại . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
2.Tìm C để hiệu thế hiệu dụng ở hai đầu tụ điện cực đại . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Chủ đề 6.Đoạn mạch RLC: Cho biết U,R, f : tìm L ( hay C) để URL (hay URC ) đạt giá trị cực đại? 31
1.Tìm L để hiệu thế hiệu dụng ở hai đầu đoạn RL đạt cực đại . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
2.Tìm C để hiệu thế hiệu dụng ở hai đầu đoạn RC đạt cực đại . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
Chủ đề 7.Đoạn mạch RLC: Cho biết U,R, L, C: tìm ω để UR (UL hay UC) đạt giá trị cực đại? . . 32
1.Tìm f ( hay ω) để hiệu thế hiệu dụng ở hai đầu điện trở cực đại . . . . . . . . . . . . . . . 32
2.Tìm f ( hay ω) để hiệu thế hiệu dụng ở hai đầu cuộn cảm cực đại . . . . . . . . . . . . . . 32
3.Tìm f ( hay ω) để hiệu thế hiệu dụng ở hai đầu tụ điện cực đại . . . . . . . . . . . . . . . . 32
Chủ đề 8.Xác định khoảng thời gian đèn neon sáng và tắt trong một chu kì T? . . . . . . . . . . . 33
C - MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU- MÁY BIẾN ÁP - SỰ TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG 34
4.1 Máy phát điện xoay chiều một pha . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
4.1.1 Nguyên tắc hoạt động . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
4.1.2 Nguyên tắc cấu tạo: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
4.2 Máy phát điện xoay chiều ba pha . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
4.2.1 Nguyên tắc hoạt động . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
4.2.2 Định nghĩa dòng điện ba pha: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
4.3 Động cơ không đồng bộ ba pha . . . . .  ... i
n
(6.5)
1. Trong thí nghiệm Young: a = 0,5mm; D = 2m, chiếu vào hai khe một bức xạ có bước sóng λ = 0, 5µm
a.Tìm khoảng cách giữa hai vân sáng liên tiếp trên miền giao thoa ?
b. Xác định tọa độ vân sáng bậc 2, vân tối thứ 3 ?
c. Xác định khoảng cách giữa hai vân sáng bậc 2 và khoảng cách giữa vân sáng bậc 2 và vân tố thứ 3 ?
2. Người ta đếm được trên màn 12 vân sáng trải dài trên bề rộng 13,2mm. Xác định khoảng vân ?
3. Trong thí nghiệm Young: a = 0,9mm, D = 2m. Khoảng cách từ vân sáng bậc nhất đến vân sáng bậc 11
là 15mm. Xác định bước sóng ánh dùng trong thí nghiệm ?
4. ( Đề thi đại học 2004) Trong thí nghiệm Young, người ta sử dụng ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ.
Khoảng cách giữa hai khe là 0,64mm, từ hai khe đến màn ảnh là 2m. Khoảng cách giữa hai vân sáng liên
tiếp là 2mm. Tính bước sóng λ ?
5. Trong thí nghiệm Young: a =1mm, D = 3m. Chiếu vào hai khe Young một ánh sáng đơn sắc thì người ta
đo được khoảng cách giữa hai vân sáng liên tiếp trên miền giao thoa là 1,5mm.
a. Tính bước sóng ánh sáng, ánh sáng đó có màu gì ?
b. Xác định khoảng cách giữa vân sáng bậc ba và vân tối thứ tư nằm về cùng một phía đối với vân trung
tâm ?
c. Nếu thực hiện thí nghiệm Young trong nước có chiếc suất n =
4
3
. Tính khoảng vân ?
Chủ đề 2.Xác định tính chất sáng (tối) và tìm bậc giao thoa ứng với mỗi điểm trên màn?
ThS Trần Anh Trung 64 TTBDKT- LTĐH- Số 8 Lê Lợi- Huế
Vật lý lớp 12 DĐ: 0983.885241
Phương pháp:
*Tính khoảng vân i: i =
λD
a
*Lập tỉ: p =
xM
i
Nếu: p = k( nguyên) thì: xM = ki: M là vân sáng bậc k.
Nếu: p = k +
1
2
(bán nguyên) thì: xM =
(
k +
1
2
)
i: M là vân tối thứ k − 1.
1. Trong thí nghiệm Young: a = 1,2mm; λ = 0, 6µm. Trên màn giao thoa người ta đếm được 16 vân sáng
trải dài trên bề rộng 18mm.
a. Tính khoảng cách từ hai khe đến màn ?
b. Thay ánh sáng đơn sắc trên bằng ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ′ thì trên bề rộng miền giao thoa trên
người ta đếm được 21 vân sáng. Tính λ′ ?
c. Tại vị trí cách vân trung tâm 6mm là vân sáng hay vân tối ( bậc hay thứ mấy ) đối với hai bức xạ trên ?
2. Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng. Nguồn sáng S phát ra ánh sáng đơn sắc thì trên màn thu
được một hệ vân. Khoảng cách giữa 5 vân sáng liên tiếp là 9mm. Hỏi tại vị trí M và N cách vân trung tâm
5mm và 4mm cho vân sáng hay vân tối bậc hay thứ mấy ?
Chủ đề 3.Tìm số vân sáng và vân tối quan sát được trên miền giao thoa
Phương pháp:
*Tính khoảng vân i: i =
λD
a
; Chia nữa miền giao thoa: l = OP =
PQ
2
*Lập tỉ:
p =
OP
i
=
L
2i
= k(nguyên) +m(lẽ) (6.6)
Kết luận:
Nữa miền giao thoa có k vân sáng thì cả miền giao thoa có 2.k+ 1 vân sáng.
Nếu m < 0, 5: Nữa miền giao thoa có k vân tối thì cả miền giao thoa có 2.k vân tối.
Nếu m ≥ 0, 5: Nữa miền giao thoa có k + 1 vân tối thì cả miền giao thoa có 2(k + 1) vân tối.
1. Trong thí nghiệm Young: a = 0,5mm, D = 2m. Nguồn sáng S phát ra ánh sáng đơn sắc có bước sóng
λ = 0, 5µm. Hỏi trên bề rộng miền giao thoa 13mm có bao nhiêu vân sáng và bao nhiêu vân tối ?
2. Trong thí nghiệm Young: a = 2mm,D = 3m, ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ = 0, 5µm. Bề rộng của
miền giao thoa không đổi là 3cm.
a. Xác định số vân sáng và vân tối quan sát được trên miền giao thoa ?
Chủ đề 4.Trường hợp nguồn phát hai ánh sáng đơn sắc. Tìm vị trí trên màn ở đó có sự trùng
nhau của hai vân sáng thuộc hai hệ đơn sắc?
Phương pháp:
Đối với bức xạ λ1: toạ độ vân sáng: x1 = k1
λ1D
a
.
Đối với bức xạ λ2: toạ độ vân sáng: x2 = k2
λ2D
a
.
Để hệ hai vân trùng nhau: x1 = x2 hay : k1λ1 = k2λ2 k ∈ Z
Suy ra các cặp giá trị của k1, k2 tương ứng, thay vào ta được các vị trí trùng nhau.
Chú ý: Chỉ chọn những vị trí sao cho: |x| ≤ OP
1. Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng, chiếu vào hai khe đồng thời hai bức xạ có bước sóng
λ1 = 0, 5µm và λ2. Biết rằng vân sáng bậc 12 của λ1 trùng với vân sáng bậc 10 của bức xạ λ2.
a. Xác định λ2 ?
b. Tính khoảng cách từ vân sáng bậc 5 của bức xạ λ1 đến vân sáng bậc 11 của bức xạ λ2 ( đều nằm về cùng
một phía của vân trung tâm). Biết a = 1mm; D = 1m.
ThS Trần Anh Trung 65 TTBDKT- LTĐH- Số 8 Lê Lợi- Huế
Vật lý lớp 12 DĐ: 0983.885241
2. Trong thí nghiệm Young: a = 2mm, D = 2m.
a. Chiếu đồng thời hai bức xạ có bước sóng λ1 = 0, 45µm và λ2 = 0, 5µm. Xác định trên miền giao thoa mà
tại đó có sự trùng nhau của hai hệ vân trên ?
b. Chiếu tơi hai khe thêm thành phần đơn sắc thứ ba có bước sóng λ3 = 0, 6µm. Xác định vị trí mà tại đó
có sự trùng nhau của ba bức xạ trên ?
3. Trong thí nghiệm Young: a = 1, 1mm,D = 1, 8m. Người ta chiếu vào hai khe Young đồng thời hai bức xạ
có bước sóng lần lượt là λ1 = 0, 55µm và λ2 = 0, 66µm. Hỏi trên miền giao thoa có bề rộng 12mm có bao
nhiêu vị trí cho màu giống vân trung tâm ?
4.Trong thí nghiệm Young: a = 2mm, D = 1m. Dùng bức xạ có bước sóng λ1 = 0, 4µm để xác định vị trí
vân sáng bậc ba. Tắt bức xạ λ1 sau đó chiếu vào hai khe Young bức xạ λ2 > λ1 thì tại vân sáng bậc ba nói
trên ta quan sát được vân sáng của bức xạ λ2. Xác định λ2 ?
5. Trong thí nghiệm Young: a = 1, 5mm,D = 3m. Người ta chiếu vào hai khe Young đồng thời hai bức xạ
có bước sóng lần lượt là λ1 = 0, 4µm và λ2 = 0, 6µm. Tính khoảng cách giữa hai vân sáng liên tiếp có màu
giống vân trung tâm ?
6.(Đề thi đại học 2009) Trong thí nghiệm Young: a = 0,5mm, D = 2m. Người ta chiếu đồng thời vào hai
khe Young hai bức xạ có bước sóng 450nm và 600nm. Gọi M và N là hai điểm nằm về cùng phía vân trung
tâm cách vân trung tâm lần lượt là 4,5mm và 22mm. Trên đoạn MN có bao nhiêu vị trí trùng nhau của hai
bức xạ nói trên ?
7. ( Đề thi đại học 2003) Trong thí nghiệm về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe Young là 0,2mm.
Khoảng cách từ hai khe Young đến màn là 1m. Người ta chiếu vào hai khe Young hai bức xạ có bước sóng
λ1 = 0, 6µm và λ2. Trên bề rộng 2,4cm, người ta đếm được có 17 vạch sáng, trong đó có 3 vạch là kết quả
trùng nhau của hai hệ vân, biết rằng hai trong ba vạch nằm ngoài cùng. Tính λ2 ?
8. Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe là 1mm, khoảng cách từ hai khe
đến màn kaf 2m, ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ1 = 0, 66µm . Biết bề rộng của miền giao thoa là 13,2mm.
a. Tính khoảng vân và số vân sáng và vân tối quan sát được trên màn?
b. Nếu đồng thời chiếu hai bức xạ có bước sóng λ1, λ2 thì vân sáng thứ 3 của bức xạ λ2 trùng với vân sắng
thứ 2 của bức xạ λ1. Tính λ2. ( Đề thi ĐHGTVT-HN-1999)
Chủ đề 5.Trường hợp giao thoa ánh sáng trắng: tìm độ rộng quang phổ, xác định ánh sáng
cho vân tối ( sáng) tại một điểm (xM) ?
Phương pháp:
1.Xác định độ rộng quang phổ:
Độ rộng quang phổ:
∆ = xđ − xt = (kđλđ − ktλt)D
a
(6.7)
Quang phổ bậc 1: kđ = kt = 1 nên ∆1 = (λđ − λt)D
a
;
Quang phổ bậc 2:kđ = kt = 2 nên ∆2 = 2(λđ − λt)D
a
= 2∆1 · · ·
2.Xác định ánh sáng cho vân tối ( sáng) tại một điểm (xM):
Tọa độ vân tối:
x =
(
k +
1
2
)
λD
a
→ λ = a.x
D
(
k +
1
2
) (6.8)
Ta có: λt ≤ λ ≤ λđ, từ (6.8) ta được kmin ≤ k ≤ kmax
Tọa độ vân sáng:
x = k.
λD
a
→ λ = a.x
Dk
(6.9)
ThS Trần Anh Trung 66 TTBDKT- LTĐH- Số 8 Lê Lợi- Huế
Vật lý lớp 12 DĐ: 0983.885241
Ta có: λt ≤ λ ≤ λđ, từ (6.9) ta được kmin ≤ k ≤ kmax
Kết luận: Có bao nhiêu giá trị nguyên của k thì có bấy nhiêu ánh sáng cho vân tối ở M.
3.Xác định khoảng chồng chập của hai quang phổ liên tiếp trên miền giao thoa?
Khoảng chồng chấp của hai quang phổ liên tiếp nên trên nền giao thoa chính là khoảng cách từ vân
sáng bậc k +1 của màu tím với vân sáng bậc k của màu đỏ ( đối với hai hệ vân )
Γ = xt(k + 1)− xđ(k) = (k + 1)λtD
a
− kλđD
a
(6.10)
Nhận xét, từ (6.10) cho chúng ta thấy, khoảng chồng chập của hai quang phổ chỉ xảy ra đối với cặp quang
phổ bậc 2, bậc 3 trở lên. Nó không xảy ra đối với cặp quang phổ bậc 1,2.
1. (Đại học Luật HN - 1998) Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng, khoảng cách hai khe là 0,6mm; khoảng
cách từ hai khe đến màn là 1,2m. Giao thoa được thực hiện bởi ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ = 0, 75µm
( Các kết quả lấy 4 số có nghĩa)
a. Xác định vị trí vân sáng thứ 9 và vân tối thứ 9 trên màn ?
b. Thay ánh sáng trên bằng ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ′ thì thấy khoảng vân giảm đi 1,2 lần. Tính λ′
c. Thực hiện giao thoa với ánh sáng trắng có bước sóng trong đoạn 0, 40µm ≤ λ ≤ 0, 75µm. Xác định bề
rộng quang phổ bậc nhất trên màn?
d.Thực hiện giao thoa với ánh sáng trắng có bước sóng trong đoạn 0, 40µm ≤ λ ≤ 0, 75µm. Xác định khoảng
chồng chấp của quang phổ bậc 2 và bậc 3 trên cùng một phía vân trung tâm ?
2.Trong thí nghiệm Young: a = 1mm;D = 1m. Nguồn sáng được chiếu sáng là nguồn sáng trắng có bước
sóng 0, 40µm≤ λ ≤ 0, 75µm
a. Xác định bước sóng của ánh sáng bị tắt tại điểm M cách vân trung tâm 4mm.
b. Xác định bước sóng của ánh sáng cho vân sáng tại điểm M cách vân trung tâm 4mm.Tính bước sóng của
các ánh sáng đó?
3. Trong thí nghiệm Young, chiếu vào hai khe Young một bức xạ có bước sóng λ1 = 0, 4µm; sau đó chiếu
vào hai khe Young một ánh sáng trắng có bước sóng 0, 40µm ≤ λ ≤ 0, 75µm. Tại vị trí vân sáng bậc 4 của
bức xạ λ1 còn có bao nhiêu bức xạ cho vân sáng ?
Chủ đề 6.Thí nghiệm giao thoa với ánh sáng thực hiện trong môi trường có chiếc suất n > 1.
Tìm khoảng vân mới i′? Hệ vân thay đổi thế nào?
Phương pháp:
Trong môi trường có chiết suất n, khoảng vân giảm đi n lần:
i′ =
i
n
(6.11)
Vậy: Khoảng vân giảm, nên số vân tăng, do đó hệ vân sít lại.
1. Trong thí nghiệm Young: a = 1m,D = 1m, người ta chiếu vào hai khe Young một bức xạ đơn sắc có bước
sóng λ = 600nm, biết bề rộng của miền giao thoa là 3cm. Xác định khoảng vân, xác định số vân sáng quan
sát được trên miền giao thoa. Nếu đem nhúng thí nghiệm trong môi trường có chiết suất n = 1,5 thì khoảng
vân, số vân sáng quan sát được trên miền giao thoa thay đổi như thế nào ?
Chủ đề 7.Thí nghiệm Young: đặt bản mặt song song (e,n) trước khe S1 ( hoặc S2). Tìm chiều
và độ dịch chuyển của hệ vân trung tâm.
Phương pháp:
Vân trung tâm dịch chuyển một đoạn x0 về phía ngược chiều với phía đặt bản mặt song song:
x0 =
(n − 1)eD
a
(6.12)
1. Trong thí nghiệm Young: a = 1mm,D = 1, 5m. Người ta chiếu vào hai khe Young một bức xạ có bước
sóng λ = 0, 46µm. Trước khe S1 người ta đặt một bản mặt song song có chiết suất n =1,5, bề dày là
ThS Trần Anh Trung 67 TTBDKT- LTĐH- Số 8 Lê Lợi- Huế
Vật lý lớp 12 DĐ: 0983.885241
e = 0, 1µm. Xác định chiều và độ dịch chuyển của vân trung tâm ?
2.Trong thí nghiệm Young: Người ta chiếu vào hai khe Young một bức xạ có bước sóng λ = 0, 46µm. Đặt
một bản mặt song song có chiều dày 1, 6µm vào một trong hai khe thì vân trung tâm dịch chuyển về vị trí
vân sáng bậc 3 khi chưa đặt bản mặt song song. Xác định chiếc suất của bản mặt song song.
3.Trong thí nghiệm Young: a = 4mm, D = 2m.
a. Tính bước sóng ánh sáng trong thí nghiệm, biết rằng khoảng cách giữa hai vân sáng bậc 2 là 1,2mm
b. Đặt một bản mặt song song có chiết suất n1 = 1, 5 sau khe Young thì thấy hệ vân trên màn di chuyển
một đoạn nào đó. Thay bản mặt trên bằng một bản khác có cùng bề dày thì hệ vân trên màn di chuyển
một đoạn gấp 1,4 lần so với lúc đầu. Tính chiết suất n2 của bản thứ hai.
ThS Trần Anh Trung 68 TTBDKT- LTĐH- Số 8 Lê Lợi- Huế