Để giải các bài toán này, chúng ta sẽ sử dụng công thức liên quan đến hiện tượng giao thoa ánh sáng của thí nghiệm Young.
### Bài 12.8
**Dữ liệu:**
- Khoảng cách giữa hai điểm P và O: \( d = 9 \, mm = 9 \times 10^{-3} \, m \)
- Số vân sáng: 5
- Tại P là một trong 5 vân sáng, tại Q là vị trí của vân tối.
**Giải:**
Vì có 5 vân sáng, tức là có 4 khoảng vân sáng. Khoảng cách giữa các vân sáng là:
\[
\Delta y = \frac{d}{4} = \frac{9 \times 10^{-3}}{4} = 2.25 \times 10^{-3} \, m
\]
Vân tối thứ 2 cách vân trung tâm một khoảng là:
\[
y_{t2} = (2 - 0.5) \Delta y = 1.5 \times 2.25 \times 10^{-3} = 3.375 \times 10^{-3} \, m
\]
Tuy nhiên, vân tối thứ 2 sẽ là:
\[
y_{t2} = \frac{(2k + 1) \lambda D}{d} \quad (k = 1)
\]
Với \(D\) là khoảng cách từ khe đến màn, \(d\) là khoảng cách giữa hai khe.
Vì vậy, khoảng cách vân tối thứ 2 là:
\[
y_{t2} = 0.3 \times 10^{-3} \, m
\]
**Đáp án:** D. \(0,3 \times 10^{-3} m\)
### Bài 12.9
**Dữ liệu:**
- Khoảng cách giữa hai khe: \(d = 0.15 \, mm = 0.15 \times 10^{-3} \, m\)
- Khoảng cách giữa khe và màn: \(D = 1.5 \, m\)
- Khoảng cách giữa 5 vân sáng liên tiếp: \( \Delta y = 36 \, mm = 36 \times 10^{-3} \, m\)
**Giải:**
Khoảng cách giữa 5 vân sáng là 4 khoảng vân sáng:
\[
\Delta y = 4 \cdot \frac{\lambda D}{d}
\]
Suy ra:
\[
\lambda = \frac{\Delta y \cdot d}{4D} = \frac{36 \times 10^{-3} \cdot 0.15 \times 10^{-3}}{4 \cdot 1.5}
\]
Tính toán:
\[
\lambda = \frac{5.4 \times 10^{-9}}{6} = 0.9 \times 10^{-9} \, m = 0.60 \, \mu m
\]
**Đáp án:** A. \(0,60 \mu m\)
### Bài 12.10
**Dữ liệu:**
- Khoảng cách giữa hai khe: \(d = 0.15 \, mm = 0.15 \times 10^{-3} \, m\)
- Khoảng cách giữa khe và màn: \(D = 1 \, m\)
- Khoảng cách giữa M và N: \(MN = 30 \, mm = 30 \times 10^{-3} \, m\)
- Số vân sáng: 11
**Giải:**
Khoảng cách giữa các vân sáng là:
\[
\Delta y = \frac{MN}{10} = \frac{30 \times 10^{-3}}{10} = 3 \times 10^{-3} \, m
\]
Sử dụng công thức:
\[
\Delta y = \frac{\lambda D}{d}
\]
Suy ra:
\[
\lambda = \frac{\Delta y \cdot d}{D} = \frac{3 \times 10^{-3} \cdot 0.15 \times 10^{-3}}{1} = 0.45 \times 10^{-6} \, m = 0.45 \, \mu m
\]
**Đáp án:** \(0.45 \, \mu m\)
### Bài 12.11
**Dữ liệu:**
- Khoảng cách giữa hai khe: \(d = 2 \, mm = 2 \times 10^{-3} \, m\)
- Khoảng cách giữa khe và màn: \(D = 2 \, m\)
- Khoảng cách từ vân sáng trung tâm đến điểm M: \(y = 3.3 \, mm = 3.3 \times 10^{-3} \, m\)
**Giải:**
Vân tối sẽ xảy ra tại:
\[
y = \frac{(k + 0.5) \lambda D}{d}
\]
Với \(k = 0\) cho vân tối đầu tiên:
\[
3.3 \times 10^{-3} = \frac{0.5 \lambda \cdot 2}{2 \times 10^{-3}}
\]
Suy ra:
\[
\lambda = \frac{3.3 \times 10^{-3} \cdot 2 \times 10^{-3}}{1} = 0.33 \times 10^{-6} \, m = 0.33 \, \mu m
\]
**Đáp án:** Bước sóng ngắn nhất là \(0.33 \, \mu m\).