Bài V.15 trang 82 SBT Vật Lí 12

Đề bài

Chiếu ánh sáng phát ra từ một đèn màu vào hệ thống hai khe của thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng. Trên màn quan sát ta thấy xuất hiện một hệ thống vạch màu đỏ và một hệ thống vạch màu lục.

a) Có thể coi thiết bị thí nghiệm khe Y-âng nói trên như một máy quang phổ được không? Tại sao?

b) Chứng minh rằng màu của vân trung tâm (bậc không) bao giờ cũng giống với màu của ánh sáng phát ra từ nguồn.

c) Khoảng cách giữa vân trung tâm và vân sáng cùng màu cạnh nó là \(7mm\) và chứa \(7\) khoảng vân lục. Biết khoảng cách giữa hai khe là \(0,6mm;\) khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là \(1,2m.\) Tính bước sóng của ánh sáng đỏ và ánh sáng lục nói trên.

Lời giải chi tiết

a) Hoàn toàn có thể coi thiết bị thì nghiệm Y-âng là một máy quang phổ được. Đó là vì thiết bị này cũng cho phép ta phân tích một chùm ánh sàng hỗn tạp thành nhiều thành phần đơn sắc khác nhau.

b) Vì chùm vân sáng bậc 0 của tất cả các ánh sáng đơn sắc đều nằm ở vị trí trung tâm, nên màu của vân sáng trung tâm bao giờ cũng giống như màu mà ánh sáng đơn sắc của nguồn tạo ra.

c) Trong khoảng hai vân cùng màu vân trung tâm có \(7\) vân lục, và khoảng cách hai vân đó là \(7mm \Rightarrow 7{i_l} = 7 \\\Rightarrow {i_l} = 1mm = \dfrac{{{\lambda _l}D}}{a} \Rightarrow {\lambda _l} = 0,5\mu m\)

Lại có \(7{i_l} = k{i_d} \Leftrightarrow 7{\lambda _l} = k{\lambda _d} \Rightarrow {\lambda _d} = \dfrac{{7.0,5}}{k}\)

Chỉ có giá trị \(k = 5 \Rightarrow {\lambda _d} = 0,7\mu m\) thích hợp