Thực hiện thí nghiệm Y-âng về giao thoa với ánh sáng đơn sắc. Lúc đầu

36/40

Thực hiện thí nghiệm Y-âng về giao thoa với ánh sáng đơn sắc. Lúc đầu, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe S1, S2 đến màn quan sát là D = 2 m. Trên màn quan sát, tại M có vân sáng bậc 3. Giữ cố định các điều kiện khác, dịch màn dọc theo đường thẳng vuông góc với mặt phẳng chứa hai khe, lại gần hai khe thêm một đoạn ∆x thì thấy trong quá trình dịch màn có đúng 3 vân tối chạy qua M. Khi màn dừng lại cách hai khe một khoảng là (D – ∆x) thì tại M không là vân tối. Giá trị của ∆x phải thoả mãn điều kiện là

1011m<Δx<1413m

1413m<Δx<65m

45m<Δx<1 m

23m<Δx<1011m

Giải thích

Phương pháp:

Khoảng vân: i=λDa

Vị trí vân tối: xt=k+12i=k+12λDa

Vị trí vân sáng: xs=kλDa

Cách giải:

Ban đầu tại M là vân sáng bậc 3, ta có:

xM=3λDa⇒D=xM⋅a3λ⇒axMλ=3D

Dịch chuyển màn lại gần hai khe → D giảm → khoảng vân i giảm → bậc của vân sáng tại M (k) tăng

Tọa độ điểm M là:

xM=kλ(D−Δx)a⇒D−Δx=axMkλ

Trong quá trình dịch chuyển có 3 vân tối chạy qua M, tại M có vân tối thứ 5 (k = 5,5) chạy qua M không là vân tối, ta có:

5,5<k<6,5⇒axM5,5λ>D−Δx>axM6,5λ⇒3D5,5>D−Δx>3D6,5⇒5D11<Δx<7D13⇒1011m<Δx<1413m

Chọn A