30 đề thi THPT Quốc gia môn Vật lí năm 2022 có lời giải (Đề 25)

Trong giờ thực hành, một nhóm học sinh thực hiện thí nghiệm đo bước sóng ánh sáng bằng thí nghiệm giao thoa Y-âng. Học sinh

29/40

Trong giờ thực hành, một nhóm học sinh thực hiện thí nghiệm đo bước sóng ánh sáng bằng thí nghiệm giao thoa Y-âng. Học sinh bố trí thí nghiệm có khoảng cách giữa các khe hẹp là 0,5 mm, khoảng cách giữa mặt phẳng chứa hai khe đến màn là \(100 \pm 0,1\;{\rm{cm}}\). Trên màn khi đo khoảng cách giữa 11 vân sáng liên tiếp thì được kết quả 5 lần đo là 12,0 mm; 13,5 mm; 14,0 mm, 12,5 mm, 13,0 mm. Bỏ qua sai số của thước đo. Bước sóng ánh sáng trong thí nghiệm có giá trị là

0,65 ± 0,03 μm .

0,59 ± 0,03μm.

0,65 ± 0,02μm.

0,59 ± 0,02μm.

Giải thích

Phương pháp: 

Khoảng vân: i=λ⁢Da⇒λ⁢⁢ =i⁢aD

Giá trị trung bình: λ¯⁢ =a¯⋅i¯D¯

Sai số tỉ đối:  \(\frac{{\Delta \lambda }}{{\bar \lambda }} = \frac{{\Delta a}}{{\bar a}} + \frac{{\Delta i}}{{\bar i}} + \frac{{\Delta D}}{{\bar D}}\)

Sai số tuyệt đối trung bình: Δ⁢i¯⁢=Δ⁢i1+Δ⁢i2+ ⁢…n

Cách giải: 

Khoảng cách giữa 11 vân sáng là 10 khoảng vân, ta có: 

10⁢i¯⁢ =12,0+13,5+14,0+12,5+13,05=13⁢(mm)⇒i¯=1310=1,3⁢(mm)=1,3.10-3⁢(m)

Sai số tuyệt đối của khoảng vân là: 

\(10\Delta i = \frac{{\Delta {i_1} + \Delta {i_2} + \Delta {i_3} + \Delta {i_4} + \Delta {i_5}}}{5} \Rightarrow \Delta i = \frac{{1 + 0,5 + 1 + 0,5 + 0}}{{50}} = 0,06(\;{\rm{mm}})\)

Giá trị trung bình của bước sóng là: 

λ¯⁢⁢ =a¯⋅i¯D¯=0,5⋅10-3⋅1,3⋅10-31=0,65⋅10-6⁢(m)=0,65⁢(μ⁢m)

Ta có sai số tỉ đối: 

\(\frac{{\Delta \lambda }}{{\bar \lambda }} = \frac{{\Delta a}}{{\bar a}} + \frac{{\Delta i}}{{\bar i}} + \frac{{\Delta D}}{{\bar D}} \Rightarrow \frac{{\Delta \lambda }}{{0,65}} = \frac{0}{{{{0,5.10}^{ - 3}}}} + \frac{{0,06}}{{1,3}} + \frac{{0,1}}{{100}}\)

⇒Δ⁢λ⁢⁢ ≈0,03⁢(μ⁢m)⇒λ⁢ =0,65±0,03⁢(μ⁢m)

Chọn A.