Phương pháp giải bài tập giao thoa ánh sáng đơn sắc - Tính chất vân tại điểm M, số vân trên màn
I - KIẾN THỨC CẦN NHỚ.
Khoảng vân i: \(i = \dfrac{{\lambda D}}{a}\)
=> \(x_s = k.i\); \(x_t = (k + \dfrac{1}{2})i\)
Trong đó:
- λ là bước sóng ánh sáng (m)
- D là khoảng cách từ mặt phẳng S1S2 đến màn M
- a là khoảng cách giữa hai khe S1S2
II - CÁC DẠNG - PHƯƠNG PHÁP GIẢI
1. Dạng 1: Xác định tính chất vân tại điểm M biết trước tọa độ xM
Phương pháp:
Bước 1: Lập tỉ số \(\dfrac{{{x_M}}}{i} = a\)
Bước 2: Xét:
- Nếu \(a = k \in Z\) thì M là vân sáng bậc k
- Nếu \(a = k + 0,5(k \in Z)\) thì M là vân tối
2. Dạng 2: Xác định số vân sáng, tối trên màn
- TH 1: Màn đối xứng hay M, N đối xứng nhau qua vân sáng trung tâm (MN = L )
- Cách giải đại số:
\( - \dfrac{L}{2} \le {x_M} \le \dfrac{L}{2} \leftrightarrow \left\langle \begin{array}{l} - \dfrac{L}{2} \le ki \le \dfrac{L}{2} \to \left\{ \begin{array}{l} - \dfrac{L}{{2i}} \le k \le \dfrac{L}{{2i}}\\k \in Z\end{array} \right.{\rm{ (1)}}\\ - \dfrac{L}{2} \le (k + 0,5)i \le \dfrac{L}{2} \to \left\{ \begin{array}{l} - \dfrac{1}{2} - \dfrac{L}{{2i}} \le k \le - \dfrac{1}{2} + \dfrac{L}{{2i}}\\k \in Z\end{array} \right.{\rm{ (2)}}\end{array} \right.\)
(1): xác định số vân sáng
(2): xác định số vân tối
- Cách giải nhanh:
- Số vân sáng: \({N_S} = 2\left[ {\dfrac{L}{{2i}}} \right] + 1\) , trong đó: \(\left[ {\dfrac{L}{{2i}}} \right]\) là phần nguyên của \(\dfrac{L}{{2i}}\)
Ví dụ: \(\left[ {\dfrac{L}{{2i}}} \right] = \left[ {3,7} \right] = 3\)
- Số vân tối:
Nếu phần thập phân của \(\dfrac{L}{{2i}} < 0,5\)thì Nt = NS - 1
Nếu phần thập phân của \(\dfrac{L}{{2i}} \ge 0,5\)thì Nt = NS + 1
- TH 2: M, N không đối xứng nhau qua vân sáng trung tâm (M, N khác phía so với vân sáng trung tâm)
- Cách giải đại số:
\( - ON \le {x_M} \le OM \leftrightarrow \left\langle \begin{array}{l} - ON \le ki \le OM \to \left\{ \begin{array}{l} - \dfrac{{ON}}{i} \le k \le \frac{{OM}}{i}\\k \in Z\end{array} \right.{\rm{ (1)}}\\ - ON \le (k + 0,5) \le OM \to \left\{ \begin{array}{l} - \dfrac{1}{2} - \dfrac{{ON}}{i} \le k \le - \dfrac{1}{2} + \dfrac{{OM}}{i}\\k \in Z\end{array} \right.{\rm{ (2)}}\end{array} \right.\)
(1): xác định số vân sáng
(2): xác định số vân tối
- Cách giải nhanh:
\({N_S} = \left[ {\dfrac{{ON}}{i}} \right] + \left[ {\dfrac{{OM}}{i}} \right] + 1\)
\({N_t} = \left[ {\dfrac{{ON}}{i} + 0,5} \right] + \left[ {\dfrac{{OM}}{i} + 0,5} \right]\)
- TH 3: M, N cùng phía so với vân sáng trung tâm
- Cách giải đại số:
\(ON \le {x_M} \le OM \leftrightarrow \left\langle \begin{array}{l}ON \le ki \le OM \to \left\{ \begin{array}{l}\dfrac{{ON}}{i} \le k \le \dfrac{{OM}}{i}\\k \in Z\end{array} \right.{\rm{ (1)}}\\ON \le (k + 0,5) \le OM \to \left\{ \begin{array}{l} - \dfrac{1}{2} + \dfrac{{ON}}{i} \le k \le - \dfrac{1}{2} + \dfrac{{OM}}{i}\\k \in Z\end{array} \right.{\rm{ (2)}}\end{array} \right.\)
(1): xác định số vân sáng
(2): xác định số vân tối
- Cách giải nhanh:
\({N_S} = \left[ {\dfrac{{OM}}{i}} \right] - \left[ {\dfrac{{ON}}{i}} \right]\)
\({N_t} = \left[ {\dfrac{{OM}}{i} + 0,5} \right] - \left[ {\dfrac{{ON}}{i} + 0,5} \right]\)
Tổng ôn tập MÔN LÝ Lớp 12