Giao thoa ánh sáng trắng và cách đo chính xác nhất

Giao thoa ánh sáng là một hiện tượng vật lý . Khi hai chùm ánh sáng chồng lên nhau sẽ tạo ra các vùng sáng tối tăng cường hoăc triệt tiêu lẫn nhau. Giao thoa ánh sáng là một hiện tượng phổ biến trong đời sống hàng ngày mà bạn đã từng gặp rất nhiều.

Nếu như đang không biết hiện tượng giao thoa ánh sáng là gì thì hãy cùng tham khảo bài viết đưới dây nhé! 

Giao thoa ánh sáng trắng là gì?

Ánh sáng trắng là tập hợp của vô số ánh sáng đơn sắc khác nhau có màu biến thiên liên tục từ màu đỏ đến tím. Dải màu cầu vồng được chia thành 7 vùng chính đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm, tím gọi là màu quang phổ của ánh sáng trắng.

Giao thoa ánh sáng trắng là gì
                                      Giao thoa ánh sáng trắng là gì

Giao thoa là gì? Giao thoa là hiện tượng vật lý chỉ hiện tượng chồng chập của 2 hoặc nhiều nguồn sóng khác nhau tạo thành một nguồn sóng mới. Giao thoa chính là đặc tính tiêu biểu của tính chất sóng.

Giao thoa ánh sáng là một hiện tượng thường gặp trong vật lý, đây là một hiện tượng khi hai hay nhiều chùm ánh sáng gặp nhau và chồng lên nhau sẽ xuất hiện những vạch sáng hoặc vạch tối xen kẽ hoặc là tăng cường với nhau hoặc là triệt tiêu lẫn nhau.

Đo bước sóng ánh sáng bằng phương pháp giao thoa

Điều kiện của giao thoa của hai sóng ánh sáng là gì ?

  • Hai nguồn phải phát ra hai sóng ánh sáng có cùng bước sóng
  • Hiệu số pha dao động của hai nguồn phải không đổi theo thời gian

Công thức tính khoảng vân, công thức xác định bước sóng ánh sáng trong trường
hợp giao thoa của hai sóng ánh sáng đơn sắc tạo bởi khe Y-âng

• Công thức tính khoảng vân: Giải bài tập Vật Lý 12 | Để học tốt Vật Lý 12
• Công thức xác định bước sóng:Giải bài tập Vật Lý 12 | Để học tốt Vật Lý 12

Kết quả thí nghiệm như sau:

Xác định bước sóng của chùm tia laze

Bảng 1

  •  Khoảng cách giữa hai khe hở hẹp F1, F2: a = 0,3 ± 0,005(mm)
  • Độ chính xác của thước milimét: Δ = 0,5(mm)
  • Độ chính xác của thước cặp: Δ′ = 0,01 (mm)
  • Số khoảng vân sáng đánh dấu: n = 5.
Lần đo D(m) ΔD(m) L(mm) ΔL(mm)
1 1,501 0,0006 17,18 0,008
2 1,502 0,0004 17,20 0,012
3 1,501 0,0006 17,20 0,012
4 1,503 0,0014 17,18 0,008
5 1,501 0,0006 17,18 0,008
Trung bình 1,5016 0,0036 17,188 0,0096

a) Tính giá trị trung bình của bước sóng:

Giải bài tập Vật Lý 12 | Để học tốt Vật Lý 12

b) Tính sai số tỉ đối của bước sóng:

Giải bài tập Vật Lý 12 | Để học tốt Vật Lý 12

Trong đó:

ΔL = Δ→L + Δ’ là sai số tuyệt đối của phép đo độ rộng của n khoảng vân, dùng thước cặp: ΔL = Δ→L + Δ’ = 0,0096 + 0,01 = 0,0196mm

ΔD = Δ→D + Δ’ là sai số tuyệt đối của phép đo khoảng cách giữa màn chắn P và màn quan sát E, dùng thước milimét: ΔD = Δ→D = 0,0036 + 0,5.10-3 = 0,0041 m

Giải bài tập Vật Lý 12 | Để học tốt Vật Lý 12

Giải bài tập Vật Lý 12 | Để học tốt Vật Lý 12

c) Tính sai số tuyệt đối trung bình của bước sóng λ:

Δλ = λ→.δ = 0,6868. 0,0205 = 0,0141μm

d) Viết kết quả đo của bước sóng λ:

λ = 0,6868 ± 0,0141 μm

Giao thoa 3 ánh sáng đơn sắc
                                     Giao thoa 3 ánh sáng đơn sắc

Các dạng bài tập giao thao ánh sáng trắng

Dạng 1: Tìm số vân trùng nhau tại một điểm M cho trước tọa độ xM

Cách giải:

Để tìm số vân sáng trùng nhau tại điểm M ta giải

xs = xM <=> kλDaλDa = x → λ = axMkDaxMkD  (1)

Mà 0,38 μm ≤ λ ≤ 0, 76 μm → 0,38.10-6 ≤ axMkDaxMkD ≤ 0,76.10-6

Số giá trị k nguyên thỏa mãn bất phương trình trên cho biết số vân sáng của các ánh sáng đơn sắc trùng nhau tại M. Các giá trị k tìm được thay vào (1) sẽ tìm được bước sóng tương ứng.

λD 2a.xM

Tương tự, để tìm số vân tối trùng nhau tại điểm M ta giải

x= xM <=>(2k+1)λD2aλD2a= xt → λ = 2axM(2k+1)D2axM(2k+1)D(2)

Mà 0,38 μm ≤ λ ≤ 0,76 μm →  0,38.10-6 ≤ 2a.xM ≤ 0,76.10-6

Số giá trị k nguyên thỏa mãn bất phương trình trên cho biết số vân sáng của các ánh sáng đơn sắc trùng nhau tại M. Các giá trị k tìm được thay vào (2) sẽ tìm được bước sóng tương ứng.

Trên đây là những thông tin liên quan đến gioa thoa ánh sáng trắng vật lý. Hy vọng bài viết đã cung cấp cho bạn những thông tịn hữu ích nhất.

Rate this post