Công thức vật lý 12 chương 5: sóng ánh sáng, bài 3: bài tập liên quan đến khoảng vân, vị trí vân

$i=\frac{\lambda D}{a}=\left|x_{s_{k+1}}-x_{s_k}\right|=\left|x_{t_{k+1}}-x_{t_k}\right|$

Định nghĩa

Khoảng vân i là khoảng cách giữa hai vân tối hoặc hai vân sáng liên tiếp .

Công thức :

$i=\frac{\lambda D}{a}=\left|x_{s_{k+1}}-x_{s_k}\right|=\left|x_{t_{k+1}}-x_{t_k}\right|$

Với 

$i:$Khoảng vân $\left(mm\right)$

$\lambda$ :Bước sóng ánh sáng $\left(\mu m\right)$

$D$: Khoảng cách từ khe đến màn $\left(m\right)$

$a$: Khoảng cách của 2 khe $\left(mm\right)$

$x_{s_{k+1}}$: Vị trí vân sáng bậc k +1$\left(mm\right)$

$x_{s_k}$: Vị trí vân sáng bậc k $\left(mm\right)$

$x_{t_{k+1}}$: Vị trí vân tối bậc k +1$\left(mm\right)$

$x_{t_k}$: Vị trí vân tối bậc k $\left(mm\right)$

Vân sáng :$d_2-d_1=\pm \frac{ax}{D}=\pm k\lambda$

Vân tối : $d_2-d_1=\pm \frac{ax}{D}=\pm \left(k-\frac{1}{2}\right)\lambda$

Khi x là vị trí vân sáng tại vị trí này hai sóng đến cùng pha nên năng lượng cao $d_2-d_1=\frac{ax}{D}=k\lambda$

Lúc này hiệu lộ trình bằng số nguyên lần bước sóng

Khi x là vị trí vân tối :  hai sóng đến ngược pha nên bị triệt tiêu $d_2-d_1=\frac{ax}{D}=\left(k-\frac{1}{2}\right)\lambda$

Lúc này hiệu lộ trình bằng số bán nguyên lần bước sóng

Các k>0

$d_2-d_1=\pm \frac{ax}{D}$

Khi vị trí $d_2>d_1$ thì  ta chọn dấu + và nằm ở trên vân trung tâm.

Khi vị trí $d_2<d_1$ thì ta chọn dấu - và nằmdưới vân trung tâm.

Với $x:$ Vị của M so với O $\left(mm\right)$

     $a=S_1{S}_2$ : Độ rộng giữa hai khe $\left(mm\right)$

    $D:$Khoảng cách từ màn chứa khe đến màn hứng $\left(m\right)$

$x_{s_k}=ki=k.\frac{\lambda D}{a}=\left(x_{s_{k+1}}-i\right)$

Vị trí vân sáng:

$x_{s_k}=ki=k.\frac{\lambda D}{a}=x_{s_{k+1}}-i$

Với k là bậc của vân giao thoa $\left(k\in \mathrm{\mathbb{Z}}\right)$

$k=0$ : vân sáng trung tâm

$k=1 ;x_{s_1}=i \left(mm\right)$ : vân sáng bậc 1

Hai vân sáng đối xứng nhau qua trung tâm và cùng thứ bậc giao thoa.

$x_{t_k}=\left(k-\frac{1}{2}\right)i=\left(k-\frac{1}{2}\right).\frac{\lambda D}{a}=\left(x_{t_{k+1}}-i\right)$

Vị trí vân tối:$x_{t_k}=\left(k-\frac{1}{2}\right)i=\left(k-\frac{1}{2}\right).\frac{\lambda D}{a}=x_{t_{k+1}}-i$

Với k là bậc của vân giao thoa $\left(k>0,k\in \mathrm{\mathbb{Z}}\right)$

$k=1 ; x_{t_1}=\frac{i}{2} \left(mm\right)$ : vân tối thứ 1

$k=2 ;x_{t_2}=\frac{3i}{2} \left(mm\right)$ : vân vân tối thứ 2

Các vân tối đối xứng qua vân trung tâm có cùng thứ bậc