Nêu phương án xác định bước sóng ánh sáng bằng thí nghiệm giao thoa với khe Young

Giải Vật lí 11 Bài 3: Giao thoa sóng  

Vận dụng trang 53 Vật Lí 11: Nêu phương án xác định bước sóng ánh sáng bằng thí nghiệm giao thoa với khe Young.

Lời giải:

Phương án xác định bước sóng ánh sáng bằng thí nghiệm giao thoa với khe Young.

1. Mục đích thực hành

- Quan sát hệ vân giao thoa tạo bởi khe Young, sử dụng chùm sáng laser.

- Đo bước sóng ánh sáng.

2. Dụng cụ thí nghiệm

- Nguồn phát laser.

- Khe Young: Một màn chắn có hai khe hẹp song song, độ rộng mỗi khe bằng 0,05 mm hoặc 0,1 mm, khoảng cách a giữa hai khe cho biết trước.

- Thước cuộn 3000 mm.

- Thước kẹp, độ chia nhỏ nhất 0,02 hoặc 0,05 mm.

- Giá thí nghiệm.

- Một tờ giấy trắng.

3. Cơ sở lý thuyết

Tia laser là một chùm sáng song song, đơn sắc. Khi chiếu chùm tia laser vuông góc với màn chắn P có hai khe hẹp song song F₁, F₂. Hai khe hẹp này trở thành hai nguồn kết hợp phát sóng ánh sáng về phía trước. Cách màn chắn P một khoảng D, ta đặt màn quan sát E song song với P.

Các sóng ánh sáng từ F₁, F₂ gặp nhau sẽ giao thoa với nhau, trên màn E xuất hiện hệ vân màu gồm những dải sáng tối xen kẽ. Khoảng vân i (khoảng cách giữa hai vân sáng, hoặc hai vân tối liên tiếp) liên hệ với a, D và bước sóng λ theo công thức:

$i=\frac{\lambda D}{a}$

Nếu khoảng cách a giữa hai khe cho biết trước, đo khoảng cách D và khoảng vân i, ta tính được bước sóng λ của tia laser.

Đánh dấu vị trí của các vân sáng trên tờ giấy trắng phân bố trên n khoảng vân, n tùy chọn. Dùng thước cặp đo khoảng cách L giữa n vân sáng đã được đánh.

Khoảng vân i: $i=\frac{L}{n}$(mm)

Bước sóng của chùm laser được tính theo công thức: $\lambda =\frac{ai}{D}=\frac{aL}{Dn}$

Tắt công tắc K, rút phích điện của nguồn laser ra khỏi ổ cắm điện. Kết thúc thí nghiệm.