Với giải Bài 3 trang 55 Vật lí lớp 11 Chân trời sáng tạo chi tiết trong Bài 8: Giao thoa sóng giúp học sinh dễ dàng xem và so sánh lời giải từ đó biết cách làm bài tập Vật lí 11. Mời các bạn đón xem:

Giải bài tập Vật lí lớp 11 Bài 8: Giao thoa sóng

Bài 3 trang 55 Vật Lí 11: Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng, người ta sử dụng một nguồn sáng phát ra đồng thời hai ánh sáng đơn sắc có bước sóng lần lượt là 400 nm và 600 nm. Biết khoảng cách giữa hai khe là 0,2 mm và khoảng cách từ hai khe đến màn là 1,5 m.

a) Tính khoảng cách giữa hai vân sáng bậc ba cùng phía với vân trung tâm.

b) Vân trung tâm có màu gì? Tìm khoảng cách gần nhất của một vân cùng màu với vân trung tâm cho đến vân trung tâm này.

Lời giải:

a) Xét cùng một phía với vân trung tâm.

Vị trí vân sáng bậc ba của bước sóng 400 nm là:

$x_{s3}\left({\lambda }_1\right)=3\frac{{\lambda }_{1}D}{a}=3.\frac{{400.10}^{-9}.1,5}{0,{2.10}^{-3}}={9.10}^{-3}m=9mm$

Vị trí vân sáng bậc ba của bước sóng 600 nm là:

$x_{s3}\left({\lambda }_2\right)=3\frac{{\lambda }_{2}D}{a}=3.\frac{{600.10}^{-9}.1,5}{0,{2.10}^{-3}}=0,0135m=13,5mm$

Khoảng cách giữa hai vân sáng bậc ba cùng phía với vân trung tâm:

$\Delta x=13,5-9=4,5mm$

b) Vân trung tâm có màu pha trộn giữa màu của 2 ánh sáng có các bước sóng trên.

Vị trí vân trung tâm chính là vị trí trùng nhau đầu tiên của 2 vân sáng do 2 ánh sáng đơn sắc có các bước sóng trên tạo ra.

Vị trí vân sáng gần nhất cùng màu với vân trung tâm chính là vị trí vân sáng trùng nhau tiếp theo của hệ 2 ánh sáng đơn sắc trên tạo ra.

Điều kiện để hai vân sáng trùng nhau là:

$x_{s1}=x_{s2}\iff k_1\frac{{\lambda }_{1}D}{a}=k_2\frac{{\lambda }_{2}D}{a}\iff k_1{\lambda }_1=k_2{\lambda }_2\iff \frac{k_1}{k_2}=\frac{{\lambda }_2}{{\lambda }_1}$

Khi đó: $\frac{k_1}{k_2}=\frac{{\lambda }_2}{{\lambda }_1}=\frac{600}{400}=\frac{3}{2}$ tức là ngoài vị trí vân sáng trung tâm thì vị trí vân sáng trùng nhau tiếp theo tương ứng với vân sáng bậc 3 của bước sóng 400 nm và vân sáng bậc 2 của bước sóng 600 nm.

Khi đó khoảng cách từ vân sáng gần nhất cùng màu với vân trung là: $x=i_{\equiv }=3i_1=2i_2$

Thay số: $x=3.\frac{{\lambda }_{1}D}{a}=9mm$

Bài tập vận dụng:

Câu 1: Tại hai điểm A và B trong cùng một môi trường có hai nguồn sóng kết hợp dao động cùng phương với phương trình lần lượt là$u_{\text{A}}=a\text{cos}\mathrm{\omega t}$ và $u_{\text{B}}=a\text{cos}\left(\mathrm{\omega t}+\pi \right)$. Xem tốc độ và biên độ sóng do mỗi nguồn tạo ra không đổi trong quá trình sóng truyền. Trong khoảng giữa A và B xảy ra hiện tượng giao thoa sóng do hai nguồn trên gây ra. Phần tử vật chất tại trung điểm của đoạn AB dao động với biên độ bằng

A. 2a.

B. 0,5 a.

C. a.

D. 0.

Câu 2: Xét hai nguồn sóng kết hợp tạo ra hiện tượng giao thoa trên mặt nước. Cho biết tốc độ truyền sóng là 25 cm/s và tần số sóng là 10 Hz. Tại điểm cách hai nguồn các khoảng bằng bao nhiêu thì sóng có biên độ cực đại?

A. 10 cm và 12 cm.

B. 10 cm và 15 cm.

C. 15 cm và 16 cm.

D. 12 cm và 16 cm.

Câu 3. Hiện tượng giao thoa sóng là hiện tượng

A. giao nhau của hai sóng tại một điểm trong môi trường.

B. tổng hợp của hai dao động.

C. tạo thành các gợn lồi lõm.

D. hai sóng khi gặp nhau có những điểm cường độ sóng luôn tăng cường hoặc triệt tiêu nhau.