Giải bài tập Vật lý 12 nâng cao: Bài 42. Thực hành: Xác định bước sóng ánh sáng | Myphamthucuc.vn
Giải Vật lý 12 nâng cao: Bài 42. Thực hành: Xác định bước sóng ánh sáng
Bài 42: Thực hành: Xác định bước sóng ánh sáng
Báo cáo thực hành: Xác định bước sóng ánh sáng:
Lời giải:
I – MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM
+ Xác định bước sóng của ánh sáng đơn sắc dựa vào hiện tượng giao thoa của ánh sáng quan khe kép Y-âng.
+ Quan sát hiện tượng giao thoa của ánh sáng trắng qua khe kép Y-âng.
+ Rèn luyện kĩ năng sử dụng các dụng cụ thí nghiệm để tạo ra hệ vân giao thoa, nhất là kỹ năng phối hợp việc điều chỉnh ống quan sát với việc quan sát hệ vận giao thoa
II – CƠ SỞ LÍ THUYẾT
* Khi hai sóng ánh sáng đơn sắc phát ra từ hai nguồn kết hợp giao nhau thì có hiện tượng giao thoa.
Hiện tượng trong vùng hai chùm sáng gặp nhau lại có những vạch sáng tối nằm so le nhau, chỗ vạch tối chứng tỏ tại đó ánh sáng triệt tiêu nhau, những vạch sáng là những chỗ ánh sáng từ hai nguồn tăng cường lẫn nhau ⇒ hai nguồn sáng phát sinh hiện tượng giao thoa hay nói cách khác ánh sáng có tính chất sóng.
Điều kiện giao thoa của hai sóng ánh sáng là hai nguồn đó phải là hai nguồn kết hợp:
+ 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.
* Khoảng vân là khoảng cách giữa hai vân sáng hoặc hai vân tối cạnh nhau. Công thức tính khoảng vân:
trong đó D là khoảng cách từ khe Y-âng đến màn quan sát và a là khoảng cách giữa hai khe.
* Nếu đo được i, D, a thì ta xác định được bước sóng của ánh sáng đơn sắc theo công thức: 
III – TIẾN TRÌNH THÍ NGHIỆM
1. Phương án 1:
Sử dụng kính giao thoa.
* Xác định bước sóng của ánh sánh đỏ và ánh sáng xanh.
+ Đặt kính lọc sắc màu đỏ vào khe L và bật công tắc đèn pin
+ Đặt mắt nhìn hẹ vân giao thoa qua kính lúp (5) và xoay nhẹ ống quan sát L2 sao cho các vạch chia trên thước ở màn (4) song song với các vân giao thoa.
+ Dịch chuyển ống L2 (kéo ra hoặc đẩy vào) tới khi điểm giữa của tất cả các vân sáng hoặc của tất cả vân tối trùng với các vạch chia trên thước. Khi đó khoảng vân i = 0,1mm.
+ Dùng thước đo khoảng cách từ khe Y-âng tới màn D1 = KM và ghi vào bảng số liệu.
+ Xe dịch ống quan sát L2 hai lần để tìm vị trí của màn mà ta cho rằng các vạch chia trên thước ở màn trùng với điểm giữa của các vân sáng hoặc của các vân tối. Dùng thước đo D2, D3 tương ứng và ghi vào bảng số liệu.
+ Lặp lại các bước thí nghiệm trên ứng với kính lọc sắc màu xanh.
* Quan sát hiện tượng giao thoa của hai chùm ánh sáng trắng
+ Bỏ kính lọc sắc ra khỏi khe L.
+ Đặt mắt nhìn hệ vân giao thoa qua kính lúp (5). Mô tả hệ vân giao thoa quan sát được và giải thích.
+ Nếu thay đổi D, hệ vân giao thoa sẽ thay đổi như thế nào ? Kiểm tra dự đoán bằng thí nghiệm.
2. Phương án 2.
– Cố định lên giá đèn laze và tấm chứa khe Y-âng.
– Nối đèn vào nguồn điện xoay chiều 220V và điều chỉnh tám chứa khe Y-âng sao cho chùm tia laze phát ra từ đèn chiếu đều vào Y-âng kép.
– Đặt màn hứng vân song song và cách tấm chứa Y-âng kép khoảng 1m để làm xuất hiện trên màn hệ vân giao thoa rõ nét.
– Dùng thước đo khoảng cách D1 từ khe Y-âng tới màn và khoảng cách l1 giữa 6 vân sáng hoặc 6 vân tối liên tiếp. Điền các giá trị D1, l1 vào bảng số liệu.
– Lặp lại bước thí nghiệm trên ứng với hai giá trị D lớn hơn D1 bằng cách dịch chuyển màn hứng vân.
– Tính λ− và Δλ.
IV- KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM
1. Phương án 1:
* Xác định bước sóng của ánh sáng đỏ và bước sóng của ánh sáng xanh.
a = 0,250 mm ± 0,0005 mm; i = 0,100 mm ± 0,005 mm
Bảng 42.1
|
Lần thí nghiệm |
D1 (mm) |
D2 (mm) |
D3 (mm) |
D− (mm) |
ΔD (mm) |
|
Δλ (mm) |
λ = λ− ± Δλ (mm) |
|
Ứng với kính lọc sắc màu đỏ |
36,0 |
35,0 |
36,0 |
35,7 |
0,5 |
7,003.10-4 |
0,600.10-4 |
7,003.10-4 ± 0,600.10-4 |
|
Ứng với kính lọc sắc màu xanh |
48,0 |
47,0 |
49,0 |
48,0 |
1,0 |
5,208.10-4 |
0,473.10-4 |
5,208.10-4 ± 0,473.10-4 |
(mm)* Mô tả hệ vân giao thoa của hai chùm ánh sáng trắng quan sát được:
Hệ vân giao thoa của hai chùm ánh sáng trắng quan sát được có một vạch sáng trắng ở chính giữa, hai bên có những dải màu như cầu vồng, tím ở trong, đỏ ở ngoài.
Giải thích:
+ Ánh sáng giao thoa là ánh sáng trắng nên có vô sóng ánh sáng đơn sắc có màu biến thiên từ đỏ đến tím giao thoa nhau trên màn quan sát.
+ Vân sáng chính giữa của mọi hệ vân đều trùng nhau nên vân sáng chính giữa có màu trắng.
+ Từ vân sáng bậc 1 trở đi, các vân không trùng nhau mà ở sát cạnh nhau, tạo thành các quang phổ liên tục bậc 1, bậc 2, bậc 3,….có màu cầu vồng với tím trong, đỏ ngoài. Quang phổ bậc 2 trùng một phần với quang phổ bậc 3, bậc quang phổ càng lớn thì vùng chồng lên nhau càng rộng.
+ Nếu thay đổi D, hệ vân giao thoa sẽ thay đổi như thế nào?
* Nếu thay đổi D, hệ vân giao thoa vẫn có một vạch sáng trắng ở chính giữa màn quan sát, hai bên vẫn là các dải màu cầu vồng, tím trong đỏ ngoài, tuy nhiên độ rộng các dải màu thay đổi khi D thay đổi, D tăng thì độ rộng các dải màu tăng theo.
2. Phương án 2:Xác định bước sóng ánh sáng laze.
Bảng 42.2
|
Lần thí nghiệm |
D (mm) |
l (mm) |
|
|
|
1 |
1201 |
10,5 |
2,1 |
6,994.10-4 |
|
2 |
1300 |
11,5 |
2,3 |
7,077.10-4 |
|
3 |
1500 |
13,0 |
2,6 |
6,933.10-4 |
(mm)
(mm)
Kết quả đo của bước sóng λ:
λ = 0,7001 ± 0,0072 μm
Nhận xét: Bước sóng thu được nằm trong dải ánh sáng màu đỏ, giống với màu ánh sáng đỏ phát ra từ nguồn laze.
Có thể bạn quan tâm
Bài viết hay nhất
Câu 10. Tại sao phải dạy học tích hợp? Chủ trương dạy học tích hợp có gì mới? Những thuận lợi, khó khăn và cách khắc phục khi thực hiện dạy học tích hợp? | Myphamthucuc.vn
Mối quan hệ biện chứng giữa cái chung và cái riêng? Vận dụng ý nghĩa phương pháp luận trong giải quyết mối quan hệ trên để phân tích mối quan hệ giữa chủ nghĩa Mác-Lênin với thực tiễn cách mạng Việt Nam? | Myphamthucuc.vn
Câu 11. Tại sao phải thực hiện dạy học phân hóa? Chủ trương dạy học phân hóa trong CT mới có gì khác CT hiện hành? Những thuận lợi và khó khăn trong việc thực hiện dạy học phân hóa hiện và cách khắc phục? | Myphamthucuc.vn
Tư tưởng Đất Nước của Nhân dân trong Đất nước của Nguyễn Khoa Điềm
Các Kiểm Tra Hạn Sử Dụng Của Kem Chống Nắng Skin Aqua Nhật Bản
Bài thơ “Ngắm trăng” được sáng tác trong hoàn cảnh nào?
Câu hỏi ôn tập bài Sau phút chia li chọn lọc chi tiết
Phân tích tâm trạng nhân vật Liên khi chờ tàu năm 2023
Giới thiệu về Ngô Gia văn phái năm 2023
Kem Dưỡng Estee Lauder Thật Giả Qua Các Dung Tích, So Sánh Và Nhận Biết Serum Advance Night Repair
Nhân vật Mị sau khi về làm dâu nhà thống lí Pá Tra trong Vợ chồng A Phủ
Phân tích bức tranh tứ bình trong bài Nhớ rừng của Thế Lữ năm 2023
Viết thư cho Cô giáo cũ nhân ngày 20/11 năm 2023
Soạn bài Vừa nhắm mắt vừa mở cửa sổ