Bài tập  /  Bài đang cần trả lời

Tính bề rộng quang phổ bậc 1

trong thí nghiệm giao thoa với ánh sáng trắng cho khoảng cách hai nguồn a = 1 mm khoảng cách đến màn D = 1,2 m bước sóng làm thí nghiệm 0,4 đến 0,7 Mm
a, Tính bề rộng quang phổ bậc 1
b, Tại m cách vật trung tâm 20 mm có bao nhiêu bức xạ cho vân sáng tại đó
1 trả lời
Hỏi chi tiết
22
Tham khảo câu trả lời từ Trợ lý ảo Lazi
Để giải bài toán này, chúng ta cần áp dụng một số công thức về thí nghiệm giao thoa.

### a. Tính bề rộng quang phổ bậc 1

**Công thức tính bề rộng quang phổ**

Bề rộng quang phổ bậc 1 (\( \Delta \lambda \)) được tính bằng công thức:

\[
\Delta \lambda = \frac{\lambda^2}{a \cdot D}
\]

Trong đó:
- \( \lambda \): là bước sóng trung bình
- \( a \): là khoảng cách giữa hai nguồn (1 mm = \(1 \times 10^{-3}\) m)
- \( D \): là khoảng cách đến màn (1,2 m)

**Tính bước sóng trung bình**

Ta có bước sóng trong khoảng từ 0,4 µm đến 0,7 µm:

\[
\lambda_{avg} = \frac{0.4 \times 10^{-6} + 0.7 \times 10^{-6}}{2} = \frac{1.1 \times 10^{-6}}{2} = 0.55 \times 10^{-6} \text{ m}
\]

**Tính bề rộng quang phổ**

Thay các giá trị vào công thức:

\[
\Delta \lambda = \frac{(0.55 \times 10^{-6})^2}{(1 \times 10^{-3}) \cdot (1.2)} = \frac{0.3025 \times 10^{-12}}{1.2 \times 10^{-3}} \approx 2.52 \times 10^{-10} \text{ m} = 0.252 \text{ µm}
\]

### b. Tại m cách vật trung tâm 20 mm có bao nhiêu bức xạ cho vân sáng tại đó

Để tính số bức xạ tại vị trí m cách vật trung tâm 20 mm, ta dùng công thức:

\[
y_m = \frac{m \cdot \lambda \cdot D}{a}
\]

Trong đó \( y_m \) là khoảng cách từ vị trí vân sáng đến vật trung tâm, \( m \) là thứ bậc vân sáng.

**Tính số bức xạ**

Ta có:

\[
20 \text{ mm} = 0.02 \text{ m}
\]

Áp dụng công thức trên, với m = 1 (vân sáng 1):

\[
0.02 = \frac{1 \cdot \lambda_{avg} \cdot 1.2}{1 \times 10^{-3}}
\]

Tính \(\lambda_{avg}\) cho từng bước sóng trong khoảng từ 0.4 µm đến 0.7 µm sẽ cho ta các m giá trị.

Ta có \(\lambda = 0.4 \times 10^{-6} m\):

\[
0.02 = \frac{1 \cdot 0.4 \times 10^{-6} \cdot 1.2}{1 \times 10^{-3}} \rightarrow m \approx 60
\]

Ta có thể tiếp tục tính cho từng bức xạ.

**Kết luận**

- Bề rộng quang phổ bậc 1 là khoảng 0.252 µm.
- Số bức xạ cho vân sáng tại m cách vật trung tâm 20 mm phụ thuộc vào từng bước sóng, với giá trị m gần khu vực 60 cho mỗi bước sóng. Riêng với bước sóng từ 0.4 µm đến 0.7 µm sẽ cho khoảng gần 60 (tương ứng với từng bức xạ).
1
0
nam gia
10/12 09:09:27
+5đ tặng

a) Tính bề rộng quang phổ bậc 1:

  • Bề rộng quang phổ bậc 1 là khoảng cách giữa vân sáng màu đỏ bậc 1 (λ = 0,7 μm) và vân sáng màu tím bậc 1 (λ = 0,4 μm).
  • Công thức tính khoảng vân: i = λD/a
  • Khoảng cách giữa hai vân sáng liên tiếp: Δx = i

Tính toán:

  • Khoảng vân của ánh sáng đỏ: i_đ = (0,7.10^-6 * 1,2) / 10^-3 = 0,84 mm
  • Khoảng vân của ánh sáng tím: i_t = (0,4.10^-6 * 1,2) / 10^-3 = 0,48 mm

Bề rộng quang phổ bậc 1: Δx = i_đ - i_t = 0,84 - 0,48 = 0,36 mm

Vậy bề rộng quang phổ bậc 1 là 0,36 mm.

b) Tại M cách vân trung tâm 20 mm có bao nhiêu bức xạ cho vân sáng tại đó:

  • Điều kiện để tại M có vân sáng: x_M = ki
  • Với x_M = 20 mm, ta có: 20 = k(λD/a) => λ = (20a) / (kD)
  • Giới hạn của bước sóng: 0,4 μm ≤ λ ≤ 0,7 μm
  • Thay các giá trị vào công thức, ta tìm được các giá trị k nguyên thỏa mãn:
    • Với λ = 0,4 μm: k_min = (20 * 10^-3) / (0,4 * 10^-6 * 1,2) ≈ 41,67 => k_min = 42
    • Với λ = 0,7 μm: k_max = (20 * 10^-3) / (0,7 * 10^-6 * 1,2) ≈ 23,81 => k_max = 23

Vậy tại M có các vân sáng ứng với các giá trị k từ 23 đến 42, tức là có 42 - 23 + 1 = 20 bức xạ cho vân sáng tại đó.

Mở khóa để xem toàn bộ nội dung trả lời

(?)
Bạn đã đạt đến giới hạn của mình. Bằng cách Đăng ký tài khoản, bạn có thể xem toàn bộ nội dung trả lời
Cải thiện điểm số của bạn bằng cách đăng ký tài khoản Lazi.
Xem toàn bộ các câu trả lời, chat trực tiếp 1:1 với đội ngũ Gia sư Lazi bằng cách Đăng nhập tài khoản ngay bây giờ
Tôi đã có tài khoản? Đăng nhập

Bạn hỏi - Lazi trả lời

Bạn muốn biết điều gì?

GỬI CÂU HỎI
Học tập không giới hạn cùng học sinh cả nước và AI, sôi động, tích cực, trải nghiệm
Bài tập liên quan
Bài tập Vật lý Lớp 11 mới nhất
Trắc nghiệm Vật lý Lớp 11 mới nhất

Hôm nay bạn thế nào? Hãy nhấp vào một lựa chọn, nếu may mắn bạn sẽ được tặng 50.000 xu từ Lazi

Vui Buồn Bình thường

Học ngoại ngữ với Flashcard

×
Trợ lý ảo Trợ lý ảo
×
Đấu trường tri thức | Lazi Quiz Challenge +500k