TaiLieuViet.vn xin gửi tới bạn đọc bài viết Vật lý 11 Kết nối tri thức bài 12: Giao thoa sóng để bạn đọc cùng tham khảo và có thêm tài liệu giải bài tập Vật lý 11 Kết nối tri thức. Mời các bạn cùng theo dõi bài viết dưới đây.
Mở bài
Câu hỏi: Cho hai loa giống nhau cùng phát âm thanh như hình bên, dịch chuyển một micro có nổi với dao động kí phía trước hai loa để ghi đồ thị sóng âm thì thấy có những điểm tại đó biên độ sóng âm thu được rất lớn (L) và những điểm biên độ rất bé (B) nằm xen kẽ. Hiện tượng thú vị này giải thích như thế nào?
Bài làm
Hiện tượng trên là hiện tượng giao thoa, hiện tượng hai sóng kết hợp khi gặp nhau thì có những điểm ở đó chúng luôn luôn tăng cường lẫn nhau, có những điểm ở đó chúng luôn luôn triệt tiêu nhau nên có những biên độ sóng rất lớn và biên độ sóng rất nhỏ nằm xen kẽ với nhau.
I. Hiện tượng giao thoa của hai sóng mặt nước
Câu hỏi: Giải thích hiện tượng nêu ở mục khởi động.
Bài làm
Trong thí nghiệm ta đã dùng hai nguồn sóng giống hệt nhau dao động theo phương vuông góc với mặt nước. Vì thế, trên mặt nước có những điểm đứng yên, do hai sóng gặp nhau ở đó dao động ngược pha, triệt tiêu nhau. Có những điểm dao động rất mạnh do hai sóng ở đó dao động đồng pha. Ánh sáng truyền qua những điểm đứng yên không bị cản trở, nên cho ảnh là những hypebol rất sáng. Còn ánh sáng truyền qua những điểm dao động mạnh thì bị tán xạ nên cho ảnh là những đường hypebol nhoè và tối.
II. Thí nghiệm của Young (Y-âng) về giao thoa ánh sáng
Câu hỏi 1: Trong thí nghiệm trên, nếu thay nguồn sáng laze trong thí nghiệm tên bằng bóng đèn dây tóc phát sáng trắng thì vân sáng chính giữa sẽ có màu gì.
Bài làm
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.
Câu hỏi 2: Trong thí nghiệm ở Hình 12.1, tốc độ truyền sóng trên mặt nước là 20 cm/s cần rung có tần số 40 Hz. Tính khoảng cách giữa hai điểm cực đại giao thoa cạnh nhau trên đoạn thẳng S1S2.
Bài làm
Ta có: v = 20 cm/s = 0,2 m/s
Bước sóng là:
Do: khoảng cách giữa 2 cực đại giao thoa cạnh nhau trên đoạn S1S2 = khoảng cách giữa 2 cực tiểu giao thoa cạnh nhau trên đoạn S1S2 =
⇒ Khoảng cách giữa hai điểm cực đại giao thoa trên đoạn S1S2 là:
Câu hỏi 3: Trong một thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng với a = 0,2 mm, D = 1,2m, người ta đo được i= 0,36 mm. Tính bước sóng λ và tần số f của bức xạ.
Bài làm
Ta có:
Tần số f của bức xạ:
Câu hỏi 4: Trong một thí nghiệm Y-âng, biết a = 0,15 mm, D = 1,20 m, khoảng cách giữa 12 vân sáng liên tiếp là 5,2 mm. Tính bước sóng ánh sáng.
Bài làm
Vì khoảng cách giữa 12 vân sáng liên tiếp là 5,2 mm nên
Bước sóng là:
