Phải đặt màn E cách thấu kính 1 đoạn nhỏ nhất bằng bao nhiêu để có thể quan sát được vân giao thoa.

Bài toán
Một thấu kính hội tụ tiêu cự f=100cm, bán kính R=2cm. Thấu kính được cưa dọc theo 1 đường kính thành 2 nửa. 2 nửa này được tách ra, tạo thành khe hở song song với 1 khe sáng S và có bề rộng e=1mm. Khe S cách thấu kính một đoạn d=1m và được chiếu sáng bằng ánh sáng đơn sắc λ=0,5μm. Phải đặt màn E cách thấu kính 1 đoạn nhỏ nhất bằng bao nhiêu để có thể quan sát được vân giao thoa:
A. 1,05m.
B. 1,2m.
C. 2,1m.
D. 1,6m.
 
Bài toán
Một thấu kính hội tụ tiêu cự f=100cm, bán kính R=2cm. Thấu kính được cưa dọc theo 1 đường kính thành 2 nửa. 2 nửa này được tách ra, tạo thành khe hở song song với 1 khe sáng S và có bề rộng e=1mm. Khe S cách thấu kính một đoạn d=1m và được chiếu sáng bằng ánh sáng đơn sắc λ=0,5μm. Phải đặt màn E cách thấu kính 1 đoạn nhỏ nhất bằng bao nhiêu để có thể quan sát được vân giao thoa:
A. 1,05m.
B. 1,2m.
C. 2,1m.
D. 1,6m.
Mình sửa lại đề một chút nhé: cho tiêu cự $f=50cm$ và khe S cách thấu kính một đoạn $d=75cm$ và $R=3cm$.
Lời giải
Gọi $S_{1}$ và $S_{2}$ là ảnh của khe sáng S tạo bởi hai nửa thấu kính $L_{1}$ và $L_{2}$, $d^{'}$ là khoảng cách từ $S_{1}$(hoặc $S_{2}$) tới thấu kính.
Ta có: $d^{'}=\dfrac{df}{d-f}=1,5m$
Như vậy $S_{1}$ và $S_{2}$ là hai ảnh thực. Theo hình dưới ta có:
hinh.PNG

$\dfrac{S_{1}S_{2}}{e}=\dfrac{d+d^{'}}{d}=3\Rightarrow S_{1}S_{2}=3e=3mm$
Các chùm tia sáng phát ra từ S, sau khi khúc xạ qua hai nửa thấu kính đi tới màn E, có thể coi như xuất phát từ hai nguồn kết hợp $S_{1}$ và $S_{2}$. Hai chùm khúc xạ có một tên miền chung $O_{1}MN$, đó chính là miền giao thoa. Như vậy có thể coi lưỡng thấu kính Biê như một hệ thống khe Iang $S_{1}S_{2}$, cách nhau $a=S_{1}S_{2}=3mm$ và cách màn quan sát một khoảng $D=l−d^{'}$.
Từ hình vẽ ta thấy để quan sát được hiện tượng giao thoa trên màn E ta phải đặt màn E cách thấu kính một khoảng lớn hơn hoặc bằng $HO_{1}=\dfrac{l_{0}}{l}\geq l_{0}$
Từ hình vẽ, xét hai tam giác đồng dạng $O_{1}L_{1}L_{2}$ và $O_{1}S_{1}S_{2}$ ta có:
$\dfrac{l_{0}}{l_{0}-d^{'}}=\dfrac{2R+b}{S_{1}S_{2}}$
Thay số vào ta được $l_{0}=1578m$
 

Quảng cáo

Back
Top