Giải Vật lí 11 trang 55 Chân trời sáng tạo SGK

Bài 1 trang 55 Vật lý 11 SGK Chân trời sáng tạo:

Trong thí nghiệm giao thoa sóng trên mặt nước với hai nguồn kết hợp cùng pha, ta thấy tại một điểm cách hai nguồn các khoảng lần lượt là 20 cm và 12 cm, sóng có biên độ cực đại, đồng thời giữa điểm này và đường trung trực của hai nguồn có 4 dãy gồm những điểm dao động với biên độ cực đại.

Biết tốc độ truyền sóng là 40 cm/s. Tính tần số của sóng.

Giải bài 1 trang 55 Vật lý 11 SGK Chân trời sáng tạo:

Theo bài ra, điểm có biên độ cực đại cách hai nguồn các khoảng d₁ và d₂ ta  có:

d₂ -  d₁ = kλ  (*) 

Vì giữa điểm này và đường trung trực của hai nguồn có 4 dãy gồm những điểm dao động với biên độ cực đại nên có k = 5.

Thay d₂ = 20, d₁ = 12 và k = 5 vào (*) ta được:

 20 - 12 = 5λ 

⇒ 5λ = 8 ⇒ λ = 1,6(cm)

Tốc độ truyền sóng là v = 40(cm/s), vậy tần số của sóng là: 

Bài 2 trang 55 Vật lý 11 SGK Chân trời sáng tạo:

Thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng thường được sử dụng để đo bước sóng của ánh sáng đơn sắc. Khi chiếu hai khe bằng một nguồn phát ánh sáng đơn sắc, ta thấy vân sáng thứ năm cách vân trung tâm là 2,8 cm.

Biết hai khe đặt cách nhau 0,2 mm và cách màn một khoảng 1,5 m. Xác định bước sóng của ánh sáng được dùng trong thí nghiệm.

Giải bài 2 trang 55 Vật lý 11 SGK Chân trời sáng tạo:

Đổi đơn vị: a = 0,2 mm = 0,2.10^-3m;

Vì ta thấy vẫn sáng thứ năm cách vẫn trung tâm là 2,8 cm nên có:

 5i = 2,8 ⇒ i = 0,56(cm)

Từ công thức tính khoảng vân: 

Vậy bước sóng của ánh sáng được dùng trong thí nghiệm là:

Bài 3 trang 55 Vật lý 11 SGK Chân trời sáng tạo:

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.

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

Giải bài 3 trang 55 Vật lý 11 SGK Chân trời sáng tạo:

a) Khoảng vân của ánh sáng có bước sóng là 400 nm:

⇒ Vân sáng bậc ba cùng phía với vân trung tâm nằm ở vị trí:

Khoảng vân của ánh sáng có bước sóng là 600 nm:

⇒ Vân sáng bậc ba cùng phía với vân trung tâm nằm ở vị trí:

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

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:

Theo bài ra, ta có: 

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:

Thay số được: