Câu 128 đề đánh giá năng lực ĐHQG Hà Nội tháng 3 – 2021

Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng qua hệ hai khe Young, người ta gắn một máy đo cường độ sáng tại một vị trí cố định trên màn. Ban đầu ta thu được vân sáng tại vị trí đặt máy đo. Di chuyển từ từ màn ảnh cùng với máy đo ra xa hai khe theo phương vuông góc với mặt phẳng chứa hai khe. Sự phụ thuộc của cường độ sáng (I) đo bởi máy đo theo khoảng cách L màn đã dịch chuyển so với vị trí ban đầu, được biểu diễn như đồ thị trong hình vẽ. Khoảng cách giữa màn và hai khe Young lúc đầu gần nhất với giá trị nào sau đây?

A. 2,0 m;            B. 3,0 m;             C. 4,0 m;          D. 5,0 m.

Giải: Gọi M là vị trí gắn máy đo, khoảng cách giữa màn và hai khe lúc đầu là D; (nhắc lại công thức tính hiệu quang trình: d₂ – d₁ = ax/D).

Từ đồ thị ta thấy ứng với lúc D và (D + 1) thì tại M và vân sáng tương ứng với bậc k và (k – 1);
ứng với lúc (D + 0,4) và (D + 2) thì M là vân tối ứng với vân tối thứ q và (q – 1) ( với q là số bán nguyên)

Ta có ax/(D+0,4) = qλ và
ax/(D+2) = (q – 1)λ => Lập tỷ thức ta có : (D+2)/(D+0,4) = q/(q – 1) <=> D = 1,6q – 2 ;

Thử với D = 2 => q = 2,5
D = 3 => q = 3,125 ;
D = 4 => q = 3,75 ;
D = 5 => q = 4,375 ;

Tương tự : Lập tỷ thức cho 2 trường hợp vân sáng ta có D = k – 1 ; với D = 2 m thì k = 3.

Vậy lúc đầu tại M là vân sáng bậc ba, rồi thành vân tối thứ ba, rồi thành vân sáng bậc hai, rồi thành vân tối thứ hai.  Vậy chọn D = 2 m. Đáp án A.