Thực hiện thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, nguồn sáng điểm S phát ra ánh sáng đơn sắc

Câu hỏi số 484692:

Vận dụng cao

Thực hiện thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, nguồn sáng điểm S phát ra ánh sáng đơn sắc có bước sóng 500 nm. Khoảng cách giữa hai khe S₁ và S₂ là 1 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 2 m. Ban đầu, S đặt tại điểm O nằm trên đường trung trực của S₁S₂ và cách mặt phẳng chứa hai khe 50 cm. Xét trục Ou song song với màn và vuông góc với mặt phẳng trung trực của hai khe S₁S₂ như hình vẽ, trong đó 0 là gốc tọa độ. Giữ nguyên các điều kiện khác, cho S dao động điều hòa trên trục Ou với phương trình \(u = \cos \left( {2\pi t + \dfrac{\pi }{2}} \right)\,\,\left( {mm} \right)\), trong đó t tính bằng s. Tính từ thời điểm ban đầu t = 0, thời điểm vị trí chính giữa trên màn quan sát có nháy sáng lần thứ 2021 là

A. 216,75 s.

B. 224,75 s.

C. 126,25 s.

D. 112,25 s.

Đáp án đúng là: C

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:484692

Phương pháp giải

Điểm chính giữa trên màn có nháy sáng khi tại đó là vân sáng

Khoảng vân: \(i = \dfrac{{\lambda D}}{a}\)

Dịch chuyển màn một đoạn x theo phương thẳng đứng, vân sáng trung tâm dịch chuyển một đoạn: \(\left| y \right| = \dfrac{{Dx}}{d}\)

Chu kì dao động: \(T = \dfrac{{2\pi }}{\omega }\)

Giải chi tiết

Khoảng vân giao thoa là:

\(i = \dfrac{{\lambda D}}{a} = \dfrac{{{{500.10}^{ - 9}}.2}}{{{{1.10}^{ - 3}}}} = {1.10^{ - 3}}\,\,\left( m \right) = 1\,\,\left( {mm} \right)\)

Điểm chính giữa trên màn I có nháy sáng khi tại đó có vân sáng

Độ dịch chuyển cực đại của vân trung tâm trên màn là:

\({y_{\max }} = \dfrac{{D.{x_{\max }}}}{d} = \dfrac{{{{2.1.10}^{ - 3}}}}{{0,5}} = {4.10^{ - 3}}\,\,\left( m \right) = 4\,\,\left( {mm} \right) = 4i\)

→ trong \(\dfrac{1}{4}\) chu kì điểm sáng S dịch chuyển từ vị trí cân bằng đến biên, tại điểm I có 4 lần tạo vân sáng

→ trong 1 chu kì, tại điểm I có vân sáng 16 lần

Chu kì dao động của điểm sáng S là:

\(T = \dfrac{{2\pi }}{\omega } = \dfrac{{2\pi }}{{2\pi }} = 1\,\,\left( s \right)\)

Thời điểm ban đầu điểm sáng S ở vị trí cân bằng, điểm I có nháy sáng lần đầu tiên

Điểm I có nháy sáng lần thứ 2021 khi điểm sáng S thực hiện số chu kì là:

\(n = \dfrac{{2021 - 1}}{{16}} = 126,25 \Rightarrow t = nT = 126,25\,\,\left( s \right)\)

Đáp án cần chọn là: C

Group 2K8 ôn Thi ĐGNL & ĐGTD Miễn Phí

Câu hỏi trước Câu tiếp theo

>> 2K8 Chú ý! Lộ Trình Sun 2026 - 3IN1 - 1 lộ trình ôn 3 kì thi (Luyện thi 26+ TN THPT, 90+ ĐGNL HN, 900+ ĐGNL HCM, 70+ ĐGTD - Click xem ngay) tại Tuyensinh247.com.Đầy đủ theo 3 đầu sách, Thầy Cô giáo giỏi, luyện thi theo 3 giai đoạn: Nền tảng lớp 12, Luyện thi chuyên sâu, Luyện đề đủ dạng đáp ứng mọi kì thi.