Tổng Hợp **Các Dạng Bài Tập Giao Thoa Ánh Sáng Đơn Sắc Lý 12 Có Lời Giải Và Đáp Án**

Giao thoa ánh sáng là một trong những hiện tượng quang học quan trọng và thường xuyên xuất hiện trong chương trình Vật Lí 12, đặc biệt là trong các đề thi THPT Quốc gia. Để nắm vững kiến thức và tự tin giải quyết các bài tập, việc luyện tập với nhiều dạng bài khác nhau là điều vô cùng cần thiết. Bài viết này sẽ tổng hợp **Các Dạng Bài Tập Giao Thoa Ánh Sáng Đơn Sắc Lý 12 Có Lời Giải Và Đáp Án** một cách chi tiết, giúp các bạn học sinh ôn tập hiệu quả.

Lý Thuyết Cần Nắm Vững Về Giao Thoa Ánh Sáng Đơn Sắc

Trước khi đi vào các dạng bài tập, chúng ta cùng ôn lại những kiến thức cơ bản nhất về giao thoa ánh sáng đơn sắc trong thí nghiệm khe Young:

• Vị trí vân sáng: $x_s = k \frac{\lambda D}{a}$ với $k = 0, \pm 1, \pm 2, …$ ($k=0$ là vân sáng trung tâm).

• Vị trí vân tối: $x_t = (k + 0.5) \frac{\lambda D}{a}$ với $k = 0, \pm 1, \pm 2, …$

• Khoảng vân (khoảng cách giữa hai vân sáng hoặc hai vân tối liên tiếp): $i = \frac{\lambda D}{a}$.

• Trong đó: $\lambda$ là bước sóng ánh sáng đơn sắc, $a$ là khoảng cách giữa hai khe hẹp, $D$ là khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát, $x$ là tọa độ vân trên màn (gốc O tại vân sáng trung tâm).

**Các Dạng Bài Tập Giao Thoa Ánh Sáng Đơn Sắc Lý 12 Thường Gặp** Kèm Lời Giải

Dưới đây là các dạng bài tập phổ biến cùng với ví dụ và lời giải chi tiết:

Dạng 1: Tính Khoảng Vân, Bước Sóng Hoặc Khoảng Cách a, D

Đây là dạng bài cơ bản nhất, chỉ cần áp dụng công thức khoảng vân $i = \frac{\lambda D}{a}$.

Ví dụ 1: Trong thí nghiệm Young, khoảng cách giữa hai khe là $1 \, mm$, khoảng cách từ hai khe đến màn là $2 \, m$. Ánh sáng đơn sắc có bước sóng $0.5 \, \mu m$. Tính khoảng vân trên màn.

Lời giải: Áp dụng công thức khoảng vân $i = \frac{\lambda D}{a}$.

Đổi đơn vị: $a = 1 \, mm = 10^{-3} \, m$, $D = 2 \, m$, $\lambda = 0.5 \, \mu m = 0.5 \times 10^{-6} \, m$.

$i = \frac{(0.5 \times 10^{-6}) \times 2}{10^{-3}} = \frac{10^{-6}}{10^{-3}} = 10^{-3} \, m = 1 \, mm$.

Đáp án: Khoảng vân là $1 \, mm$.

Dạng 2: Xác Định Vị Trí Vân Sáng, Vân Tối

Sử dụng công thức $x_s = k i$ hoặc $x_t = (k + 0.5) i$ để xác định tọa độ của vân.

Ví dụ 2: Với các thông số như Ví dụ 1, xác định vị trí vân sáng bậc 3 và vân tối thứ 5.

Lời giải: Khoảng vân $i = 1 \, mm$.

Vị trí vân sáng bậc 3 ứng với $k=3$. $x_s = 3i = 3 \times 1 = 3 \, mm$.

Vị trí vân tối thứ 5 ứng với $k=4$ (vì vân tối thứ nhất là $k=0$, thứ hai $k=1$, … thứ năm $k=4$). $x_t = (4 + 0.5)i = 4.5 \times 1 = 4.5 \, mm$.

Đáp án: Vân sáng bậc 3 cách vân trung tâm $3 \, mm$, vân tối thứ 5 cách vân trung tâm $4.5 \, mm$.

Dạng 3: Xác Định Số Vân Sáng, Vân Tối Trong Một Khoảng Trên Màn

Tìm số nguyên $k$ thỏa mãn bất đẳng thức dựa trên công thức vị trí vân và giới hạn khoảng trên màn.

Ví dụ 3: Trên màn quan sát có bề rộng $10 \, mm$ đối xứng qua vân sáng trung tâm. Với các thông số như Ví dụ 1, hỏi có bao nhiêu vân sáng, bao nhiêu vân tối trên vùng màn này?

Lời giải: Khoảng vân $i = 1 \, mm$. Vùng màn có bề rộng $10 \, mm$, đối xứng qua vân trung tâm nên tọa độ $x$ thuộc khoảng $[-5 \, mm, 5 \, mm]$.

Đối với vân sáng: $x_s = ki$. Ta có $-5 \le ki \le 5 \Rightarrow -5 \le k \times 1 \le 5 \Rightarrow -5 \le k \le 5$. Các giá trị nguyên của $k$ là $-5, -4, …, 0, …, 4, 5$. Có $5 – (-5) + 1 = 11$ giá trị $k$. Vậy có 11 vân sáng.

Đối với vân tối: $x_t = (k + 0.5)i$. Ta có $-5 \le (k + 0.5)i \le 5 \Rightarrow -5 \le (k + 0.5) \times 1 \le 5 \Rightarrow -5 \le k + 0.5 \le 5 \Rightarrow -5.5 \le k \le 4.5$. Các giá trị nguyên của $k$ là $-5, -4, …, 0, …, 4$. Có $4 – (-5) + 1 = 10$ giá trị $k$. Vậy có 10 vân tối.

Đáp án: Có 11 vân sáng, 10 vân tối.

Dạng 4: Bài Toán Liên Quan Đến Khoảng Cách Giữa Các Vân

Sử dụng công thức vị trí vân để tính khoảng cách giữa hai vân bất kỳ.

Ví dụ 4: Với các thông số như Ví dụ 1, tính khoảng cách giữa vân sáng bậc 2 và vân tối thứ 4 nằm cùng một phía so với vân trung tâm.

Lời giải: Khoảng vân $i = 1 \, mm$.

Vị trí vân sáng bậc 2 ($k=2$): $x_{s2} = 2i = 2 \times 1 = 2 \, mm$.

Vị trí vân tối thứ 4 ($k=3$, vì vân tối thứ nhất là $k=0$): $x_{t4} = (3 + 0.5)i = 3.5 \times 1 = 3.5 \, mm$.

Khoảng cách giữa hai vân này là $|x_{t4} – x_{s2}| = |3.5 – 2| = 1.5 \, mm$.

Đáp án: Khoảng cách giữa vân sáng bậc 2 và vân tối thứ 4 cùng phía là $1.5 \, mm$.

Lời Khuyên Khi Giải **Các Dạng Bài Tập Giao Thoa Ánh Sáng Đơn Sắc**

Để giải tốt **Các Dạng Bài Tập Giao Thoa Ánh Sáng Đơn Sắc Lý 12 Có Lời Giải**, hãy luôn ghi nhớ các điểm sau:

• Đọc kỹ đề bài, xác định rõ đại lượng đã cho và đại lượng cần tìm.

• Tóm tắt dữ kiện và đổi đơn vị về hệ SI trước khi tính toán.

• Xác định đúng bậc vân sáng ($k$) và vân tối ($k+0.5$) hoặc thứ tự vân tối (vân tối thứ n ứng với $k=n-1$).

• Vẽ hình minh họa nếu cảm thấy cần thiết để dễ hình dung.

• Kiểm tra lại kết quả và đơn vị.

Kết Luận

Giao thoa ánh sáng đơn sắc là một phần kiến thức quan trọng trong Vật Lí 12. Việc luyện tập thành thạo **Các Dạng Bài Tập Giao Thoa Ánh Sáng Đơn Sắc Lý 12 Có Lời Giải Và Đáp Án** không chỉ giúp các bạn củng cố lý thuyết mà còn rèn luyện kỹ năng giải bài, chuẩn bị tốt nhất cho các bài kiểm tra và kỳ thi quan trọng sắp tới. Hy vọng bài viết này cung cấp cho các bạn một nguồn tài liệu hữu ích!