Câu 6.35 trang 45 SBT Lý 12 Nâng cao: Cho hệ hai gương phẳng (Hình 6.5) hợp với nhau một góc , gần bằng...

Cho hệ hai gương phẳng ${G_1},{G_2}$ (Hình 6.5) hợp với nhau một góc $\alpha$ , gần bằng ${180^0}$ và một nguồn sáng điểm S chiếu ánh sáng đơn sắc vào mặt hai gương.

a) Vẽ và giải thích cách vẽ hai chùm sáng phản xạ bởi hai gương ${G_1},{G_2}$.

b) Tại phần giao nhau của hai chùm sáng phản xạ, phải đặt vào một màn ảnh như thế nào để quan sát được các vân giao thoa sáng, tối , xen kẽ cách đều nhau ?

c) Gọi ${S_1},{S_2}$ là ảnh của S tạo bởi hai gương, màn ảnh cách đường thẳng qua ${S_1},{S_2}$ một khoảng D = 2 m. Bước song ánh sáng của nguồn S là $\lambda  = 0,4\mu m$ . Khoảng vân giao thoa trên màn là $i = 0,4mm$ . Hãy tìm khoảng cách ${S_1},{S_2}$.

d) Hình ảnh hệ vân giao thoa sẽ như thế nào nếu S là nguồn điểm phát ánh sáng trắng ?

Giải

a) Từ $S$ hạ $S{H_1},S{H_2}$ vuông góc với hai gương. Kéo dài $S{H_1},S{H_2}$ những đoạn ${H_1}{S_1}$ và ${H_2}{S_2}$ lần lượt bằng $S{H_1},S{H_2};{S_1},{S_2}$ vẽ như vậy là ảnh của S tạo bởi hai gương. Nối ${S_1},{S_2}$ với các mép ngoài của hai gương.

b) Để quan sát được vân giao thoa phải đặt màn E cho cắt hai chùm sáng. Để các vân giao thoa cách đều nhau, phải đặt cho màn E song song với đường ${S_1},{S_2}$ tức là vuông góc với đường phân giác của góc $\widehat {{S_1}O{S_2}}$.

c) Ta có: $i = {{\lambda D} \over a} \Rightarrow a = {{\lambda D} \over i} = {{0,{{4.10}^{ - 6}}.2} \over {0,{{4.10}^{ - 3}}}} = {2.10^{ - 3}}m$

Vậy: $a = {S_1}{S_2} = 2mm$

d) Nếu S là nguồn điểm phát ánh sáng trắng, thì tại tâm ${O_1}$ của hệ vân (${O_1}$ cách đều ${S_1},{S_2}$), ta trông thấy một vân sáng màu trắng, hai bên có hai vân tối, gần như đen, các vân sau đó có màu sắc (đó là hiện tượng phát ngũ sắc), hầu như không còn vân tối nữa. Cách ${O_1}$ chừng 2 mm màn E chỉ còn có màu trắng bậc cao (tức là không quan sát được vân giao thoa nữa).