Đo vân Young khi chưa biết vân trung tâm: suy được gì?

Vật lý 11 · Ôn tập kiến thức THPT

Không biết vân trung tâm vẫn có thể tìm khoảng vân từ các vân sáng liên tiếp. Nhưng chưa thể gán duy nhất bậc k cho từng vân. Phải tách thông tin đo khoảng cách khỏi thông tin xác định gốc của hệ vân.

Một thước trên màn ghi ba vân sáng liên tiếp tại 0,4; 1,6; 2,8 mm. Hai khe cách a = 1 mm, màn cách D = 2 m; ánh sáng đơn sắc, nguồn tới hai khe cùng pha, góc quan sát nhỏ.

Khoảng vân i = (2,8 − 0,4)/2 = 1,2 mm. Có hai khoảng giữa ba vân, không phải ba. Suy ra λ = ia/D = 1,2×10⁻³ × 10⁻³/2 = 6×10⁻⁷ m = 600 nm.

Kiểm tra trực tiếp bằng hai hiệu liên tiếp: 1,6 − 0,4 = 2,8 − 1,6 = 1,2 mm. Một vân tối giữa hai vân sáng đầu có tọa độ 1,0 mm, là trung điểm của 0,4 và 1,6 mm.

Điều chưa biết

Các vân sáng thỏa x_k = x₀ + ki. Nếu chỉ có ba tọa độ và chưa tìm vị trí đường trung trực hai khe trên màn, x₀ có thể dịch một số nguyên lần i mà vẫn khớp dữ liệu. Vân tại 1,6 mm không tự động là vân trung tâm vì nằm giữa ba vân được đo.

Lỗi thường gặp là áp dụng x = ki với gốc thước bất kỳ, rồi suy sai λ hoặc bậc vân. Khi cần bậc, hãy bổ sung mốc hình học xác định vân trung tâm.

Tự luyện: Bốn vân sáng liên tiếp ở 0,1; 1,1; 2,1; 3,1 mm. Khoảng vân 1 mm; dữ liệu riêng này vẫn chưa xác định vân nào là bậc không.

Đọc tiếp: Khoảng vân.