Độ rộng giữa 2 khe giao thoa - Vật lý 12

Định nghĩa

Khoảng vân i là khoảng cách giữa hai vân tối hoặc hai vân sáng liên tiếp .

Công thức :

$i=\frac{\lambda D}{a}=\left|x_{s_{k+1}}-x_{s_k}\right|=\left|x_{t_{k+1}}-x_{t_k}\right|$

Với 

$i:$Khoảng vân $\left(mm\right)$

$\lambda$ :Bước sóng ánh sáng $\left(\mu m\right)$

$D$: Khoảng cách từ khe đến màn $\left(m\right)$

$a$: Khoảng cách của 2 khe $\left(mm\right)$

$x_{s_{k+1}}$: Vị trí vân sáng bậc k +1$\left(mm\right)$

$x_{s_k}$: Vị trí vân sáng bậc k $\left(mm\right)$

$x_{t_{k+1}}$: Vị trí vân tối bậc k +1$\left(mm\right)$

$x_{t_k}$: Vị trí vân tối bậc k $\left(mm\right)$

Vị trí vân sáng:

$x_{s_k}=ki=k.\frac{\lambda D}{a}=x_{s_{k+1}}-i$

Với k là bậc của vân giao thoa $\left(k\in \mathrm{\mathbb{Z}}\right)$

$k=0$ : vân sáng trung tâm

$k=1 ;x_{s_1}=i \left(mm\right)$ : vân sáng bậc 1

Hai vân sáng đối xứng nhau qua trung tâm và cùng thứ bậc giao thoa.

Vị trí vân tối:$x_{t_k}=\left(k-\frac{1}{2}\right)i=\left(k-\frac{1}{2}\right).\frac{\lambda D}{a}=x_{t_{k+1}}-i$

Với k là bậc của vân giao thoa $\left(k>0,k\in \mathrm{\mathbb{Z}}\right)$

$k=1 ; x_{t_1}=\frac{i}{2} \left(mm\right)$ : vân tối thứ 1

$k=2 ;x_{t_2}=\frac{3i}{2} \left(mm\right)$ : vân vân tối thứ 2

Các vân tối đối xứng qua vân trung tâm có cùng thứ bậc

Khi vị trí $d_2>d_1$ thì  ta chọn dấu + và nằm ở trên vân trung tâm.

Khi vị trí $d_2<d_1$ thì ta chọn dấu - và nằmdưới vân trung tâm.

Với $x:$ Vị của M so với O $\left(mm\right)$

     $a=S_1{S}_2$ : Độ rộng giữa hai khe $\left(mm\right)$

    $D:$Khoảng cách từ màn chứa khe đến màn hứng $\left(m\right)$

Với k : Bậc của vân giao thoa 

     $\lambda$ : Bước sóng ánh sáng $\left(\mu m\right)$

     $D:$Khoảng cách từ khe đến màn $\left(m\right)$

      $a:$ Khoảng cách giữa hai khe $\left(mm\right)$

Với k : Bậc của vân giao thoa 

     $\lambda$ : Bước sóng ánh sáng $\left(\mu m\right)$

     $D:$Khoảng cách từ khe đến màn $\left(m\right)$

      $a:$ Khoảng cách giữa hai khe $\left(mm\right)$

Với $N_s$ là số vân sáng liên tiếp. $N_{t1}$ số vân tối có trong $N_s$ liên tiếp

      $N_t$ là số vân tối liên tiếp,. $N_{s1}$ số vân sáng có trong $N_{t1}$ liên tiếp

Với vân sáng

$L=x_{s_{k2}}-x_{s_{k1}}=\left(k_{s2}-k_{s1}\right)\frac{\lambda D}{a}$

Với vân tối 

$L=x_{t_{k2}}-x_{t_{k1}}=\left(k_{t2}-k_{t1}\right)\frac{\lambda D}{a}$

Với $k_1,k_2$ là bậc của vân giao thoa.

Gỉa sử $k_1$ là bậc của vân giao thoa cần xét nằm bên trên

           $k_2$ là bậc của vân giao thoa cần xét nằm bên dưới

Với cả hai là vân sáng:

$L=x_{s_{k1}}+x_{s_{k2}}=\left(k_{s1}+k_{s2}\right)i=\left(k_{s1}+k_{s2}\right)\frac{\lambda D}{a}$

Với cả hai đều là vân tối

$L=x_{t_{k1}}+x_{t_{k2}}=\left(k_{t1}-\frac{1}{2}\right)i+\left(k_{t2}-\frac{1}{2}\right)i=\left(k_{t1}+k_{t2}-1\right)i=\left(k_{t1}+k_{t2}-1\right)\frac{\lambda D}{a}$

$x_{t_{k1}}=\left(k_{t1}-\frac{1}{2}\right)i$

$x_{s_{k2}}=\left(k_{s1}\right)i$

$\Rightarrow L=\left|k_1-k_2-\frac{1}{2}\right|i=\left|k_1-k_2-\frac{1}{2}\right|\frac{\lambda D}{a}$

Nếu $k_{t1}>k_{s1}$

$L=\left(k_{t1}-k_{s1}-\frac{1}{2}\right)i=\left(k_{t1}-k_{s1}-\frac{1}{2}\right)\frac{\lambda D}{a}$

Nếu $k_{t1}\le k_{s1}$

$L=\left(k_{s1}-k_{t1}+\frac{1}{2}\right)i=\left(k_{s1}-k_{t1}+\frac{1}{2}\right)\frac{\lambda D}{a}$

Với $k_1,k_2$ là bậc của vân giao thoa.

$i\text{'}=\frac{\lambda \text{'}D}{a}=\frac{i}{n}=\frac{\lambda D}{an}$

Với $i\text{'}$ : Khoảng vân của hệ trong môi trường chiết suất n $\left(mm\right)$

      $\lambda \text{'}$ : Bước sóng của ánh sáng trong môi trường chiết suất n $\left(\mu m\right)$

       $a$ : Khoảng cách giữa hai khe $\left(mm\right)$

     $\lambda$ : Bước sóng của ánh sáng trong môi trường không khí $\left(\mu m\right)$

     n : Chiết suất của môi trường 

     D: Khoảng cách từ màn đến màn chứa khe

Kết luận khoảng vân nhỏ đi n lần hệ vân bị thu hẹp

Toàn bộ hệ vân sẽ dịch chuyển về phía đặt bản mỏng 1 đoạn:

$∆x=\frac{\left(n-1\right)eD}{a}$

Với $∆x$ : độ dịch chuyển khoảng vân trung tâm $\left(mm\right)$

       n : Chiết suất của bản mỏng 

        e: Bề dày bản mỏng $\left(\mu m\right)$

       D: Khoảng cách từ màn đến màn chứa khe $\left(m\right)$

       a: Khoảng cách giữa hai khe $\left(mm\right)$

Khoảng cách giữa hai vân tối hoặc hai vân sáng liên tiếp là khoảng vân i.

MN không chứa vân trung tâm

Xét hệ thức : 

$$\begin{gathered} x_M\le ki\le x_N \\ \iff \frac{x_M}{i}\le k\le \frac{x_N}{i} \end{gathered}$$

Ta chọn các k có giá trị nguyên

Khi đề bài lấy trên khoảng MN thì ta không lấy dấu bằng

MN không chứa vân trung tâm

Xét hệ thức : 

$$\begin{gathered} x_M\le \left(k-\frac{1}{2}\right)i\le x_N \\ \iff \frac{x_M}{i}+\frac{1}{2}\le k\le \frac{x_N}{i}+\frac{1}{2} \iff \frac{a{x}_M}{\lambda D}+\frac{1}{2}\le k\le \frac{a{x}_N}{\lambda D}+\frac{1}{2}; k nguyên \end{gathered}$$

Ta chọn các k có giá trị nguyên

Khi đề bài lấy trên khoảng MN thì ta không lấy dấu bằng

MN  chứa vân trung tâm : ta giả sử M nằm bên trái vân trung tâm : $-x_M$

Xét hệ thức : 

$$\begin{gathered} -x_M\le ki\le x_N \\ \iff \frac{-x_M}{i}\le k\le \frac{x_N}{i} \iff \frac{-a{x}_M}{\lambda D}\le k\le \frac{a{x}_N}{\lambda D}; k nguyên \end{gathered}$$

Ta chọn các k có giá trị nguyên

Khi đề bài lấy trên khoảng MN thì ta không lấy dấu bằng

MN  chứa vân trung tâm : giả sử M nằm bên trái vân trung tâm ,N nằm bên phải

Xét hệ thức : 

$$\begin{gathered} -x_M\le \left(k-\frac{1}{2}\right)i\le x_N \\ \iff \frac{-x_M}{i}+\frac{1}{2}\le k\le \frac{x_N}{i}+\frac{1}{2} \iff \frac{-a{x}_M}{\lambda D}+\frac{1}{2}\le k\le \frac{-a{x}_N}{\lambda D}+\frac{1}{2}; k nguyên \end{gathered}$$

Ta chọn các k có giá trị nguyên

Khi đề bài lấy trên khoảng MN thì ta không lấy dấu bằng

Ban đầu tại M là vân tối : $x_M=\left(k_1-\frac{1}{2}\right)\frac{\lambda D}{a}$

Lúc sau cũng tại M là vân tối $x_M=\left(k_2-\frac{1}{2}\right)\frac{\lambda \left(D+∆D\right)}{a}$

$$\begin{gathered} \Rightarrow \frac{k_1-{\displaystyle \frac{1}{2}}}{k_2-{\displaystyle \frac{1}{2}}}=1+\frac{∆D}{D} \\ \Rightarrow ∆D=\frac{k_1-k_2}{k_2-{\displaystyle \frac{1}{2}}}D \end{gathered}$$

TH2

Ban đầu tại M là vân sáng : $x_M=\left(k_1\right)\frac{\lambda D}{a}$

Lúc sau cũng tại M là vân sáng $x_M=\left(k_2\right)\frac{\lambda \left(D+∆D\right)}{a}$

$$\begin{gathered} \Rightarrow \frac{k_1}{k_2}=1+\frac{∆D}{D} \\ \Rightarrow ∆D=\frac{k_1-k_2}{k_2}D \end{gathered}$$

Với $k_1$ là bậc giao thoa của vân tối tại M lúc đầu

$k_2$ là bậc giao thoa của vân tối tại M lúc sau

$∆D<0$: Màn dịch lại gần.

$∆D>0$ Màn dịch ra xa.

Ban đầu : $i=\frac{\lambda D}{a}$

Khi thay đổi D:

$i\text{'}=\frac{\lambda \left(D+∆D\right)}{a}$$\Rightarrow ∆i=i\text{'}-i=\frac{\lambda ∆D}{a}$

Màn dịch lại gần : $∆D<0$ khoảng vân giảm

Màn dịch ra xa : $∆D<0$ khoảng vân tăng

Ban đầu : $i=\frac{\lambda D}{a}$

Khi thay đổi a:

$i\text{'}=\frac{\lambda D}{a+∆a}$$\Rightarrow ∆i=i\text{'}-i=\lambda D\left(\frac{1}{a}-\frac{1}{a+∆a}\right)=\lambda D\frac{∆a}{a\left(a+∆a\right)}$

Khoảng cách giữa hai khe lại gần : $∆a<0$ khoảng vân tăng

Khoảng cách giữa hai khe ra xa : $∆a>0$ khoảng vân giảm

Ban đầu : $i=\frac{\lambda D}{a}$

Khi thay đổi $\lambda$:

$i\text{'}=\frac{\lambda \text{'}D}{a}\Rightarrow \frac{i\text{'}}{i}=\frac{\lambda \text{'}}{\lambda }$$\Rightarrow ∆i=i\text{'}-i=\frac{\left(\lambda \text{'}-\lambda \right)D}{a}$

Bước sóng giảm : $∆\lambda <0$ khoảng vân giảm

Bước sóng tăng : $∆\lambda >0$ khoảng vân tăng

Ban đầu tại M là vân tối : $x_M=\left(k_1-\frac{1}{2}\right)\frac{\lambda D}{a}$

Lúc sau cũng tại M là vân tối $x_M=\left(k_2-\frac{1}{2}\right)\frac{\lambda \left(D\right)}{a+∆a}$

$$\begin{gathered} \Rightarrow \frac{k_2-{\displaystyle \frac{1}{2}}}{k_1-{\displaystyle \frac{1}{2}}}=1+\frac{∆a}{a} \\ \Rightarrow ∆a=\frac{k_2-k_1}{k_1-{\displaystyle \frac{1}{2}}}a \end{gathered}$$

TH2

Ban đầu tại M là vân sáng : $x_M=\left(k_1\right)\frac{\lambda D}{a}$

Lúc sau cũng tại M là vân sáng $x_M=\left(k_2\right)\frac{\lambda \left(D\right)}{a+∆a}$

$$\begin{gathered} \Rightarrow \frac{k_2}{k_1}=1+\frac{∆a}{a} \\ \Rightarrow ∆a=\frac{k_2-k_1}{k_2}a \end{gathered}$$

Với $k_1$ là bậc giao thoa của vân tối tại M lúc đầu

$k_2$ là bậc giao thoa của vân tối tại M lúc sau

$∆a<0$: Khoảng cách 2 khe lại gần.

$∆a>0$ Khoảng cách 2 khe ra xa.

Với $i_1$: Khoảng vân của bước sóng ${\lambda }_1$ $\left(mm\right)$

       a: Khoảng cách giữa hai khe $\left(mm\right)$

       D: Khoảng cách từ khe đến màn $\left(m\right)$

      $i_2$: Khoảng vân của bước sóng ${\lambda }_2$ $\left(mm\right)$

       ${\lambda }_1$: Bước sóng giao thoa của ánh sáng đơn sắc 1 $\left(\mu m\right)$

     ${\lambda }_2$  : Bước sóng giao thoa của ánh sáng đơn sắc 2 $\left(\mu m\right)$

Hình ảnh giao thoa : Gồm có các vân tối , vân sáng của ánh sáng đơn sắc 1, vân tối cùa ánh sáng đơn sắc 2 và vân sáng của hai bước sóng trùng nhau , vân tối của hai bước sóng trùng nhau.

TH1 Khoảng cách giữa các vân sáng:

Gọi $k_1,k_2$ lần lượt là bậc  của vân sáng ứng với  ${\lambda }_1;{\lambda }_2$

$d=\left|x_{s_{{\lambda }_2}}-x_{s_{{\lambda }_1}}\right|=\left|k_2{i}_2-k_1{i}_1\right|=\left|\left(k_2{\lambda }_2-k_1{\lambda }_1\right)\right|\frac{D}{a}$

TH2 Khoảng cách giữa các vân tối:

Gọi $k_1,k_2$ lần lượt là bậc  của vân tối ứng với  ${\lambda }_1;{\lambda }_2$

$d=\left|x_{t_{{\lambda }_2}}-x_{t_{{\lambda }_1}}\right|=\left|k_2{i}_2-k_1{i}_1\right|=\left|\left(k_2{\lambda }_2-k_1{\lambda }_1\right)\right|\frac{D}{a}$

Gọi $k_1,k_2$ lần lượt là bậc  của vân giao thoa ứng với  ${\lambda }_1;{\lambda }_2$

TH1 :Với vân tối thứ $k_2$ ứng với $i_2$

       Với vân sáng thứ $k_1$ ứng với $i_1$

$d=\left|x_{t_{{\lambda }_2}}-x_{s_{{\lambda }_1}}\right|=\left|\left(k_2-0,5\right)i_2-k_1{i}_1\right|=\left|\left(\left(k_2-0,5\right){\lambda }_2-k_1{\lambda }_1\right)\right|\frac{D}{a}$

TH2 :Với vân sáng thứ $k_2$ứng với $i_2$

       Với vân tối thứ $k_1$ ứng với $i_1$

$d=\left|x_{s_{{\lambda }_2}}-x_{t_{{\lambda }_1}}\right|=\left|\left(k_2\right)i_2-\left(k_1-0,5\right)i_1\right|=\left|\left(k_2{\lambda }_2-\left(k_1-0,5\right){\lambda }_1\right)\right|\frac{D}{a}$

Gọi $k_1,k_2$ lần lượt là bậc  của vân giao thoa ứng với ${\lambda }_1,{\lambda }_2$

$x_{s_{{\lambda }_1}}=k_1{i}_1=k_1.\frac{{\lambda }_{1}D}{a}$ ứng với bước sóng ${\lambda }_1$

$x_{s_{{\lambda }_2}}=k_2{i}_2=k_2.\frac{{\lambda }_{2}D}{a}$ ứng với bước sóng ${\lambda }_2$

Với những vị trí : $x_{s_{{\lambda }_1}}=x_{s_{{\lambda }_2}}$ ta gọi đó là vị trí trùng của vân sáng . Lúc này vân có màu hỗn hợp của hai màu.

Gọi $k_1,k_2$ lần lượt là bậc  của vân tối  giao thoa ứng với ${\lambda }_1,{\lambda }_2$

+   $x_{t_{\lambda 1}}=\left(k_1-0,5\right)i_1=\left(k_1-0,5\right).\frac{{\lambda }_{1}D}{a}$ ứng với bước sóng ${\lambda }_1$

Ví dụ vân tối thứ 5 của bước sóng 1

$x_{t_{5{\lambda }_1}}=\left(5-0,5\right)\frac{{\lambda }_{1}D}{a}=4,5i_1$

+   $x_{t_{\lambda 2}}=\left(k_2-0,5\right)i_2=\left(k_2-0,5\right).\frac{{\lambda }_{2}D}{a}$ ứng với bước sóng ${\lambda }_2$

Ví dụ vân tối thứ 5 của bước sóng 2

$x_{t_{5{\lambda }_2}}=\left(5-0,5\right)\frac{{\lambda }_{2}D}{a}=4,5i_2$

Với những vị trí : $x_{t_{k_2{\lambda }_2}}=x_{t_{k_1{\lambda }_1}}$ ta gọi đó là vị trí trùng của vân tối . 

Xét vị trí trùng của hai bước sóng ${\lambda }_1,{\lambda }_2$

Ta có vị trí trùng của vân sáng

$x=k_2{i}_2=k_1{i}_1\Rightarrow \frac{{\lambda }_1}{{\lambda }_2}=\frac{k_2}{k_1}=\frac{m}{n}=\frac{2m}{2n}=...=\frac{am}{an}$

Với $k_2,k_1$ là vân của bậc giao thoa ứng với ${\lambda }_2,{\lambda }_1$

m,n là những số tối giản , a là một nguyên số bất kỳ

Vị trí trùng trung tâm : $x=0$

Vị trí trùng kế tiếp ứng với vân sáng bậc $k_2=m$ với bước sóng ${\lambda }_2$ và vân sáng vân bậc bậc $k_1=n$ với bước sóng ${\lambda }_1$.

Vị trí trùng đầu tiên : $x=m\frac{{\lambda }_{2}D}{a}=n\frac{{\lambda }_{1}D}{a}$

Vị trí trùng thứ 2 :  $x=2m\frac{{\lambda }_{2}D}{a}=2n\frac{{\lambda }_{1}D}{a}$

Xét vị trí trùng của hai bước sóng ${\lambda }_1,{\lambda }_2$

Ta có vị trí trùng của vân tối

$x=\left(k_2-0,5\right)i_2=\left(k_1-0,5\right)i_1\Rightarrow \frac{{\lambda }_1}{{\lambda }_2}=\frac{k_2-0,5}{k_1-0,5}=\frac{m}{n}=\frac{0,5m}{0,5n}=...=\frac{{\displaystyle \frac{2a+1}{2}}m}{{\displaystyle \frac{2a+1}{2}}n}$

Với $k_2,k_1$ là vân của bậc giao thoa ứng với ${\lambda }_2,{\lambda }_1$

m,n là những số tối giản cùng lẻ , a là một số bán nguyên bất kỳ

Vị trí trùng vân tối đầu tiên : ứng với vân tối bậc $k_2=\frac{m+1}{2}$ với bước sóng ${\lambda }_2$ và vân sáng vân bậc bậc $k_1=\frac{n+1}{2}$ với bước sóng ${\lambda }_1$.

 $x=0,5m\frac{{\lambda }_{2}D}{a}=0,5n\frac{{\lambda }_{1}D}{a}$

Vị trí trùng thứ 2 :  $x=1,5m\frac{{\lambda }_{2}D}{a}=1,5n\frac{{\lambda }_{1}D}{a}$ ứng với vân tối $k_2=\frac{3m+1}{2}$bậc với bước sóng và vân sáng vân bậc bậc $k_1=\frac{3n+1}{2}$ với bước sóng .

Nếu m, n không cùng là số lẻ thì không có vị trí vân tối trùng nhau

Bước 1: Xác định vị trí trùng của vân sáng : 

$$\begin{gathered} \frac{{\lambda }_1}{{\lambda }_2}=\frac{m}{n} \\ x=n\frac{{\lambda }_{1}D}{a}=m\frac{{\lambda }_{2}D}{a} \end{gathered}$$

Bước 2 lập tỉ số : $\frac{L}{2x}=c+lẻ$

Số vân sáng cùng màu với vân trung tâm $N_{s trùng}=2c+1$=$2\left[\frac{L}{2x}\right]+1$

Với $n_s$ là số vân ở khoảng giữa 

$$\begin{gathered} n_{s1}+1=n \\ {n}_{s2}+1=m \\ Khi nói với vân tối: \\ {n}_{t_1}=n_{s_1}+1 \\ {n}_{t_2}=n_{s_2}+1 \end{gathered}$$

$N_{sáng}=N_{s1}+N_{s2}-2N_{s trùng}$

Bước 1 : Xác định vị trí trùng : $\left\{\begin{array}{l}\frac{k_1-0,5}{k_2-0,5}=\frac{{\lambda }_2}{{\lambda }_1}=\frac{n}{m}\\ x=\frac{n}{2}{i}_1=\frac{m}{2}{i}_2\end{array}\right.$

Số  vân tối vị trí trùng trên đoạn MN:

$$\begin{gathered} \Rightarrow N_{t trùng}=\left[\frac{x_N}{x}\right]-\left[\frac{x_M}{x}\right] cùng phía \\ N_{t trùng}=\left[\frac{x_N}{x}\right]+\left[\frac{x_M}{x}\right]+1 khác phía \end{gathered}$$

$N_{tối}=N_{t1}+N_{t2}-N_{t trùng}$

Định nghĩa

Bề rộng quang phổ bậc 1 là khoảng cách giữa vân sáng bậc 1 của bước sóng màu đỏ và vân sáng bậc 1 của bước sóng màu tím 

$∆x_1=\left({\lambda }_{đỏ}-{\lambda }_{tím}\right)\frac{D}{a}$

$∆x_1$ : Bề rộng quang phổ bậc 1 $\left(mm\right)$

D: Khoảng cách từ màn chứa khe đến màn $\left(m\right)$

a: Khoảng cách giữa hai khe $\left(mm\right)$

${\lambda }_{đỏ}$ Bước sóng của ánh sáng màu đỏ $\left(\mu m\right)$

${\lambda }_{tím}$ :Bước sóng của ánh sáng màu tím $\left(\mu m\right)$ 

Định nghĩa

Bề rộng quang phổ bậc 2 là khoảng cách giữa vân sáng bậc 1 của bước sóng màu đỏ và vân sáng bậc 1 của bước sóng màu tím 

$∆x_2=2\left({\lambda }_{đỏ}-{\lambda }_{tím}\right)\frac{D}{a}$

$∆x_2$ : Bề rộng quang phổ bậc 2 $\left(mm\right)$

D: Khoảng cách từ màn chứa khe đến màn $\left(m\right)$

a: Khoảng cách giữa hai khe $\left(mm\right)$

${\lambda }_{đỏ}$ Bước sóng của ánh sáng màu đỏ $\left(\mu m\right)$

${\lambda }_{tím}$ :Bước sóng của ánh sáng màu tím $\left(\mu m\right)$ 

Định nghĩa

Bề rộng quang phổ bậc 1 là khoảng cách giữa vân sáng bậc 1 của bước sóng màu đỏ và vân sáng bậc 1 của bước sóng màu tím 

$∆x_n=n\left({\lambda }_{đỏ}-{\lambda }_{tím}\right)\frac{D}{a}$

$∆x_n$ : Bề rộng quang phổ bậc n $\left(mm\right)$

D: Khoảng cách từ màn chứa khe đến màn $\left(m\right)$

a: Khoảng cách giữa hai khe $\left(mm\right)$

${\lambda }_{đỏ}$ Bước sóng của ánh sáng màu đỏ $\left(\mu m\right)$

${\lambda }_{tím}$ :Bước sóng của ánh sáng màu tím $\left(\mu m\right)$ 

$∆x_n$ : Bề rộng quang phổ bậc n $\left(mm\right)$

d: Khoảng cách giữa hai quang phổ $\left(mm\right)$

D: Khoảng cách từ màn chứa khe đến màn $\left(m\right)$

a: Khoảng cách giữa hai khe $\left(mm\right)$

${\lambda }_{đỏ}$ Bước sóng của ánh sáng màu đỏ $\left(\mu m\right)$

${\lambda }_{tím}$ :Bước sóng của ánh sáng màu tím $\left(\mu m\right)$ 

Với m là bậc của quang phổ lớn hơn hoặc bằng 2

$L:$ Độ phủ của hai vùng quang phổ $\left(mm\right)$

${\lambda }_{đỏ}:$Bước sóng của ánh sáng đỏ $\left(\mu m\right)$

${\lambda }_{tím}$: Bước sóng của ánh sáng tím $\left(\mu m\right)$

Cho bước sóng ánh sáng trắng : ${\lambda }_{tím} \left(\mu m\right) \le \lambda \le {\lambda }_{đỏ} \left(\mu m\right)$

Xét tại $x_M$ cho vân sáng ta có : $x=\frac{k\lambda D}{a}$

$$\begin{gathered} {\lambda }_{tím} \le \frac{a{x}_M}{kD}\le {\lambda }_{đỏ} \\ \Rightarrow \frac{a{x}_M}{{\lambda }_{đỏ}.D}\le k\le \frac{a{x}_M}{{\lambda }_{tím}.D} \end{gathered}$$

Lấy k nguyên

$Bước sóng cho vân sáng tại M$: $\frac{a{x}_M}{{\lambda }_{đỏ}.D}\le k\le \frac{a{x}_M}{{\lambda }_{tím}.D}$

lấy k nguyên : $k_1 , k_2 ,..$

${\lambda }_1=\frac{ax}{k_{1}D} ; {\lambda }_2=\frac{ax}{k_{2}D}$

Cho bước sóng ánh sáng trắng : ${\lambda }_{tím} \left(\mu m\right) \le \lambda \le {\lambda }_{đỏ} \left(\mu m\right)$

Xét tại $x_M$ cho vân tối ta có : $x_M=\frac{\left(k-0,5\right)\lambda D}{a}$

$$\begin{gathered} {\lambda }_{tím} \le \frac{a{x}_M}{\left(k-0,5\right)D}\le {\lambda }_{đỏ} \\ \Rightarrow \frac{a{x}_M}{{\lambda }_{đỏ}.D}+\frac{1}{2}\le k\le \frac{a{x}_M}{{\lambda }_{tím}.D}+\frac{1}{2} \end{gathered}$$

Lấy k nguyên

$Bước sóng cho vân tối tại M$: $\frac{a{x}_M}{{\lambda }_{đỏ}.D}+\frac{1}{2}\le k\le \frac{a{x}_M}{{\lambda }_{tím}.D}+\frac{1}{2}$

lấy k nguyên : $k_1 , k_2 ,..$

${\lambda }_1=\frac{ax}{\left(k_1-0,5\right)D} ; {\lambda }_2=\frac{ax}{\left(k_2-0,5\right)D}$

Xét 2 quang phổ m và m+1

Gần nhất : $x=\left(m+1\right).\frac{{\lambda }_{tím}.D}{a}$

Xa nhất :  $x=\left(m\right).\frac{{\lambda }_{đỏ}.D}{a}$

Với x : Vị trí trùng của vùng quang phổ

Nhiễu xạ ánh sáng là hiện tượng tia sáng sáng bị lệch phương truyền khi gặp vật cản.

Ví dụ : lỗ nhỏ $a$ , mép vật cản.

Khi x là vị trí vân sáng tại vị trí này hai sóng đến cùng pha nên năng lượng cao $d_2-d_1=\frac{ax}{D}=k\lambda$

Lúc này hiệu lộ trình bằng số nguyên lần bước sóng

Khi x là vị trí vân tối :  hai sóng đến ngược pha nên bị triệt tiêu $d_2-d_1=\frac{ax}{D}=\left(k-\frac{1}{2}\right)\lambda$

Lúc này hiệu lộ trình bằng số bán nguyên lần bước sóng

Các k>0

Với $i\text{'}$ Khoảng vân lúc sau

Ban đầu là vân tối : $x_M=\left(k_1-\frac{1}{2}\right)\frac{\lambda D_1}{a}$

Lúc sau là vân sáng $x_M=k_2\frac{\lambda D_2}{a}$