Bậc của vân giao thoa - Vật lý 12

Khái niệm:

Vị trí trùng là vị trí mà có nhiều vân của các bước sóng khác nhau chồng chập có thể cùng sáng, cùng tối hoặc tối và sáng trùng nhau.

Đơn vị tính: milimét (mm)

Khái niệm:

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

- Khoảng vân tỉ lệ thuận với bước sóng và khoảng cách tới màn và tỉ lệ nghịch với bề rộng khe.

Đơn vị tính: milimét $\left(mm\right)$

Khái niệm: 

- Bậc của vân giao thoa cho chúng ta biết vân đó là vân sáng hay vân tối. Số k thể hiện bậc của loại vân đó.

- Quy ước: $k_n ; \left(n\in \mathrm{\mathbb{Z}}\right)$

Đơn vị tính: Không có

Khái niệm:

- Ánh sáng là một bức xạ điện từ và có sóng. Vì sóng ánh sáng cũng giống như sóng biển, sẽ có sóng lớn và sóng nhỏ. Độ lớn của sóng gọi là bước sóng.

- Theo vật lý, bước sóng chính là khoảng cách gần nhất dao động cùng pha. Có thể hiểu đơn giản, nó là khoảng cách giữa 2 đỉnh của sóng (gọi là điểm dao động cực đại) gần nhau nhất, là giữa 2 cấu trúc lặp lại của sóng.

Đơn vị tính: mét ($m$)

Khái niệm

$x_M$ là khoảng cách từ vị trí điểm M đang xét đến vân sáng trung tâm.

Đơn vị tính: milimét (mm)

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 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.

Vì i giảm nên $k_2>k_1$

THI : vân sáng lúc đầu trùng vân tối lúc sau

$k_{1}i=\left(k_2-\frac{1}{2}\right)i\text{'}\Rightarrow n=\frac{2k_2-{\displaystyle 1}}{2k_1}$

TH2 : vân sáng lúc đầu trùng vân sáng lúc sau

$k_{1}i=\left(k_2\right)i\text{'}\Rightarrow n=\frac{k_2}{k_1}$

TH3: vân tối lúc đầu trùng vân sáng lúc sau

$\left(k_1-\frac{1}{2}\right)i=\left(k_2\right)i\text{'}\Rightarrow n=\frac{2k_2}{2k_1-{\displaystyle 1}}$

TH4 : vân tối lúc đầu trùng vân tối lúc sau

$\left(k_1-\frac{1}{2}\right)i=\left(k_2-\frac{1}{2}\right)i\text{'}\Rightarrow n=\frac{2k_2-1}{2k_1-1}$

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 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.

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 . 

Giả sử vị trí trùng của hai vân sáng là $x$

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

Khi đó ta có :

$x=x_{s_{k_2{\lambda }_2}}=x_{s_{k_1{\lambda }_1}}$

$$\begin{gathered} \Rightarrow x=k_2{i}_2=k_1{i}_1 \\ \iff x=k_1{\lambda }_2=k_1{\lambda }_1 \end{gathered}$$

Khi tìm hai bước sóng chúng phải khác nhau về độ lớn và nằm trong vùng ánh sáng trắng

Giả sử vị trí trùng của hai vân tối là $x$

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

Khi đó ta có :

$x=x_{t_{k_1{\lambda }_1}}=x_{t_{k_2{\lambda }_2}}$

$$\begin{gathered} \Rightarrow x=\left(k_2-0,5\right)i_2=\left(k_1-0,5\right)i_1 \\ \iff x=\left(k_1-0,5\right){\lambda }_2=\left(k_1-0,5\right){\lambda }_1 \end{gathered}$$

Khi tìm hai bước sóng chúng phải khác nhau về độ lớn và nằm trong vùng ánh sáng trắng

Giả sử vị trí trùng của hai vân là $x$

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

TH1 vân tối của bước sóng 1 trùng với vân sáng của bước sóng 2

Khi đó ta có :

$x=x_{s_{k_2{\lambda }_2}}=x_{t_{k_1{\lambda }_1}}\Rightarrow x=k_2{\lambda }_2=\left(k_1-0.5\right){\lambda }_1$

Khi tìm hai bước sóng chúng phải khác nhau về độ lớn và nằm trong vùng ánh sáng trắng

TH2 vân tối của bước sóng 2 trùng với vân sáng của bước sóng 1

$x=x_{t_{k_2{\lambda }_2}}=x_{s_{k_1{\lambda }_1}}\Rightarrow x=\left(k_2-0,5\right){\lambda }_2=\left(k_1\right){\lambda }_1$

Khi tìm hai bước sóng chúng phải khác nhau về độ lớn và nằm trong vùng ánh sáng trắng

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

TH1 vân tối của bước sóng 1 trùng với vân tối bước sóng 2

$0,38\le {\lambda }_1\le 0,76$

Vị trí trùng : $x=\left(k_2-0,5\right){\lambda }_2=\left(k_1-0,5\right){\lambda }_1$

$0,38.\frac{k_1-0,5}{k_2-0,5}\le {\lambda }_2\le 0,76.\frac{k_1-0,5}{k_2-0,5}$

Khi cho 2 ẩn số ta tìm được cái còn lại:

TH2 vân sáng của bước sóng 1 trùng với vân sáng bước sóng 2

Vị trí trùng : $x=\left(k_2\right){\lambda }_2=\left(k_1\right){\lambda }_1$

$0,38.\frac{k_1}{k_2}\le {\lambda }_2\le 0,76.\frac{k_1}{k_2}$

Khi cho 2 ẩn số ta tìm được cái còn lại:

TH3 vân sáng của bước sóng 1 trùng với vân tối bước sóng 2

Vị trí trùng : $x=\left(k_2-0,5\right){\lambda }_2=\left(k_1\right){\lambda }_1$

$0,38.\frac{k_1}{k_2-0,5}\le {\lambda }_2\le 0,76.\frac{k_1}{k_2-0,5}$

Khi cho 2 ẩn số ta tìm được cái còn lại:

Ngược lại :$0,38.\frac{k_2-0,5}{k_1}\le {\lambda }_2\le 0,76.\frac{k_2-0,5}{k_1}$

Khi ${\lambda }_2$ thuộc khoảng bước sóng thì công thức đổi vị trí ${\lambda }_2 và {\lambda }_1;k_{1}và k_2$n

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

Lập tỉ số : $\frac{{\lambda }_1}{{\lambda }_2}=\frac{m}{n}$

TH1 :Với m,n cùng là số lẻ thì không có vị trị trùng của vân sáng và vân tối thuộc 2 bước sóng

TH2 :Với m,n không cùng là số lẻ thì có vị trị trùng của vân sáng và vân tối thuộc 2 bước sóng

Gỉa sử m là số lẻ , n là số chẵn suy ra vị trí trùng là của vân sáng $k_2=\frac{m}{2}$ của bước sóng 2 và vân tối $k_1=\frac{n+1}{2}$ của bước sóng 1

Gỉa sử m là số chẵn , n là số lẻ suy ra vị trí trùng là của vân tối  $k_2=\frac{m+1}{2}$ của bước sóng 2 và vân tối $k_1=\frac{n}{2}$ của bước sóng 1

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

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 

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

$∆x_n$ : 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 $\left(\mu m\right)$ 

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 3 bước sóng đơn sắc ${\lambda }_1 , {\lambda }_2 , {\lambda }_3$

Lập tỉ số : ${\lambda }_1 : {\lambda }_2 : {\lambda }_3=m : n :l$

Vị trí trùng : $K=BCNN\left(n,m,l\right)$

$x=k_1\frac{{\lambda }_{1}D}{a}=k_2\frac{{\lambda }_{2}D}{a}=k_3\frac{{\lambda }_{3}D}{a}$

$=\frac{BCNN\left(n,m,l\right)}{m}\frac{{\lambda }_{1}D}{a}=\frac{BCNN\left(n,m,l\right)}{n}\frac{{\lambda }_{2}D}{a}=\frac{BCNN\left(n,m,l\right)}{l}\frac{{\lambda }_{3}D}{a}$

Gỉa sử vị trí trùng nhau như vân trung tâm ứng với $k_1=\frac{K}{m} ,k_2=\frac{K}{n} ,k_3=\frac{K}{l}$ ứng bước sóng ${\lambda }_1,{\lambda }_2,{\lambda }_3$

Khoảng cách giữa hai vị trí có cùng màu với vân trung tâm 3 bước sóng là

$$\begin{gathered} L=\frac{BCNN\left(m,n,l\right)}{m}{i}_1=\frac{BCNN\left(m,n,l\right)}{n}{i}_2=\frac{BCNN\left(m,n,l\right)}{l}{i}_3 \\ =\left(N_{s1}-1\right)i_1=\left(N_{s2}-1\right)i_2=\left(N_{s3}-1\right)i_3 \end{gathered}$$

Với $N_{s1};N_{s2};N_{s3}$ là số vân sáng trên khoảng giữa hai vân sáng giống màu vân trung tâm

Gỉa sử vị trí trùng tương ứng: $x=\frac{BCNN\left(m,n,l\right)}{m}{i}_1=\frac{BCNN\left(m,n,l\right)}{n}{i}_2=\frac{BCNN\left(m,n,l\right)}{l}{i}_3$

Số vân trùng của bước sóng 1 và 2: $x_{12}=k_1{i}_1=k_2{i}_2\Rightarrow \frac{k_1}{k_2}=\frac{{\lambda }_2}{{\lambda }_1}=\frac{a_1}{b_1}$

$N_{s12}=\left[\frac{BCNN\left(m,n.l\right)}{m.a_1}\right]-1$

Số vân trùng của bước sóng 3 và 2:$x_{32}=k_3{i}_3=k_2{i}_2\Rightarrow \frac{k_2}{k_3}=\frac{{\lambda }_3}{{\lambda }_2}=\frac{b_2}{c_1}$

$N_{s23}=\left[\frac{BCNN\left(m,n.l\right)}{n.b_2}\right]-1$

Số vân trùng của bước sóng 3 và 1:$x_{31}=k_3{i}_3=k_1{i}_1\Rightarrow \frac{k_3}{k_1}=\frac{{\lambda }_1}{{\lambda }_3}=\frac{c_2}{a_2}$

$N_{s13}=\left[\frac{BCNN\left(m,n.l\right)}{l.c_2}\right]-1$

Số vân sáng không đơn sắc trong khoảng giữa :

$N_{không đơn sắc}=N_{s12}+N_{s23}+N_{s31}$

Gỉa sử vị trí trùng tương ứng: $x=\frac{BCNN\left(m,n,l\right)}{m}{i}_1=\frac{BCNN\left(m,n,l\right)}{n}{i}_2=\frac{BCNN\left(m,n,l\right)}{l}{i}_3$

$N_{s quan sát}=N_{1s}+N_{2s}+N_{3s}-N_{không đơn sắc}$

$$\begin{gathered} N_{1s}=\frac{BCNN\left(m,n,l\right)}{m}-1 \\ {N}_{2s}=\frac{BCNN\left(m,n,l\right)}{n}-1 \\ {N}_{3s}=\frac{BCNN\left(m,n,l\right)}{l}-1 \end{gathered}$$

$N_{không đơn sắc}=N_{s12}+N_{s23}+N_{s31}$

Ban đầu bề rộng quang phổ bậc n: $∆x_n=n\left({\lambda }_{đỏ}-{\lambda }_{tím}\right)\frac{D}{a}$

Lúc sau bề rộng quang phổ bậc n : $∆x_n\text{'}=n\left({\lambda }_{đỏ}-{\lambda }_{tím}\right)\frac{D+∆D}{a}$

$$\begin{gathered} \frac{∆x_n\text{'}}{∆x_n}=\frac{D+∆D}{D} \\ \Rightarrow ∆x_n\text{'}=\left(1+\frac{∆D}{D}\right)∆x_n \end{gathered}$$

Màn dịch lại gần $∆D<0$ bề rộng quang phổ tăng

Màn dịch ra xa $∆D>0$ bề rộng quang phổ giảm