Cho một thấu kính hội tụ L tiêu cự f = 50cm, khẩu độ có bán kính R = 3cm. Cách thấu kính một đoạn d = 75cm, người ta đặt một khe sáng thẳng đứng S. Ánh sáng do khe phát ra có bước sóng. l = 0,5mm. Thấu kính được cưa dọc theo một đường kính thẳng đứng thành hai nửa thấu kính L1 và L2: các nửa thấu kính này được tách ra để tạo thành một khe hở thẳng đứng song song với khe sáng S và nhờ chèn vào giữa một dây kim loại mảnh có dường kính b = 1mm (hệ thống như trên gọi là bán kính thấu kính Bi-ê) (Hình vẽ). Cách lưỡng thấu kính một đoạn l, người ta đặt một màn quan sát E vuông góc với chùm tia sáng phát ra từ lưỡng thấu kính. Bắt dầu từ giá trị l0 nào của l ta có thể quan sát được các vân giao thoa trên màn E?
A. 1,578m
B. 1,988 mm
C. 2,124 mm
D. 0,546 mm
= 4
Đáp án: A
Gọi S1 và S2 là ảnh của khe sáng S tạo bởi hai nửa thấu kính L1 và L2, d' là khoảng cách từ S1 (hoặc S2) tới thấu kính.
Ta có:
Như vậy S1 và S2 là hai ảnh thật.
Theo hình vẽ, ta có:
Þ S1S2 = 3b = 3mm.
Các chùm tia sáng phát ra từ S, sau khi khúc xạ qua hai nửa thấu kính đi tới màn E, có thể coi như xuất phát từ hai nguồn kết hợp S1 và S2. Hai chùm khúc xạ có một miền chung O1MN, đó chính là vùng giao thoa. Như vậy, có thể coi bán kính thấu kính Bi-ê như một hệ thống khe Y-âng S1S2, cách nhau a = S1S2 = 3mm và cách màn quan sát một khoảng D = l - d'. Từ hình vẽ ta thấy để quan sát được hiện tượng giao thoa trên màn E thì phải đặt màn E cách thấu kính một khoảng lớn hơn hoặc bằng HO1 = l0: l > l0. Từ hình vẽ, xét hai tam giác đồng dạng O1L1L2 và O1S1S2 ta có:
Thay số ta được l0 = 1,578m.