GIAO THOA ÁNH SÁNG
I. HIỆN TƯỢNG NHIỄU XẠ ÁNH SÁNG
1. Thí nghiệm:
Kết quả TN: Tia sáng gặp vật cản có khe F bị đổi phương truyền, gây ra hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng trên màn D
Nguồn sáng S chiếu tới màn chắn có khe nhỏ F và tới màn hứng D
S . F D
2. Giải thích hiện tượng nhiễu xạ: dựa trên nguyên tắc coi ánh sáng như là một nguồn sóng phát ra mọi phương bình đẳng từ một điểm của nguồn sóng.
Phương truyền sóng
Sóng nhiễu xạ
Sóng không nhiễu xạ
Sóng nhiễu xạ qua một khe rộng
Sau khi đi qua khe, sóng đi theo phương như thế nào?
Sau khi qua khe, sóng không đi theo đường thẳng OM và OM’ mà hơi lệch sang 2 cạnh khe
Nếu thu hẹp khe dần thì hiện tượng xảy ra như thế nào?
Khi sóng truyền qua khe hẹp thì sóng lệch khỏi phương truyền thẳng càng rõ
Nếu khe hở có kích thước nhỏ hơn bước sóng thì hiện tượng xảy ra như thế nào?
Sau khi qua khe rất hẹp, sóng có dạng hình tròn giống như chính khe đó là một tâm phát sóng mới.
3. Kết luận:
* Hiện tượng ánh sáng truyền sai lệch so với sự truyền thẳng khi ánh sáng gặp vật cản gọi là hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng.
* Hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng chỉ có thể giải thích được nếu thừa nhận ánh sáng có tính chất sóng. Mỗi chùm sáng đơn sắc coi như một sóng có bước sóng xác định.
* Thí nghiệm này đươc ông Young thực hiện năm 1802
II.HIỆN TƯỢNG GIAO THOA ÁNH SÁNG:
1.Thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng:
a.Dụng cụ:
- Nguồn chiếu sáng: Bóng đèn Đ.
- Khe F nhận ánh sáng từ nguồn Đ truyền đến.
- Hai khe hẹp F1,F2 rất gần nhau, cách nhau một khoảng a và cùng song song với khe F
b.Tiến trình thí nghiệm:
- Tấm kính mỏng trong suốt lọc sắc đặt giữa Đ và khe F
F
c. Kết quả TN: Mắt nhìn thấy có một vùng sáng trong đó xuất hiện những vạch sáng đỏ và những vạch tối xen kẽ, song song và cách đều sau vùng hai khe F1, F2.
-Các tấm kính lọc sắc F
F
M
F1 F2
F
M
F1 F2
Giao thoa với ánh sáng đơn sắc vàng
Giao thoa với ánh đơn sắc tím
Giao thoa với ánh sáng đơn sắc đỏ
Thí nghiệm với các ánh sáng màu đơn sắc khác nhau (tím, vàng và đỏ)
- Kết quả có một vạch sáng trắng ở chính giữa, hai bên có những dải màu như cầu vồng, tím ở trong, đỏ ở ngoài.
- Ta gọi những vạch sáng, tối ở trên là vân giao thoa
Sử dụng ánh sáng trắng
F1
F2
F
F1
F2
F
2. Giải thích hiện tượng giao thoa ánh sáng:
Coi ánh sáng như một sóng thì ánh sáng phát ra từ hai khe F1 và F2 là hai nguồn sóng kết hợp cùng tần số cùng bước sóng và cùng biên độ thì sau vùng F1, F2 sẽ có sự giao thoa sóng nên có những điểm sóng tăng cường (vân sáng) và những điểm triệt tiêu (vân tối)
* Điều kiện về nguồn kết hợp trong hiện tượng giao thoa ánh sáng:
Hai nguồn phát ra phải hai sóng ánh sáng có cùng bước sóng.
Hiệu số pha dao động của hai nguồn phải không đổi theo thời gian
3. Vị trí các vân sáng
Đặt:
a = F1F2. ; IF1 = IF2 d1
d1 = F1A ; d2 = F2A d2
x = OA ; D = IO
Hiệu đường đi:
* Vị trí các vân sáng:
Vị trí các vân tối:
Từ (1) và (3)=>
Trong đó: k’ = {0; ± 1…}
k’ = 0 gọi là vân tối thứ 1 , k’= 1 là vân tối thứ 2 ,..
Từ (1) và (2) ta suy ra được: Các vân cách O một khoảng: xs
Trong đó: (k = 0; ± 1…)
k gọi là bậc giao thoa
k=0 gọi là vân sáng trung tâm, k = ± 1 gọi là vân sáng bậc 1,..
4. Khoảng vân:
a. Định nghĩa: khoảng vân (i) là khoảng cách giữa hai vân sáng hoặc hai vân tối liên tiếp nhau.
b. Công thức:
5. Ứng dụng:
- Đo bước sóng ánh sáng. Nếu ta đo được D, a, i thì ta xác định được λ bằng công thức
III. BƯỚC SÓNG VÀ MÀU SẮC ÁNH SÁNG
Mỗi ánh sáng đơn sắc có một bước sóng trong chân không xác định.
Các ánh sáng có bước song từ 380nm(0,38mm) đến 760nm( 0,76mm) gọi là ánh sáng nhìn thấy “ánh sáng khả kiến”
Ánh sáng Mặt Trời là hỗn hợp của vô số ánh sáng đơn sắc có bước sóng liên tục từ 0 đến ∞
GIAO THOA TRÊN LỚP BONG BÓNG XÀ PHÒNG
GIAO THOA TRÊN MẶT ĐĨA CD
IV. KẾT LUẬN
Hiện tượng giao thoa ánh sáng là một bằng chứng thực nghiệm quan trọng khẳng định ánh sáng có tính chất sóng.
Khi chiếu ánh sáng đi từ môi trường này sang môi trường kia thì:
CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM CỦNG CỐ
A
B
C
Tần số không đổi, bước sóng thay đổi
Tần số thay đổi, bước sóng không đổi
Tần số và bước sóng đều thay đổi
Tần số và bước sóng đều không đổi
Câu số 1
D
Chiếu một chùm tia sáng hẹp qua một lăng kính. Chùm tia sáng đó sẽ tách thành chùm tia sáng có màu khác nhau. Hiện tượng này gọi là
D
C
B
A
Giao thoa ánh sáng.
Khúc xạ ánh sáng.
Nhiễu xạ ánh sáng.
Câu số 2
Tán sắc ánh sáng.
nguon VI OLET
