Bài 25. Giao thoa ánh sáng

TRU?NG THPT NGUY?N TR�I
T? CHUYÊN MÔN: KHTN
BÀI GIẢNG VẬT LÝ 12
GIÁO VIÊN THỰC HIỆN: NGUYỄN THANH BÌNH
Tiết 42-Bài 25. GIAO THOA ÁNH SÁNG
I – HIỆN TƯỢNG NHIỄU XẠ ÁNH SÁNG.
Thí nghiệm:
Đặt nguồn sáng điểm S trước một lỗ tròn nhỏ O, khoét trên thành của một hộp kín hình hộp chữ nhật.
Nhận xét:
- Trên màn có một vệt sáng tròn có đường kính lớn hơn.
- Khi gặp mép lỗ, ánh sáng đã có sự truyền sai lệch với sự truyền thẳng.
Hiện tượng truyền sai lệch so với sự truyền thẳng khi ánh sáng gặp vật cản gọi là hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng.
Kết luận:
Ánh sáng qua hộp kín có hình
dạng thế nào?
Nhận xét gì về đường
truyền của ánh sáng?
I – HIỆN TƯỢNG NHIỄU XẠ ÁNH SÁNG.
Thí nghiệm:
* 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.
Tiết 42-Bài 25. GIAO THOA ÁNH SÁNG
a- Dụng cụ.
- Đèn chiếu sáng Đ.
- Màn chắn M1 có khe hẹp S.
- Màn chắn M2 đặt song song M1, có hai khe hẹp S1&S2 rất gần nhau và cùng song song với S.
b- Tiến trình thí nghiệm.
- Các tấm kính lọc sắc F
Đ
M1
S
M2
S1 S2
F
*Hiện tượng quan sát được.
Có một vùng sáng hẹp trong đó xuất hiện những vạch sáng đỏ và những vạch tối xen kẽ, song song và cách đều nhau.
I – HIỆN TƯỢNG NHIỄU XẠ ÁNH SÁNG.
II – HIỆN TƯỢNG GIAO THOA ÁNH SÁNG.
1.ThÝ nghiÖm Y-©ng vÒ hiÖn t­îng giao thoa ¸nh s¸ng.
Tiết 42-Bài 25. GIAO THOA ÁNH SÁNG
S
M1
M2
S1
S2
+ Những vạch sáng là chỗ hai sóng gặp nhau tăng cường lẫn nhau.
+ Những vạch tối là chỗ hai sóng gặp nhau triệt tiêu lẫn nhau.
I – HIỆN TƯỢNG NHIỄU XẠ ÁNH SÁNG.
II – HIỆN TƯỢNG GIAO THOA ÁNH SÁNG.
1.ThÝ nghiÖm Y-©ng vÒ hiÖn t­îng giao thoa ¸nh s¸ng.
+ Những vạch sáng và vạch tối xen kẽ nhau chính là hệ vân giao
thoa của hai sóng ánh sáng.
Giải thích:
Tiết 42-Bài 25. GIAO THOA ÁNH SÁNG
2. Vị trí các vân sáng
- Vị trí các vân sáng:
(k = 0, ±1, ±2,…)
với k gọi là bậc giao thoa
- Vị trí các vân tối:
Đối với các vân tối, không có khái niệm bậc giao thoa.
(k’ = 0, ±1, ±2,…)
I – HIỆN TƯỢNG NHIỄU XẠ ÁNH SÁNG.
II – HIỆN TƯỢNG GIAO THOA ÁNH SÁNG.
1.ThÝ nghiÖm Y-©ng vÒ hiÖn t­îng giao thoa ¸nh s¸ng.
Tiết 42-Bài 25. GIAO THOA ÁNH SÁNG
3. 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 tính khoảng vân:
c) Tại điểm O, ta có x = 0, k = 0 và d2 – d1 = 0 không phụ thuộc λ. Vậy ở O có vân sáng bậc 0 của mọi ánh sáng đơn sắc. Ta gọi nó là vân chính giữa hay vân trung tâm.
I – HIỆN TƯỢNG NHIỄU XẠ ÁNH SÁNG.
II – HIỆN TƯỢNG GIAO THOA ÁNH SÁNG.
1.ThÝ nghiÖm Y-©ng vÒ hiÖn t­îng giao thoa ¸nh s¸ng.
2. Vị trí các vân sáng
Tiết 42-Bài 25. GIAO THOA ÁNH SÁNG
3. Khoảng vân
I – HIỆN TƯỢNG NHIỄU XẠ ÁNH SÁNG.
II – HIỆN TƯỢNG GIAO THOA ÁNH SÁNG.
1.ThÝ nghiÖm Y-©ng vÒ hiÖn t­îng giao thoa ¸nh s¸ng.
2. Vị trí các vân sáng
4. Ứng dụng:
Từ công thức:
ta có:
Đo được i, a, D ta xác định được
Tiết 42-Bài 25. GIAO THOA ÁNH SÁNG
3. Khoảng vân
I – HIỆN TƯỢNG NHIỄU XẠ ÁNH SÁNG.
II – HIỆN TƯỢNG GIAO THOA ÁNH SÁNG.
1.ThÝ nghiÖm Y-©ng vÒ hiÖn t­îng giao thoa ¸nh s¸ng.
2. Vị trí các vân sáng
III – BƯỚC SÓNG ÁNH SÁNG VÀ MÀU SẮC.
1. Mỗi ánh sáng đơn sắc có một bước sóng trong chân không xác định.
2. Các ánh sáng đơn sắc có bước sóng trong khoảng từ 380 nm (ứng với màu tím trên quang phổ) đến chừng 760 nm (ứng với màu đỏ) mới gây ra cảm giác sáng, đó là các ánh sáng nhìn thấy được (khả kiến).
3.Ánh sáng của mặt trời là hỗn hợp của vô số ánh sáng có bước sóng từ 0 đến ∞. Nhưng chỉ các bức xạ có bước sóng từ 380 nm đến 760 nm là mắt phân biệt được màu sắc.
Tiết 42-Bài 25. GIAO THOA ÁNH SÁNG
4. Ứng dụng:
4. Bước sóng trong chân không của bảy màu trên quang phổ hay bảy màu cầu vòng (Bảng 25.1)
5 :Điều kiện về nguồn kết hợp trong hiện tượng giao thoa ánh sáng:
* Hai nguồn phải phát ra hai sóng ánh sáng có cùng bước sóng.
* Hiệu số pha dao động của hai nguồn phải không đổi theo thời gian.
III – BƯỚC SÓNG ÁNH SÁNG VÀ MÀU SẮC.
- ánh sáng phản xạ trên các váng dầu, mỡ, mặt đĩa CD hoặc bong bóng xà phòng có màu sắc sặc sỡ.
* Hiện tượng giao thoa ánh sáng thường gặp.
3. Khoảng vân
I – HIỆN TƯỢNG NHIỄU XẠ ÁNH SÁNG.
II – HIỆN TƯỢNG GIAO THOA ÁNH SÁNG.
1.ThÝ nghiÖm Y-©ng vÒ hiÖn t­îng giao thoa ¸nh s¸ng.
2. Vị trí các vân sáng
Tiết 42-Bài 25. GIAO THOA ÁNH SÁNG
4. Ứng dụng:
III – BƯỚC SÓNG ÁNH SÁNG VÀ MÀU SẮC.