Bài 25. Giao thoa ánh sáng

GIAO THOA ÁNH SÁNG
Nội dung:

Hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng

II. Hiện tượng giao thoa ánh sáng

III. Bước sóng ánh sáng và màu sắc

IV. Chiết suất của môi trường và màu sắc ánh sáng
I. Hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng
- Hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng là hiện tượng truyền sai lệch so với sự truyền thẳng khi ánh sáng gặp vật cản
- Thừa nhận ánh sáng có tính chất sóng
- Trong một môi trường trong suốt nhất định, coi mỗi chùm sáng đơn sắc như một sóng có bước sóng và tần số xác định
N
D
M
O

- Quá trình vật lý nào gây ra hiện tượng giao thoa cũng tất yếu là một quá trình sóng
II. Hiện tượng giao thoa ánh sáng
1. Thí nghiệm Y – âng về giao thoa ánh sáng
- Đèn chiếu sáng Đ
- Màn chắn M1 có khe hẹp F
- Màn chắn M2 có hai khe hẹp F1 và F2 rất gần nhau và cùng song song với F
- Các tấm kính lọc sắc K
a. Dụng cụ thí nghiệm:
M2
F1, F2
D
M1
F
M
- Màn chắn M như 1 màn ảnh
1. Thí nghiệm Y – âng về giao thoa ánh sáng
b. Tiến hành thí nghiệm
- Sử dụng ánh sáng đơn sắc đỏ:
Đ
M1
F
K
trên màn M xuất hiện những vạch sáng đỏ và tối xen kẽ song song và cách đều nhau
M2
F1 F2
c. Giải thích hiện tượng
- Với ánh sáng đơn sắc:
F
M1
M2
F1
F2
Hai ngu?n F1, F2 l� hai ngu?n k?t h?p: cú cựng t?n s? v� cựng pha
Những vạch sáng là chỗ hai sóng ánh sáng tăng cường lẫn nhau
Những vạch tối là chỗ hai sóng ánh sáng triệt tiêu lẫn nhau
A
h
x
- Vị trí vân sáng:
xk = k ( k = 0; ±1; ±2; ...)
- Vị trí vân tối: xk’ = (k’+ ) ( k’ = 0; ±1; ±2; ...)
a: khoảng cách 2 khe (m)
D: khoảng cách từ 2 khe đến màn (m)
λ: bước sóng của ánh sáng đơn sắc (m)
2. Vị trí các vân sáng, vân tối
O
k = 0
k’ = 0
k’ = - 1
k’ = 1
k’ = - 2
Vân sáng trung tâm
Vân tối thứ 1
Vân tối thứ 2
x
*Thí nghiệm Y-âng với ánh sáng trắng
Trờn m�n M xu?t hi?n 1 h? võn nhi?u m�u v?i 1 v?ch m�u tr?ng ? chớnh gi?a
3. Khoảng vân
Định nghĩa: là khoảng cách giữa hai
vân sáng hoặc hai vân tối liên tiếp
Vị trí vân sáng xác định như thế nào thông qua khoảng vân i?
Công thức: i =
4. Ứng dụng:
Đo bước sóng ánh sáng λ bằng
công thức
III. Bước sóng ánh sáng và màu sắc
- Mỗi ánh sáng đơn sắc có một tần số xác định
Trong chân không:
Trong môi trường trong suốt:
- Ánh sáng nhìn thấy:
là các ánh sáng đơn sắc có bước sóng từ λtím = 380 nm→ λđỏ = 760 nm
- Ánh sáng mặt trời:
là hỗn hợp vô số ánh sáng đơn sắc có bước sóng biên thiên từ 0→
*Nguồn kết hợp trong hiện tượng giao thoa ánh sáng:
Hai nguồn phát ra hai sóng ánh sáng có cùng bước sóng.
Hiệu số pha dao động của hai nguồn phải không đổi theo thời gian
II. Bước sóng ánh sáng và màu sắc
*Chiết suất của môi trường và bước sóng ánh sáng:
Chiết suất của môi trường trong suốt thì phụ thuộc vào tần số và bước sóng ánh sáng.
Ánh sáng có bước sóng càng dài thì chiết suất càng nhỏ
n = A + B/
II. Bước sóng ánh sáng và màu sắc
CỦNG CỐ BÀI HỌC
* Thế nào là hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng
* Điều kiện để có hiện tượng giao thoa ánh sáng và mô tả được hình ảnh giao thoa quan sát được
* Biểu thức xác định vị trí của vân sáng và vân tối trong thí nghiệm Y-âng
* Công thức xác định khoảng vân
* Mối liên hệ giữa bước sóng và màu sắc ánh sáng
* Hiện tượng giao thoa ánh sáng thường gặp.
A
C
Câu 1: Hai chùm sáng kết hợp nhất thiết phải
có cùng biên độ
có cùng tần số
có cùng pha dao động
ngược pha dao động
BÀI TẬP CỦNG CỐ
C�u 2: �nh s�ng m�u v�ng c?a d�n natri cĩ bu?c sĩng ? b?ng
A. 0,589 pm
B. 0,589 nm
C. 0,589 ?m
D. 0,589 mm
BÀI TẬP CỦNG CỐ
Câu 3: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe hẹp bằng 1 mm và khoảng cách từ hai khe đến màn bằng 1 m. Chiếu sáng hai khe bằng ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ = 0,5 μm, hãy xác định
Khoảng vân i?
Vị trí của vân sáng bậc 5?
Vị trí của vân tối thứ 2 kể từ vân sáng trung tâm?
Tại điểm M cách vân sáng trung tâm 1 mm là vân sáng hay vân tối?
BÀI TẬP CỦNG CỐ
Đáp số bài 3
i = 0,5 mm

b. xs5 = 5i = 2,5 mm

c. xt2 = (1+ ½)i = 0,75 mm

d. = 2, do đó k = 2. Vậy M là vân sáng bậc 2
Câu 4: Trong một thí nghiệm Y-âng với ánh sáng đơn sắc, người ta đo được khoảng cách giữa 3 vân sáng liên tiếp là 0,6 mm. Xác định khoảng vân i?
A. 0,2 mm B. 0,3 mm
C. 0,4 mm D. không xác định được
BÀI TẬP CỦNG CỐ
Câu 5: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe hẹp bằng 1 mm và khoảng cách từ hai khe đến màn bằng 2 m. Chiếu sáng hai khe bằng ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ, người ta xác định được khoảng cách từ vân sáng chính giữa đến vân sáng bậc 4 là 4,5 mm. Tìm bước sóng λ?
A. 0,5625 μm B. 0,7778 μm
C. 0,8125 μm D. 0,6 μm
BÀI TẬP CỦNG CỐ
NHIỆM VỤ HỌC TẬP
* Hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng
* Hiện tượng giao thoa ánh sáng
* Biểu thức xác định vị trí của vân sáng và vân tối trong thí nghiệm Y-âng
* Công thức xác định khoảng vân
* Bước sóng và màu sắc ánh sáng
* Làm bài tập: 4, 5/ 197 SGK
Cảm ơn các thầy cô giáo và các em!
O
k = 0
k = 1
k = - 1
Vân sáng trung tâm
Vân sáng bậc 1
x
Y-âng
(Thomas Young, 1773 - 1829, nhà vật lý người Anh )
Bước sóng của ánh sáng nhìn thấy trong chân không