Bài 25. Giao thoa ánh sáng

Khi ánh sáng mặt trời phản xạ trên màng nước xà phòng
hay trên váng dầu ta thấy có các vân màu sặc sỡ . Tại sao vậy ?
Tiết 42
GIAO THOA ÁNH SÁNG
I. HIỆN TƯỢNG NHIỄU XẠ ÁNH SÁNG
V
Đặt một nguồn sáng điểm S trước một lỗ tròn nhỏ O khoét trên thành của một hộp kín hình chữ nhật.
O càng nhỏ  D’ càng lớn so với D.
- Hiện tượng truyền sai lệch so với sự truyền thẳng khi ánh sáng gặp vật cản gọi là hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng.
- Mỗi ánh sáng đơn sắc coi như một sóng có bước sóng xác định
Sự nhiễu xạ ánh sáng ở lỗ tròn
II. HIỆN TƯỢNG GIAO THOA ÁNH SÁNG
1. Thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng
1.Thí nghiệm Y- âng về hiện tượng 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.
- Sử dụng ánh sáng đơn sắc đỏ.
- 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 nhau đều đặn. G?i là Vân giao thoa
Em có nhận xét gì?
(*)Sử dụng ánh sáng trắng.
*Hiện tượng quan sát được.
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
Hiện tượng giao thoa a/s là gì?
THÍ NGHIỆM GIAO THOA ÁNH SÁNG
Hình ảnh giao thoa của ánh sáng đơn sắc
Hình ảnh giao thoa của ánh sáng đơn sắc
Hình ảnh giao thoa của ánh sáng đơn sắc
Hình ảnh giao thoa của ánh sáng đơn sắc
II.- GIẢI THÍCH HIỆN TƯỢNG
GIAO THOA ÁNH SÁNG TRẮNG
Hình ảnh giao thoa của ánh sáng đơn sắc
Hình ảnh giao thoa cua ánh sáng trắng
c. Giải thích hiện tượng.
- Chỉ có thể giải thích bằng sự giao thoa 2 sóng.
- Hai nguồn S1 và S2 là hai nguồn sóng kết hợp
+ Những vạch sáng là tập hợp của những điểm có biên độ dao động tổng hợp ( dao động của hai sóng tới) cực đại.
+ Những vạch tối là tập hợp những điểm có biên độ dao động tổng hợp bằng không.
+ Với ánh sáng trắng hệ thống vân giao của các ánh sáng đơn sắc không trùng khít lên nhau cho ta dải màu biến đổi liên tục từ đỏ đên tím . Ở chính giữa vân sáng của các ánh sáng đơn sắc nằm trùng với nhau cho một vân sáng.
Hãy vận dụng kiến thức và hiểu biết của mình, các em hãy giải thích hiện tượng thu được từ thí nghiệm?
Tại vùng không gian hai sóng đó chồng lên nhau, gọi là vùng giao thoa, chúng giao thoa với nhau và tạo nên hình ảnh như đã qua sát thấy.
II. HIỆN TƯỢNG GIAO THOA ÁNH SÁNG
2. Vị trí các vân sáng
Đặt:
a = F1F2. ; IF1 = IF2
d1 = F1A ; d2 = F2A
x = OA ; D = IO
* Hiệu đường đi:
* Vị trí các vân giao thoa :
�Vị trí vân sáng :
Các "vân sáng" cách O một khoảng:
+ Nếu k = 0 thì x = 0, tức A trùng O.hồn tồn
khơng ph? thu?c v�o bu?c sĩng
Như vậy, tại O có một vân sáng,
gọi là vân sáng trung tâm.
+ Hai bên vân sáng trung tâm
là các vân sáng bậc 1 (ứng với k = ?1),
vân sáng bậc 2 (ứng với k = ?2)...
Tại A là vân sáng nếu:
K: bậc giao thoa
°Vò trí vaân toái
Tại A là vân tối nếu :
các "vân tối" cách O một khoảng :
Ứng với k = 0, (-1) : là hai vân tối thứ 1.
Tương tự cho các vân tối còn lại.
Vậy, xen giữa hai vân sáng cạnh nhau là một vân tối.
Vân sáng trung tâm
Đặc điểm vùng giao thoa:
Vân sáng bậc 2
Vân sáng bậc 1
Vân tối thứ 1
Vân tối thứ 2
Vân sáng bậc 1
Vân sáng bậc 2
II. HIỆN TƯỢNG GIAO THOA ÁNH SÁNG
3. Khoảng vân
a) Định nghĩa: SGK- Tr130
b) Công thức tính khoảng vân
4. Ứng dụng: Đo bước sóng: từ (4)=>
III. BƯỚC SÓNG ÁNH SÁNG VÀ MÀU SẮC
1. Mỗi ánh sáng đơn sắc có một bước sóng trong chân không xác định
2. Ánh sáng nhìn thấy được ( khả kiến) có bước sóng nằm trong khoảng:
3. Ánh sáng trắng của Mặt Trời là hỗn hợp của vô số ánh sáng đơn sắc có bước sóng biến thiên liên tục từ 0 đến .
4 *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 pha số dao động của hai nguồn phải không đổi theo thời gian
GIAO THOA TRÊN LỚP BONG BÓNG XÀ PHÒNG
GIAO THOA TRÊN LỚP BONG BÓNG XÀ PHÒNG
Các hình ảnh giao thoa
Đĩa CD
Củng cố
Câu 1. Hiện tượng giao thoa ánh sáng chỉ quan sát được khi hai nguồn ánh sáng là hai nguồn

A. cùng màu sắc.
B. kết hợp.
C. cùng cường độ sáng.
D. cùng truyền theo một phương.


2. Trong các thí nghiệm sau, thí nghiệm nào được sử dụng để đo bước sóng ánh sáng ?

A. Thí nghiệm tổng hợp ánh sáng trắng.
B. Thí nghiệm về sự tán sắc ánh sáng của Niu-tơn.
C. Thí nghiệm với ánh sáng đơn sắc của Niu-tơn.
D. Thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng.
Củng cố
Bài 9 (SGK – 133)
Tóm tắt:

a = 1,2 mm = 1,2.10 -3m
D= 0,5 m.
Tính: a) i = ?
b) x = ? ( k = 4)
Hướng dẫn
a)
b)
3. Khoảng cách từ vân sáng bậc 3 đến vân sáng bậc 7 ở cùng một bên vân trung tâm là:

A. x = 3i B. x = 4i
C. x = 5i D. x = 6i
Củng cố
4. Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe bằng 1mm và khoảng cách từ hai khe đến màn bằng 2 m. Chiếu sáng hai khe bằng ánh sáng đơn sắc có bước sóng, người ta đo được khoảng cách từ vân sáng trung tâm đến vân sáng bậc bốn là 4,5mm. Bước sóng của ánh sáng đơn sắc đó là
A. 0,76m. B. 0,6m.
C. 0,5625m. D. 0,4m.
Củng cố
Củng cố
Bài 8: (SGK – 133)
Tóm tắt:
a = 2 mm = 2.10 -3 m.
D = 1,2 m.
i = 0,36 mm = 0,36 .10 -3m
Tính:

Hướng dẫn
* Áp dụng công thức:
* Thay số, ta được:
Bài 10 (SGK – 133)
Tóm tắt:
a = 1,56 mm = 1,56.10 -3m
D= 1,24 m.
Khoảng cách 12 vân sáng:
l = 5,21 mm = 5,21.10-3m
Tính:
Hướng dẫn
Giữa 12 vân sáng liên tiếp có 11 khoảng vân.Từ đó:
Bước sóng ánh sáng: