Đại học 2009(2)

Chương 7 TÍNH CHẤT SÓNG CỦA ÁNH SÁNG

Câu 1 HIỆN TƯỢNG TÁN SẮC ÁNH SÁNG
1- Hiện tượng tán sắc ánh sáng
a) Thí nghiệm về hiện tượng tán sắc ánh sáng :
- Chiếu một chùm ánh sáng trắng từ khe hẹp A đến một lăng kính có cạnh song song với khe A.
- Trên màn M nhận được quang phổ của ánh sáng trắng, đó là một dải màu cầu vồng từ đỏ đến tím.
- Tia đỏ bị lệch ít nhất, tia tím bị lệch nhiều nhất.








(M)





b) Định nghĩa :
Hiện tượng tán sắc ánh sáng là hiện tượng lăng kính phân tích một chùm ánh sáng trắng thành nhiều chùm sáng có màu sắc khác nhau.
2- Ánh sáng đơn sắc
a) Thí nghiệm : Tách chùm tia sáng màu lục rồi cho qua lăng kính thứ 2 ta thấy tia ló vẫn là màu lục.










b) Định nghĩa : Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng không bị tán sắc khi đi qua lăng kính. Mỗi ánh sáng đơn sắc có một màu nhất định gọi là màu đơn sắc.
3- Ánh sáng trắng
a) Thí nghiệm :
- Cho đĩa Newton quay nhanh nhờ sự lưu ảnh trên
võng mạc của mắt ta thấy có màu trắng.
b) Định nghĩa : Ánh sáng trắng là tập hợp vô số ánh sáng
đơn sắc có màu biến thiên liên tục từ đỏ đến tím .






Câu 2 HIỆN TƯỢNG GIAO THOA ÁNH SÁNG
1- Thí nghiệm Young về hiện tượng giao thoa ánh sáng
S S1
S2
Đ F M1 M2

( Đ : đèn phát ra ánh sáng trắng
( F : kính lọc sắc màu đỏ
( M1 : màn chắn có khe hẹp S
( M2 : màn chắn có hai khe hẹp S1 và S2 rất gần nhau S1 // S2 // S .
Mắt đặt sau M2 sao cho hai chùm ánh sáng qua S1 và S2 đều lọt vào mắt. Điều tiết mắt để nhìn vào khe S, ta thấy một vùng sáng hẹp trong đó có những vạch sáng màu đỏ và những vạch tối xen kẻ nhau một cách điều đặn. Hiện tượng này gọi là hiện tượng giao thoa ánh sáng.












2- Giải thích
- Hiện tượng giao thoa chỉ có thể giải thích được nếu thừa nhận ánh sáng có tính chất sóng.
a) Hai sóng ánh sáng phát ra từ hai nguồn S1 và S2 là hai sóng kết hợp, do đó tại chỗ hai chùm ánh sáng này gặp nhau sẽ xảy ra hiện tượng giao thoa
Vân sáng ứng với những chỗ hai sóng gặp nhau tăng cường lẫn nhau.
Vân tối ứng với những chỗ hai sóng gặp nhau triệt tiêu lẫn nhau
b) Nếu dùng ánh sáng trắng thì hệ thống vân giao thoa của các ánh sáng đơn sắc khác nhau sẽ không trùng khít nhau. Ở chính giữa có một vân sáng trắng, gọi là vân trắng chính giữa (vân trung tâm). Ở hai bên vân trắng chính giữa có những dãi màu cầu vồng.
Vậy hiện tượng giao thoa ánh sáng là một bằng chứng thực nghiệm quan trọng khẳng định ánh sáng có tính chất sóng.
















Câu 3 ĐO BƯỚC SÓNG ÁNH SÁNG
BƯỚC SÓNG VÀ MÀU SẮC ÁNH SÁNG
1- Vị trí của vân sáng
Khoảng cách giữa hai khe : a = S1S2
Khoảng cách từ màn đến hai khe : D = OI (là đường trung trực của S1S2)
Vị trí của một điểm M trên vùng giao thoa được xác định bởi :
x = OM ; d1 = S1M ; d2 = S2M .






a) Nếu tại M là vân sáng thì :
d2 – d1 = k
( x = k


: bước sóng của ánh sáng đơn sắc
k = 0 (x = 0) : vân sáng chính giữa
k = ( 1 : vân sáng bậc 1
k = ( 2 : vân sáng bậc 2
...................................................

b) Nếu tại M là vân tối thì :
d2 – d1 = (k + 0,5)
( x = (k + 0,5)

k = 0 : vân tối bậc 1 theo chiều dương
k = 1 : vân tối bậc 2 theo chiều dương
k = 2 : vân tối bậc 3 theo chiều dương
...................................................
k = - 1 : vân tối bậc - theo chiều âm
k = - 2 : vân tối bậc 3 theo chiều âm
...................................................
2- Khoảng vân i
là khoảng cách giữa hai vân sáng (hay hai vân tối) cạnh nhau :
i = x(k + 1) – xk = (k + 1)
– k
=

i =