Mô tả:
VẬT LÝ 12
GIAO THOA ÁNH SÁNG
MỤC TIÊU
Sau khi học xong bài này, HS phải:
Nêu đƣợc khái niệm về htgtas.
Nêu đƣợc điều kiện có giao thoa.
Nêu và giải thích đƣợc kết quả giao thoa bởi 2
ánh sáng kết hợp
Nêu và giải thích đƣợc kết quả giao thoa ánh
sáng do phản xạ, gây bởi các bản mỏng
Nêu đƣợc ứng dụng của htnxas.
NỘI DUNG:
***
I – CƠ SỞ CỦA QUANG HỌC SÓNG
II – KHÁI NIỆM VỀ GTAS, ĐK CÓ GT
III – GIAO THOA BỞI 2 NGUỒN ĐIỂM
IV – GIAO THOA DO PHẢN XẠ
V – GIAO THOA BỞI BẢN MỎNG
VI – ỨNG DỤNG HIỆN TƢỢNG GTAS
I – CƠ SỞ CỦA QH SÓNG:
1 – Quang Học Sóng:
Quang học: Là ngành vật lý học nghiên cứu về bản
chất, sự lan truyền và tƣơng tác của ánh sáng với môi
trƣờng vật chất.
Các thuyết về bản chất của ánh sáng :
•Thuyết hạt của Newton (cuối thế kỉ 17)
•Thuyết sóng của Huygens
•Thuyết điện từ của Maxwell (1864)
•Thuyết photon của Einstein (1905)
Quang học sóng: nghiên cứu về bản chất, sự lan truyền
và tƣơng tác của ánh sáng với môi trƣờng vật chất dựa
trên cơ sở tính chất sóng của á/s.
I – CƠ SỞ CỦA QH SÓNG:
2 – Quang lộ:
Quang lộ của ánh sáng trong thời gian t là quãng đƣờng
ánh sáng truyền đƣợc trong chân không trong khoảng
B
thời gian đó:
s
L c.t
A
Trong môi trƣờng đồng tính có chiết suất n, ta có:
s
c n.v n
L n.s n.AB
t
Vậy, quang lộ giữa hai điểm A, B bằng tích chiết suất của
môi trƣờng với độ dài quãng đƣờng AB.
I – CƠ SỞ CỦA QH SÓNG:
2 – Quang lộ:
Nếu ánh sáng truyền từ A đến B qua nhiều môi trƣờng
có chiết suất n1, n2, …, với các quãng đƣờng tƣơng ứng
là s1, s2, …, thì quang lộ:
L
n i si
A
s1
s2
Nếu môi trƣờng có chiết suất thay
đổi liên tục thì quang lộ giữa hai
điểm A,B sẽ là:
B
B
L n.ds
A
s3
ds
A
B
I – CƠ SỞ CỦA QH SÓNG:
3 – Hàm sóng:
E(0) a sin(t)
2L
E(M) a sin(t
)
Với: = cT: bƣớc sóng as
trong chân không;
O
M
L = n.OM = c: quang lộ
của as trên đoạn OM
Nhận Xét: Sóng tại M luôn trễ pha
hơn sóng tại nguồn một lƣợng:
2L
I – CƠ SỞ CỦA QH SÓNG:
4 – Cƣờng độ sáng:
Cƣờng độ sáng tại một điểm là một đại lƣợng có
trị số bằng năng lƣợng as truyền qua một đơn vị
diện tích đặt vuông góc với phƣơng truyền sáng
trong một đơn vị thời gian (mật độ dòng quang
năng).
E P
2
I
ka
S.t S
dS
I – CƠ SỞ CỦA QH SÓNG:
5 – Nguyên lí chồng chất ánh sáng:
Khi hai hay nhiều sóng ánh sáng gặp nhau thì
từng sóng riêng biệt không bị các sóng khác làm
nhiễu loạn. Sau khi gặp nhau các sóng ánh sáng
vẫn truyền đi nhƣ cũ, còn tại những điểm gặp
nhau, dao động sóng bằng tổng các dao động
thành phần.
I – CƠ SỞ CỦA QH SÓNG:
6 – Nguyên lí Huygens:
Bất kỳ một điểm nào nhận đƣợc sóng ánh sáng truyền
đến đều trở thành nguồn sáng thứ cấp phát ás về phía
trƣớc nó.
II – KHÁI NIỆM VỀ GTAS, ĐK CÓ
GT:
***
1 - Giao thoa là sự tổng hợp của hai hay nhiều as kết
hợp mà kết quả có những điểm cƣờng độ sáng đƣợc
tăng cƣờng, có những điểm cƣờng độ sáng bị giảm bớt.
2 - Điều kiện có giao thoa là: các sóng tới phải là sóng
kết hợp (cùng tần số, hiệu số pha không đổi theo thời
gian).
3 – Nguyên tắc tạo ra 2 sóng kết hợp: Tách sóng phát
ra từ một nguồn duy nhất thành 2 sóng, sau đó lại cho
chúng gặp nhau. (Hai nguồn riêng biệt thông thƣờng
không có tính kết hợp).
CÁCH TẠO RA HAI NGUỒN KẾT HỢP:
a) Dùng hai khe Young
Vùng
GT
S2
O
S
S1
P
D
E
CÁCH TẠO RA HAI NGUỒN KẾT HỢP:
b) Dùng hai gƣơng Fresnel
S Maøn
chaén
G2
Vùng
GT
S2
O
S1
D
G1
E
III – GIAO THOA BỞI 2 NGUỒN
ĐIỂM
1 – Sơ đồ thí nghiệm:
III – GIAO THOA BỞI 2 NGUỒN ĐIỂM
y
1 – Sơ đồ thí nghiệm:
E(01) = E(02) = asint
O2
M
r2
r1
O
B
H
O1
2L1
E1 (M) a sin(t
)
D
2L2
E 2 (M) a sin(t
)
(L1 L2 )
(L1 L2 )
E(M) E1 E 2 2a cos
sin(t
)
y
III – GIAO THOA BỞI 2 NGUỒN ĐIỂM
2 – Biên độ sóng tổng rhợp – đk CĐ, CT:
M
2
O2
(L1 L2 )
a M 2a | cos
| 2a | cos
|
r
1
2
O
B
CT
CĐ
k H0, 1, 2, 3,...
1
L1 L 2 k
L1 L2 (k )
O1
2
D
yM
Trong
L1 L2 r1 r2 O1H .tg
Không khí:
D
yM k
D
Khoảng
vân
i
D
1 D
yM (k )
2
III – GIAO THOA BỞI 2 NGUỒN ĐIỂM
3 – Giao thoa với ánh sáng trắng:
y
M
VSTT
O
i
IV – GIAO THOA DO PHẢN XẠ:
1 – Thí nghiệm của Loyd:
O1
Những điểm
M
mà
lí
thuyết
dự
đoán là sáng
O2
thì lại tối và
D
ngƣợc lại.
Điều này chứng tỏ: khi phản xạ tại gƣơng, pha của
sóng ánh sáng đã thay đổi một lƣợng .
M
E
Lí thuyết chứng tỏ, chỉ khi ánh sáng phản xạ trên bề mặt
mtrƣờng có chiết suất lớn hơn môi trƣờng tới thì tia
phản xạ mới ngƣợc pha với tia tới.
IV – GIAO THOA DO PHẢN XẠ:
2 – Sóng đứng ánh sáng:
M
2
d
Vị trí các điểm tối: d k
2
k = 0, 1, 2, 3, …
Vị trí các điểm sáng: d (2k 1)
4
IV – GIAO THOA DO PHẢN XẠ:
3 – Ứng dụng trong PP chụp ảnh màu của Lipman (1891):
Nhuõ töông aûnh
Thuûy ngaân
- Xem thêm -