Bài giảng môn Vật lí Khối 12 - Bài 25: Giao thoa ánh sáng

Tiết 42 
GIAO THOA ÁNH SÁNG 
I. HIỆN TƯỢNG NHIỄU XẠ ÁNH SÁNG 
1. KN: SKG/Tr128 
2. Hiện tượng nhiễu xạ thừa nhận ỏnh sỏng cú tớnh chất súng . Mỗi chựm sỏnh đơn sắc coi như một súng cú bước súng xỏc định 
a 
b 
S 
O 
V 
 Sự nhiễu xạ á nh sáng ở lỗ tròn 
II. HIỆN TƯỢNG GIAO THOA ÁNH SÁNG 
1. Thớ nghiệm Y- õng về giao thoa ỏnh sỏng 
Y-â ng 
(Thomas Young, 1773 - 1829,nhà vật lý người Anh ) 
Năm 1801 nh à vật lý Y-â ng đã thực hiện thí nghiệm về giao thoa á nh sáng , khẳng đ ịnh gi ả thuyết về sóng á nh sáng 
1.Thí nghiệm Y- â ng về hiện tượng giao thoa á nh sáng . 
a- Dụng cụ . 
- Đ èn chiếu sáng Đ . 
- Màn chắn M 1 có khe hẹp S . 
- Màn chắn M 2 đ ặt song song M 1 , có hai khe hẹp S 1 &S 2 rất gần nhau và cùng song song với S . 
b- Tiến trình thí nghiệm . 
- Sử dụng á nh sáng đơn sắc đ ỏ . 
- Các tấm kính lọc sắc F 
Đ 
 M 1 
S 
 M 2 
S 1 S 2 
F 
* Hiện tượng quan sát đư ợc . 
- Có một vùng sáng hẹp trong đ ó xuất hiện những vạch sáng đ ỏ và những vạch tối xen kẽ nhau đ ều đ ặn . 
Em cú nhận xột gỡ ? 
(*) Sử dụng á nh sáng trắng. 
* Hiện tượng quan sát đư ợc . 
 Một vạch sáng trắng ở chính giữa , hai bên có những dải màu nh ư cầu vồng , tím ở trong , đ ỏ ở ngoài . 
Ta gọi những vạch sáng tối ở trên là Vân giao thoa 
Hiện tượng giao thoa a/s là gỡ ? 
THÍ NGHIỆM GIAO THOA ÁNH SÁNG 
II.- GIAÛI THÍCH HIEÄN TệễẽNG GIAO THOA AÙNH SAÙNG TRAẫNG 
Hỡnh ảnh giao thoa cua ỏnh sỏng trắng 
c. Giải thích hiện tượng . 
 - Chỉ có thể giải thích bằng sự giao thoa 2 sóng . 
S 
M 1 
M 2 
S 1 
S 2 
- Hai nguồn S 1 và S 2 là hai nguồn sóng kết hợp 
+ Những vạch sáng là tập hợp của những đ iểm có biên độ dao đ ộng tổng hợp ( dao đ ộng của hai sóng tới ) cực đại. 
+ Những vạch tối là tập hợp những đ iểm có biên độ dao đ ộng tổng hợp bằng không . 
+ Với ỏnh sỏng trắng hệ thống võn giao của cỏc ỏnh sỏng đơn sắc khụng trựng khớt lờn nhau . Ở chớnh giữa võn sỏng của cỏc ỏnh sỏng đơn sắc nằm trựng với nhau cho một võn sỏng . 
Hóy vận dụng kiến thức và hiểu biết của mỡnh , cỏc em hóy giải thớch hiện tượng thu được từ thớ nghiệm ? 
II. HIỆN TƯỢNG GIAO THOA ÁNH SÁNG 
2. Vị trớ cỏc võn sỏng 
Đặt : 
a = F 1 F 2. ; IF 1 = IF 2 
d 1 = F 1 A ; d 2 = F 2 A 
x = OA ; D = IO 
* Hiệu đường đi : 
F 1 
a 
I 
O 
A 
x 
M 
D 
F 2 
H 
d 1 
d 2 
* Vị trớ cỏc võn giao thoa : 
° V ị trớ võn sỏng : 
Suy ra :  Cỏc võn sỏng cỏch O một khoảng : 
+ Nếu k = 0 thỡ x = 0, tức A trựng O. Như vậy , tại O cú một võn sỏng,gọi là võn trung tõm . 
+ Hai bờn võn trung tõm là cỏc võn sỏng bậc 1 ( ứng với k = ± 1), võn sỏng bậc 2 ( ứng với k = ± 2)... 
° Vị trớ võn tối : 
Suy ra :  Cỏc võn tối cỏch O một khoảng : 
Ứng với k = 0, (–1) : là võn tối bậc 1. Tương tự cho cỏc võn tối cũn lại . 
Vậy , xen giữa hai võn sỏng là một võn tối 
Tại A là võn sỏng nếu : 
Tại A là võn tối nếu : 
II. HIỆN TƯỢNG GIAO THOA ÁNH SÁNG 
3. Khoảng võn 
x 
0 
i 
i 
a) Định nghĩa : SGK- Tr130 
b) Cụng thức tớnh khoảng võn 
4. Ứng dụng : Đo bước súng : từ (4)=> 
III. BƯỚC SểNG ÁNH SÁNG VÀ MÀU SẮC 
1. Mỗi ỏnh sỏng đơn sắc cú một bước súng trong chõn khụng xỏc định 
2. Ánh sỏng nhỡn thấy được ( khả kiến ) cú bước súng nằm trong khoảng : 
3. Ánh sỏng trắng của Mặt Trời là hỗn hợp của vụ số ỏnh sỏng đơn sắc cú bước súng biến thiờn liờn tục từ 0 đến  . 
GIAO THOA TRấN LỚP BONG BểNG XÀ PHềNG 
GIAO THOA TRấN LỚP BONG BểNG XÀ PHềNG 
Cỏc hỡnh ảnh giao thoa 
Đĩa CD 
Củng cố 
Bài 8: (SGK – 133) 
Túm tắt : 
a = 2 mm = 2.10 -3 m. 
D = 1,2 m. 
i = 0,36 mm = 0,36 .10 -3 m 
Tớnh : 
Hướng dẫn 
* Áp dụng cụng thức : 
* Thay số , ta được : 
Bài 9 (SGK – 133) 
Túm tắt : 
a = 1,2 mm = 1,2.10 -3 m 
D= 0,5 m. 
Tớnh : a) i = ? 
 b) x = ? ( k = 4) 
Hướng dẫn 
a) 
b) 
Bài 10 (SGK – 133) 
Túm tắt : 
a = 1,56 mm = 1,56.10 -3 m 
D= 1,24 m. 
Khoảng cỏch 12 võn sỏng : 
l = 5,21 mm = 5,21.10 -3 m 
Tớnh : 
Hướng dẫn 
Giữa 12 võn sỏng liờn tiếp cú 11 khoảng võn.Từ đú : 
Bước súng ỏnh sỏng :