Bài giảng môn Vật lí Lớp 12 - Bài 25: Giao thoa ánh sáng (Bản đẹp)

HIỆN TƯỢNG GIAO THOA ÁNH SÁNG 
BÀI 43 
Kiểm tra bài cũ . 
 Định nghĩa : 
 Aùnh sáng trắng 
 Aùnh sáng đơn sắc . 
Hai sóng kết hợp 
Hiện tượng giao thoa . 
Aùnh sáng trắng Là tập hợp gồm vô số các ánh sáng đơn sắc khác nhau , có màu biến thiên liên tục từ đỏ đến tím . 
Aùnh sáng đơn sắc : Là ánh sáng không bị tán sắc sau khi đi qua lăng kính . 
Sóng kết hợp là hai sóng được phát ra từ hai nguồn kết hợp - Hai nguồn kết hợp là hai nguồn có cùng tần số , và có độ lệch pha không đổi theo thời gian 
GIAO THOA là sự tổng hợp hai hay nhiều sóng kết hợp trong không gian , trong đó có những chỗ cố định mà biên độ sóng được tăng cường hoặc bị giảm bớt . 
HIỆN TƯỢNG  GIAO THOA ÁNH SÁNG 
I. Thí nghiệm YOUNG ( Iâng ) về hiện tượng giao thoa ánh sáng . 
II. Giải thích hiện tượng . 
III. Kết luận . 
1 đèn (Đ) phát ánh sáng trắng . 
1 khe hẹp S trên màn chắn (M) 
2 khe hẹp S 1 , S 2 trên màn chắn (M 12 ). 
1 kính lọc sắc (F) để chọn đơn sắc ( giả sử đơn sắc đỏ ). 
I. Thí nghiệm YOUNG ( Iâng ) về hiện tượng giao thoa ánh sáng 
Kính lọc sắc đỏ F 
Đèn chiếu 
Màn M 1,2 
Màn M 
 Dụng cụ : mắc lần lượt gồm 
s 
s 1 
s 2 
Đ 
Đèn chiếu 
 Thực hiện thí nghiệm của YOUNG ( Iâng ) 
Quang phổ 
S 
M 12 
S 1,2 
Sự giao thoa ánh sáng 
Đèn chiếu 
Có thể hứng chùm tia ló khỏi hệ thống trên màn để quan sát 
Vân sáng 
Vân tối 
Màn ảnh 
QUANG PHỔ CỦA THÍ NGHIỆM ỨNG VỚI ĐƠN SẮC ĐỎ 
TẠI SAO CÓ QUANG PHỔ NHƯ TRÊN ? 
II. GIẢI THÍCH HIỆN TƯỢNG : 
 Để giải thích được hiện tượng trên , ta phải thừa nhận ánh sáng có tính chất sóng . 
S phát sóng ánh sáng đến S 1 , S 2 , sẽ biến S 1 , S 2 thành hai nguồn phát sóng ánh sáng . 
S 1 , S 2 là hai nguồn phát sóng kếât hợp vì thỏa : 
Có cùng tần số với sóng ánh sáng phát từ S. 
Độ lệch pha 2 sóng trên không đổi theo thời gian . 
s 
s 1 
s 2 
Hai sóng ánh sáng kết hợp trên lan tỏa , có một phần chồng chập lên nhau và giao thoa với nhau , kết quả là cho những vân sáng và vân tối . 
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 . 
Hãy định nghĩa hiện tượng giao thoa . 
KẾT LUẬN : QUANG PHỔ TRÊN LÀ KẾT QUẢ CHO BỞI 
 HIỆN TƯỢNG GIAO THOA ÁNH SÁNG 
Những vân sáng va ø vân tối trên quang phổ gọi là 
VÂN GIAO THOA 
M 
N 
Khái niệm về hiện tượng giao thoa ánh sáng : 
GIAO THOA ánh sáng là sự tổng hợp hai hay nhiều sóng ánh sáng kết hợp trong không gian , trong đó có những chỗ cố định mà biên độ sóng được tăng cường hoặc bị giảm bớt . 
Tại M và N , điểm nào có biên độ sóng tổng hợp được tăng cường , điểm nào biên độ sóng tổng hợp bị triệt tiêu ? 
QUANG PHỔ CỦA HIỆN TƯỢNG 
 GIAO THOA VỚI ĐƠN SẮC VÀNG 
QUANG PHỔ CỦA HIỆN TƯỢNG 
 GIAO THOA VỚI ĐƠN SẮC TÍM 
Hãy so sánh về khoảng cách giữa 2 vân sáng liên tiếp của 3 quang phổ trên . 
i’ 
i 
Nếu : S 1 phát đơn sắc đỏ  S 2 phát đơn sắc vàng .  Hỏi có xảy ra hiện tượng giao thoa không ? Tại sao ? 
Không . 
Đơn sắc đỏ và vàng không cùng bước sóng  không cùng tần số sóng  không phải là hai sóng kết hợp  không thỏa điều kiện giao thoa . 
Trả lời : 
Quang phổ 
Bậc 1 
Quang phổ 
Bậc 2 
Quang phổ 
Bậc 3 
Nếu dùng ánh sáng trong thí nghiệm là ánh sáng trắng thì : 
 Vân trung tâm có màu trắng 
	 Vì tại đó có các vân sáng của mọi đơn sắc biến thiên liên tục từ đỏ đến tím nằm trùng lên nhau . 
 Ở hai bên vân sáng trung tâm có những dải màu như ở cầu vồng . 
	 Các vân sáng của đơn sắc không trùng với nhau và tạo thành những dải màu như ở cầu vồng . 
Quang phổ 
Bậc 1 
Quang phổ của 
ánh sáng trắng 
S 1 
S 2 
Các màu sắc sặc sỡ ở các váng dầu , bong bóng xà phòng , , là hiện tượng giao thoa ánh sáng trắng . Xảy ra do sự giao thoa của các tia phản xạ ở lớp trên và lớp dưới của chúng 
Liên hệ thực tế 
S 
S’ 
Một số thí nghiệm khác về hiện tượng giao thoa ánh sáng 
Kết luận : Hiện tượng giao thoa ánh sáng là một bằng chứng thực nghiệm quan trọng khẳng định ánh sáng có tính chất sóng . 
Câu 1 : Chọn câu sai 
Hai nguồn sáng kết hợp là hai nguồn phát các sóng ánh sáng hoàn toàn giống nhau , có cùng tần số , cùng biên độ và cùng pha . 
Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng không bị tán sắc khi truyền qua lăng kính . 
Giao thoa là kết quả của sự chồng chập lên nhau của 2 sóng có cùng tần số , và có độ lệch pha không đổi hoặc bằng 0. 
Giao thoa là hiện tượng đặc trưng cho quá trình truyền sóng , chỉ có các sóng ánh sáng mới có thể giao thoa tạo nên các vân tối xen kẻ với các vân sáng . 
Câu sai là câu 1 vì 2 nguồn phát sáng : 
Không nhất thiết phải cùng biên độ . 
Chỉ cần độ lệch pha không đổi theo thời gian 
Câu 2 : 
Nếu trong thí nghiệm giao thoa Young , hai nguồn sáng phát ánh sáng đa sắc gồm 3 đơn sắc : Đỏ , vàng , xanh lục , thì trong quang phổ bậc một , tính từ vân sáng trung tâm đi ra . ta thấy có các đơn sắc theo thứ tự : 
a. Đỏ , vàng , lục 
b. Vàng , lục , đỏ 
c. Lục , vàng , đỏ 
d. Lục , đỏ , vàng 
Do dải màu đỏ , cam , vàng , lục , lam , chàm , tím có : 
Đo û xa vân sáng trung tâm nhất 
Thứ tự đến vàng và lục gần vân sáng trung tâm hơn 
Câu 3 : 
 Thí nghiệm giao thoa Young với ánh sáng trắng , trên nền các quang phổ liên tục có dải màu như ở cầu vồng mà ta lại không thấy có vân tối là vì : 
a. Không thỏa điều kiện để hiện tượng giao thoa ánh sáng trắng cho vân tối . 
b. Có vân tối nhưng bị các vân sáng của các đơn sắc khác đè lên . 
c. Trong ánh sáng trắng không có màu đen . 
d. Thí nghiệm này không có nhưng thí nghiệm khác có thể có .