Bài giảng môn Vật lí Lớp 12 - Bài 25: Giao thoa ánh sáng (Chuẩn kiến thức)

BÀI 25 . GIAO THOA ÁNH SÁNG 
CHƯƠNG V. SÓNG ÁNH SÁNG 
CHƯƠNG TRÌNH CHUẨN 
Chương V: 
 SÓNG ÁNH SÁNG 
Baøi 25 
GIAO THOA ÁNH SÁNG 
Mét sè hiÖn t­îng th­êng gÆp 
I. HIỆN TƯỢNG GIAO THOA ÁNH SÁNG 
	 1. Thí nghiệm : 
BÀI 25. GIAO THOA ÁNH SÁNG 
O 
M 
M’ 
Nguồn 
Phương truyền sóng 
O 
M 
M’ 
Sóng nhiễu xa ̣ 
Sóng không nhiễu xa ̣ 
Sóng nhiễu xa ̣ qua một khe rộng 
Sau khi đi qua khe , sóng đi theo phương như thê ́ nào ? 
Sau khi qua khe , sóng không đi theo đường thẳng OM va ̀ OM’ mà hơi lệch sang 2 cạnh khe 
Nếu thu hẹp khe dần thi ̀ hiện tượng xảy ra như thê ́ nào ? 
Sóng lệch khỏi phương truyền thẳng càng ro ̃ 
Sóng nhiễu xa ̣ qua một khe rất hẹp 
Nếu khe hơ ̉ có kích thước nho ̉ hơn bước sóng thi ̀ hiện tượng xảy ra như thê ́ nào ? 
Sau khi qua khe , sóng có dạng hình tròn giống như chính khe đo ́ là một tâm phát sóng mới . 
Sóng nhiễu xa ̣ 
I. Hịên tượng nhiễu xạ áng sáng : 
	1. Thí nghiệm : 
	2. Kết luận : 
* Hiện tượng truyền sai lệch so với sự truyền thẳng khi ánh sáng gặp vật cản gọi là hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng . 
* Hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng chỉ có thể giải thích được nếu thừa nhận ánh sáng có tính chất sóng . Mỗi chùm sáng đơn sắc coi như một sóng có bước sóng xác định . 
 II.HIỆN TƯỢNG GIAO THOA ÁNH SÁNG: 
1.Thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng: 
a.Dụng cụ: 
- Nguồn chiếu sáng:bóng đèn Đ. 
- Khe F nhận ánh sáng từ đèn Đ truyền đến 
 -Hai khe hẹp F 1 ,F 2 rất gần nhau và cùng song song với khe F 
b.Tiến trình thí nghiệm: 
-Sử dụng nguồn sáng trắng 
 - Tấm kính mỏng trong suốt M đặt cách F 1 ,F 2 vài chục xentimét 
 F 
S 
 M 
F 1 F 2 
F 
-Hiện tượng quan sát được 
 Cã mét vïng s¸ng hÑp trong ® ã xuÊt hiÖn nh÷ng v¹ch s¸ng ® á & nh÷ng v¹ch tèi xen kÏ nhau ® Òu ® Æn . 
-Các tấm kính lọc sắc F 
Giao thoa với ánh sáng đơn sắc vàng 
Giao thoa với ánh đơn sắc tím 
Giao thoa với ánh sáng đơn sắc đỏ 
- Sö dông ¸ nh s¸ng tr¾ng. 
* HiÖn t­îng quan s¸t ®­ îc . 
 Mét v¹ch s¸ng tr¾ng ë chÝnh gi÷a , hai bªn cã nh÷ng d¶i mµu nh ­ cÇu vång , tÝm ë trong , ® á ë ngoµi . 
Ta gäi nh÷ng v¹ch s¸ng tèi ë trªn lµ v©n giao thoa 
II. HIỆN TƯỢNG GIAO THOA ÁNH SÁNG 
2. Vị trí các vân sáng 
F 1 
a 
I 
O 
A 
x 
M 
D 
F 2 
H 
Đặt : 
a = F 1 F 2. ; IF 1 = IF 2 d1 
d 1 = F 1 A ; d 2 = F 2 A d2 
x = OA ; D = IO 
Hiệu đường đi : 
 Vị trí các vân sáng : 
 D 
a 
x s = k 
Vân tối : 
Từ (1) và (3)=> 
( k’ = 0; ± 1) 
k’ = 0 gọi là vân tối thứ 1 , k’= ± 1 là vân tối thứ 2 .. 
 Từ (1) và (2) Suy ra : Caùc “ vaân saùng ” caùch O moät khoaûng : x 
 ( k = 0; ± 1) 
 k : gọi là bậc giao thoa 
 k=0 gọi là vân sáng trung tâm , K= ± 1 gọi là vân sáng bậc 1 . 
3. Khoảng vân : 
i 
i 
a. Định nghĩa : khoảng vân i là khỏang cách giữa hai vân sáng hoặc hai vân tối liên tiếp nhau . 
b. Công thức : 
4. Ứng dụng : 
Đo bước sóng ánh sáng . Nếu ta đo được D, a, i thì ta xác định được λ bằng công thức 
III. Bước sóng ánh sáng và màu sắc ánh sáng : 
* 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 
Mỗi ánh sáng đơn sắc có một bước sóng trong chân không xác định . 
Các ánh sáng có bước song từ 380nm(0,38 đến 760nm( 0,76 ) gọi là ánh sáng nhìn thấy ( ánh sáng khả kiến ) 
Ánh sáng Mặt Trời là hỗn hợp của vô số ánh sáng đơn sắc có bước song liên tục từ 0 đến ∞ 
5.1. Khi chiếu ánh sáng đi từ môi trường này sang môi trường kia thì : 
A. Tần số không đổi , bước sóng thay đổi . 
B. Tần số thay đổi , bước sóng không đổi . 
C. Tần số và bước sóng đều thay đổi . 
D. Tần số và bước sóng đều không đổi . 
CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM 
5.2. Chiếu một chùm tia sáng hẹp qua một lăng kính . Chùm tia sáng đó sẽ tách thành chùm tia sáng có màu khác nhau . Hiện tượng này gọi là : 
A. Giao thoa ánh sáng . 
B. Tán sắc ánh sáng . 
C. Khúc xạ ánh sáng . 
D. Nhiễu xạ ánh sáng . 
CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM 
5.3. Trªn mµn quan s¸t hiÖn t­îng giao thoa víi hai khe Y-© ng F 1 vµ F 2 , t¹i A lµ mét v©n s¸ng . § iÒu kiÖn nµo sau ®©y ph¶i ®­ îc tho ¶ m·n : 
 	A. F 2 A – F 1 A = k  
	B. F 2 A – F 1 A = k 
	C. F 2 A – F 1 A = 2 k  
	D. F 2 A – F 1 A = ( k + 1/2 )  
CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM 
Chuaån bò cho tieát sau 
BAØI TAÄP 
- Làm các bài tập trong SGK từ bài 6 10 trang 132 và 
133 
- Học bài cũ , chuẩn bị bài mới . Bài 26- CÁC LOẠI QUANG PHỔ