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

Tiết 42 
GIAO THOA ÁNH SÁNG 
I. HIỆN TƯỢNG NHIỄU XẠ ÁNH SÁNG 
a 
b 
S 
O 
V 
 Sự nhiễu xạ ánh sáng ở lỗ tròn 
I. HIỆN TƯỢNG NHIỄU XẠ ÁNH SÁNG 
Hình 
ảnh 
nhiễu 
xạ 
ánh 
sáng 
qua 
lỗ 
tròn 
II. HIỆN TƯỢNG GIAO THOA ÁNH SÁNG 
1. Thớ nghiệm Y-õng về giao thoa ỏnh sỏng 
Y-âng 
(Thomas Young, 1773 - 1829, 
 nhà vật lý người Anh ) 
Năm 1801 nhà vật lý Y-âng đã thực hiện thí nghiệm về giao thoa ánh sáng, khẳng định giả thuyết về sóng ánh sáng 
1.Thí nghiệm Iâng 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 . 
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 
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 á nh sáng đơn sắc. 
II.- GIAÛI THÍCH HIEÄN TệễẽNG GIAO THOA AÙNH SAÙNG TRAẫNG 
Hỡnh ảnh giao thoa cua ỏnh sỏng trắng 
II. HIỆN TƯỢNG GIAO THOA ÁNH SÁNG 
2. Vị trớ cỏc võn sỏng 
F 1 
a 
I 
O 
A 
x 
M 
D 
F 2 
H 
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: 
* Vũ trớ caực vaõn giao thoa : 
° Vũ trớ vaõn saựng : 
Suy ra: Caực “ vaõn saựng ” caựch O moọt khoaỷng: 
+ Neỏu k = 0 thỡ x = 0, tửực A truứng O. Nhử vaọy, taùi O coự moọt vaõn saựng, goùi laứ vaõn saựng trung taõm. 
+ Hai beõn vaõn saựng trung taõm laứ caực vaõn saựng baọc 1 (ửựng vụựi k =  1), vaõn saựng baọc 2 (ửựng vụựi k =  2)... 
° Vũ trớ vaõn toỏi : 
Suy ra: caực “ vaõn toỏi ” caựch O moọt khoaỷng : 
ệÙng vụựi k = 0, (–1) : laứ hai vaõn toỏi thửự 1. Tửụng tửù cho caực vaõn toỏi coứn laùi. 
Vaọy, xen giửừa hai vaõn saựng caùnh nhau laứ moọt vaõn toỏi . 
Taùi A laứ vaõn saựng neỏu: 
Taùi A laứ vaõn toỏi neỏu : 
Vaõn saựng trung taõm 
ẹaởc ủieồm vuứng giao thoa: 
x 
0 
Vaõn saựng baọc 2 
Vaõn saựng baọc 1 
Vaõn toỏi thửự 1 
Vaõn toỏi thửự 2 
i 
i 
II. HIỆN TƯỢNG GIAO THOA ÁNH SÁNG 
3. Khoảng võn 
x 
0 
i 
i 
a) Định nghĩa: 
b) Cụng thức tớnh khoảng võn 
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 TREÂN LễÙP BONG BOÙNG XAỉ PHOỉNG 
GIAO THOA TREÂN LễÙP BONG BOÙNG XAỉ PHOỉNG 
GIAO THOA TREÂN MAậT ẹểA 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: 
Bài 6 (SGK – 125) 
S 
r t 
H 
A 
I 
i 
r đ 
B 
? 
Bài 6 (SGK – 125) 
S 
r t 
H 
A 
I 
i 
r đ 
B