Bài giảng Vật lí Lớp 12 - Bài 25: Giao thoa ánh sáng (Bản chuẩn kĩ năng)

KiÓm tra bµi cò 
- Hiện tượng tán sắc ánh sáng là gì ? 
- Giải thích hiện tượng tán sắc ánh sáng ? 
- Nêu ứng dụng của hiện tượng tán sắc ánh sáng ? 
BÀI 25 
GIAO THOA ÁNH SÁNG 
I. HIỆN TƯỢNG NHIỄU XẠ ÁNH SÁNG 
Khái niệm : 
 là hiện tượng truyền sai lệch so với sự truyền thẳng khi ánh sáng gặp vật cản . 
2. Hiện tượng nhiễu xạ thừa nhận ánh sáng có tính chất sóng . Mỗi chùm sáng đơn sắc coi như một sóng có bước sóng xác định 
BÀI 25: GIAO THOA ÁNH SÁNG 
a 
b 
S 
O 
Tại sao khi gặp lỗ tròn O, chùm sáng bị loe ra thêm? 
M 
c 
d 
II. HIỆN TƯỢNG GIAO THOA ÁNH SÁNG 
1. Thí nghiệm Y- âng về giao thoa ánh sáng 
Y-© ng 
(Thomas Young, 1773 - 1829,nhµ vËt lý ng­êi Anh ) 
N¨m 1801 nh µ vËt lý Y-© ng ®· thùc hiÖn thÝ nghiÖm vÒ giao thoa ¸ nh s¸ng , kh¼ng ® Þnh gi ¶ thuyÕt vÒ sãng ¸ nh s¸ng 
BÀI 25: GIAO THOA ÁNH SÁNG 
1. ThÝ nghiÖm Y- Â ng vÒ hiÖn t­îng giao thoa ¸ nh s¸ng . 
a- Dông cô . 
- § Ìn chiÕu s¸ng § . 
- Mµn ch¾n M 1 cã khe hÑp S . 
- Mµn ch¾n M 2 ® Æt song song M 1 , cã hai khe hÑp S 1 &S 2 rÊt gÇn nhau vµ cïng song song víi S . 
b- TiÕn hành thÝ nghiÖm . 
+ Sö dông ¸ nh s¸ng ®¬n s¾c ® á . 
- C¸c tÊm kÝnh läc s¾c F 
§ 
 M 1 
S 
 M 2 
S 1 S 2 
F 
* HiÖn t­îng quan s¸t ®­ îc . 
- Cã mét vïng s¸ng hÑp trong ® ã xuÊt hiÖn nh÷ng v¹ch s¸ng ® á vµ nh÷ng v¹ch tèi xen kÏ nhau ® Òu ® Æn . 
Em có nhận xét gì về hình ảnh thu được ? 
Trình bày dụng cụ thí nghiệm ? 
II. HIỆN TƯỢNG GIAO THOA ÁNH SÁNG 
BÀI 25: GIAO THOA ÁNH SÁNG 
BÀI 25: GIAO THOA ÁNH SÁNG 
BÀI 25: GIAO THOA ÁNH SÁNG 
 + Kết luận :Hình ảnh giao thoa của ánh sáng đơn sắc là một hệ thống vân sáng ( màu đơn sắc ) xen kẽ với những vân tối . 
BÀI 25: GIAO THOA ÁNH SÁNG 
+ 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 
BÀI 25: GIAO THOA ÁNH SÁNG 
Hình ảnh giao thoa cua ánh sáng trắng 
BÀI 25: GIAO THOA ÁNH SÁNG 
Thảo luận nhóm 
 (2 phút ) 
Nhóm 1:(tổ 1 và tổ 2) 
+ Giải thích hiện tượng giao thoa ánh sáng đơn sắc . 
Nhóm 2:(tổ 3 và tổ 4) 
+ Giải thích hiện tượng giao thoa ánh sáng trắng . 
§25 GIAO THOA ÁNH SÁNG 
c. Gi¶i thÝch hiÖn t­îng giao thoa ánh sáng . 
c. Gi¶i thÝch hiÖn t­îng giao thoa ánh sáng . 
S 
M 1 
M 2 
S 1 
S 2 
- Hai nguån S 1 vµ S 2 lµ hai nguån sãng kÕt hîp : cùng tần số , hiệu số pha không đổi . Chúng gặp nhau và giao thoa với nhau . 
- Những điểm ánh sáng tăng cường lẫn nhau tạo nên vạch sáng , gọi là vân sáng 
- Ở chính giữa vân sáng của các ánh sáng đơn sắc nằm trùng với nhau cho một vân trắng . 
BÀI 25: GIAO THOA ÁNH SÁNG 
+ Đối với hiện tượng giao thoa ánh sáng đơn sắc : 
+ Đối với hiện tượng giao thoa ánh sáng trắng : 
- Những điểm ánh sáng triệt tiêu lẫn nhau tạo nên vạch tối , gọi là vân tối . 
- Ở hai bên những vân sáng của các ánh sáng đơn sắc không nằm trùng với nhau , mà nằm sát bên nhau . Cho những quang phổ như cầu vồng .. 
GIAO THOA TRÊN LỚP BONG BÓNG XÀ PHÒNG 
BÀI 25: GIAO THOA ÁNH SÁNG 
Giải thích một số hiện tượng trong thực tế 
Nêu một vài hình ảnh là kết quả của hiện tượng giao thoa ánh sáng mà em thấy trong thực tế? 
Các hình ảnh giao thoa 
Đĩa CD 
BÀI 25: GIAO THOA ÁNH SÁNG 
BÀI TẬP 
Câu 1 : Hiện tượng giao thoa chứng tỏ rằng : 
	a. Ánh sáng có bản chất sóng 
	b. Ánh sáng là sóng ngang 
	c. Ánh sáng có thể bị tán sắc 
	d. Ánh sáng không có bản chất sóng 
BÀI TẬP 
Câu 2 : Chỉ ra câu sai : 
a. Giao thoa là hiện tượng đặc trưng của sóng . 
b. Nơi nào có sóng thì nơi ấy có giao thoa . 
c. Nơi nào có giao thoa thì nơi ấy có sóng . 
d. Hai sóng có cùng tần số và độ lệch pha không đổi theo thời gian gọi là sóng kết hợp . 
II. HIỆN TƯỢNG GIAO THOA ÁNH SÁNG 
2. Vị trí các vân sáng 
Đặt : 
a = F 1 F 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 
BÀI 25: GIAO THOA ÁNH SÁNG 
(1) 
1. Thí nghiệm Y- âng về giao thoa ánh sáng 
Thảo luận nhóm 
 (2 phút ) 
BÀI 25: GIAO THOA ÁNH SÁNG 
Nhóm 1:(tổ 1) 
Tìm công thức xác định vị trí các vân sáng ( x s )? 
Nhóm 2:(tổ2) 
Tìm công thức xác định vị trí các vân tối ( x t )? 
Nhóm 3:(tổ 3) 
Tìm công thức tính khoảng vân ? 
Nhóm 4:(tổ 4) 
+ Nêu ứng dụng của giao thoa ánh sáng . 
+ Viết công thức tính bước sóng ? 
* Vị trí các vân giao thoa : 
° V ị trí vân sáng : 
Suy ra :  Các vân sáng cách O một khoảng : 
+ Nếu k = 0 thì x = 0, tức A trùng O. Như vậy , tại O có một vân sáng,gọi là vân sáng trung tâm . 
+ Hai bên vân trung tâm là các vân sáng bậc 1 ( ứng với k = ± 1), vân sáng bậc 2 ( ứng với k = ± 2)... 
° Vị trí vân tối : 
Suy ra :  Các vân tối cách O một khoảng : 
Ứng với k = 0 : là vân tối thứ nhất . 
 K = ± 1 là vân tối thứ 2 . 
Vậy , xen giữa hai vân sáng là một vân tối 
Tại A là vân sáng nếu : 
Tại A là vân tối nếu : 
( 3 ) 
x 
0 
( 4 ) 
BÀI 25: GIAO THOA ÁNH SÁNG 
3. Khoảng vân 
x 
0 
i 
i 
a ) Định nghĩa : là khoảng cách giữa hai vân sáng , hoặc hai vân tối liên tiếp . 
b) Công thức tính khoảng vân 
4 . Ứng dụng : Đo bước sóng : từ (4)=> 
BÀI 25: GIAO THOA ÁNH SÁNG 
II. HIỆN TƯỢNG GIAO THOA ÁNH SÁNG 
2. Vị trí các vân sáng 
1. Thí nghiệm Y- âng về giao thoa ánh sáng 
i ( mm); (m); a (mm); D (m) 
III. BƯỚC SÓNG ÁNH SÁNG VÀ MÀU SẮC 
1. Mỗi ánh sáng đơn sắc có một bước sóng trong chân không xác định 
2. Ánh sáng nhìn thấy được ( khả kiến ) có bước sóng nằm trong khoảng : 
3. Ánh sáng trắng của Mặt Trời là hỗn hợp của vô số ánh sáng đơn sắc có bước sóng biến thiên liên tục từ 0 đến  . 
BÀI 25: GIAO THOA ÁNH SÁNG 
Củng cố 
Bài 8: (SGK – 133) 
Tóm tắt : 
a = 2 mm = 2.10 -3 m. 
D = 1,2 m. 
i = 0,36 mm = 0,36 .10 -3 m 
Tính : 
Hướng dẫn 
* Áp dụng công thức : 
* Thay số , ta được : 
Bài 9 (SGK – 133) 
Tóm tắt : 
a = 1,2 mm = 1,2.10 -3 m 
D= 0,5 m. 
Tính : a) i = ? 
 b) x = ? ( k = 4) 
Hướng dẫn 
a) 
b) 
Bài 10 (SGK – 133) 
Tóm tắt : 
a = 1,56 mm = 1,56.10 -3 m 
D= 1,24 m. 
Khoảng cách 12 vân sáng : 
l = 5,21 mm = 5,21.10 -3 m 
Tính : 
Hướng dẫn 
Giữa 12 vân sáng liên tiếp có 11 khoảng vân.Từ đó : 
Bước sóng ánh sáng :