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

BÀI 25 . GIAO THOA ÁNH SÁNG 
CHƯƠNG V. SểNG ÁNH SÁNG 
CHƯƠNG TRèNH CHUẨN 
Chương V: 
 SểNG ÁNH SÁNG 
Baứi 25 
GIAO THOA ÁNH SÁNG 
Một số hiện tượng thường gặp 
I. HIỆN TƯỢNG GIAO THOA ÁNH SÁNG 
	 1. Thớ nghiệm : 
BÀI 25. GIAO THOA ÁNH SÁNG 
O 
M 
M’ 
Nguụ̀n 
Phương truyờ̀n sóng 
O 
M 
M’ 
Sóng nhiờ̃u xa ̣ 
Sóng khụng nhiờ̃u xa ̣ 
Sóng nhiờ̃u xa ̣ qua mụ̣t khe rụ̣ng 
Sau khi đi qua khe , sóng đi theo phương như thờ ́ nào ? 
Sau khi qua khe , sóng khụng đi theo đường thẳng OM va ̀ OM’ mà hơi lợ̀ch sang 2 cạnh khe 
Nờ́u thu hẹp khe dõ̀n thi ̀ hiợ̀n tượng xảy ra như thờ ́ nào ? 
Sóng lợ̀ch khỏi phương truyờ̀n thẳng càng ro ̃ 
Sóng nhiờ̃u xa ̣ qua mụ̣t khe rṍt hẹp 
Nờ́u khe hơ ̉ có kích thước nho ̉ hơn bước sóng thi ̀ hiợ̀n tượng xảy ra như thờ ́ nào ? 
Sau khi qua khe , sóng có dạng hình tròn giụ́ng như chính khe đo ́ là mụ̣t tõm phát sóng mới . 
Sóng nhiờ̃u xa ̣ 
I. Hịờn tượng nhiễu xạ ỏng sỏng : 
	1. Thớ nghiệm : 
	2. Kết luận : 
* Hiện tượng truyền sai lệch so với sự truyền thẳng khi ỏnh sỏng gặp vật cản gọi là hiện tượng nhiễu xạ ỏnh sỏng . 
* Hiện tượng nhiễu xạ ỏnh sỏng chỉ cú thể giải thớch được nếu thừa nhận ỏnh sỏng cú tớnh chất súng . Mỗi chựm sỏng đơn sắc coi như một súng cú bước súng xỏc định . 
 II . Hiện tượng giao thoa á nh 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 & những vạch tối xen kẽ nhau đ ều đ ặn . 
Giao thoa với ỏnh sỏng đơn sắc vàng 
Giao thoa với ỏnh đơn sắc tớm 
Giao thoa với ỏnh sỏng đơn sắc đỏ 
- 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 
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 d1 
d 1 = F 1 A ; d 2 = F 2 A d2 
x = OA ; D = IO 
Hiệu đường đi : 
 Vị trớ cỏc võn sỏng : 
 D 
a 
x s = k 
Võn tối : 
Từ (1) và (3)=> 
( k’ = 0; ± 1) 
k’ = 0 gọi là võn tối thứ 1 , k’= ± 1 là võn tối thứ 2 .. 
 Từ (1) và (2) Suy ra : Caực “ vaõn saựng ” caựch O moọt khoaỷng : x 
 ( k = 0; ± 1) 
 k : gọi là bậc giao thoa 
 k=0 gọi là võn sỏng trung tõm , K= ± 1 gọi là võn sỏng bậc 1 . 
3. Khoảng võn : 
i 
i 
a. Định nghĩa : khoảng võn i là khỏang cỏch giữa hai võn sỏng hoặc hai võn tối liờn tiếp nhau . 
b. Cụng thức : 
4. Ứng dụng : 
Đo bước súng ỏnh sỏng . Nếu ta đo được D, a, i thỡ ta xỏc định được λ bằng cụng thức 
III. Bước súng ỏnh sỏng và màu sắc ỏnh sỏng : 
* Điều kiện về nguồn kết hợp trong hiện tượng giao thoa ỏnh sỏng : 
Hai nguồn phỏt ra phải hai súng ỏnh sỏng cú cựng bước súng . 
Hiệu pha số dao động của hai nguồn phải khụng đổi theo thời gian 
Mỗi ỏnh sỏng đơn sắc cú một bước súng trong chõn khụng xỏc định . 
Cỏc ỏnh sỏng cú bước song từ 380nm(0,38 đến 760nm( 0,76 ) gọi là ỏnh sỏng nhỡn thấy ( ỏnh sỏng khả kiến ) 
Ánh sỏng Mặt Trời là hỗn hợp của vụ số ỏnh sỏng đơn sắc cú bước song liờn tục từ 0 đến ∞ 
5.1. Khi chiếu ỏnh sỏng đi từ mụi trường này sang mụi trường kia thỡ : 
A. Tần số khụng đổi , bước súng thay đổi . 
B. Tần số thay đổi , bước súng khụng đổi . 
C. Tần số và bước súng đều thay đổi . 
D. Tần số và bước súng đều khụng đổi . 
CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM 
5.2. Chiếu một chựm tia sỏng hẹp qua một lăng kớnh . Chựm tia sỏng đú sẽ tỏch thành chựm tia sỏng cú màu khỏc nhau . Hiện tượng này gọi là : 
A. Giao thoa ỏnh sỏng . 
B. Tỏn sắc ỏnh sỏng . 
C. Khỳc xạ ỏnh sỏng . 
D. Nhiễu xạ ỏnh sỏng . 
CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM 
5.3. Trên màn quan sát hiện tượng giao thoa với hai khe Y-â ng F 1 và F 2 , tại A là một vân sáng . Đ iều kiện nào sau đây phải đư ợc tho ả mãn : 
 	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 
Chuaồn bũ cho tieỏt sau 
BAỉI TAÄP 
- Làm cỏc 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