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

Chương V: 
 SểNG ÁNH SÁNG 
Baứi 25 
TÁN SẮC ÁNH SÁNG 
Một số hiện tượng thường gặp 
I. Hịờn tượng nhiễu xạ ỏng sỏng : 
* 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 . 
TRƯỜNG THPT ĐẠ TễNG 
 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 đơm sắc tớm 
Giao thoa với ỏnh sỏng đơn sắc đỏ 
TRƯỜNG THPT PHONG ĐIỀN 
- 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 
2. Giải thích hiện tượng . 
 Nếu thừa nhận á nh sáng có tính chất 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. 
* Với nguồn sáng trắng. 
- á nh sáng trắng là tập hợp của vô số các á nh sáng đơn sắc khác nhau có màu biến thiên liên tục từ đ ỏ đ ến tím . 
o 
Vân trắng chính giữa 
TRƯỜNG THPT PHONG ĐIỀN 
* Giải thớch : 
- Khi ỏnh sỏng truyền đến khe F thỡ khe F trở thành nguồn phỏt súng ỏnh sỏng 
- Khi ỏnh sỏng truyền đến F 1 ,F 2 thỡ F 1 , F 2 trở thành hai nguồn phỏt súng ỏnh sỏng , hai nguồn này là hai nguồn kết hợp . Khi gặp gặp nhau chỳng giao thoa nhau 
 + Những vạch sỏng là những chổ hai súng tăng cường lẫn nhau 
 + Những vạch tối là những chổ hai súng triệt tiờu nhau 
s 1 
s 2 
a 
m 
h 
d 
d 1 
d 2 
x 
o 
i 
e 
2. Vị trớ cỏc võn sỏng : 
* Võn sỏng : 
 D 
a 
x s = k 
* Võn tối : 
k = 0 
k là bậc giao thoa ( k = 0; ±1;) 
k = -2 
k = -1 
O 
+ 
- 
k = 1 
k = 2 
( k’ = 0; ± 1) 
k = 1 
k = 2 
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 : 
c. Tại O ( k = 0) : là võn sỏng trung tõm 
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 : 
Mỗi ỏnh sỏng đơn sắc cú một bước súng trong chõn khụng xỏc định . 
 Cỏc ỏnh sỏng cú bước song từ 380nm đến 760nm 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 ∞ 
* 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 
* Hiện tượng giao thoa á nh sáng thường gặp . 
- á nh sáng phản xạ trên các váng dầu , mỡ , mặt đ ĩa CD hoặc bong bóng xà phòng có màu sắc sặc sỡ . 
S 
A 
B 
C 
 Hiện tượng giao thoa á nh sáng là một bằng chứng thực nghiệm quan trọng khẳng đ ịnh á nh sáng có tính chất sóng . 
3 . Kết luận . 
Câu tiếp theo 
Câu hỏi :1 
 Kết luận quan trọng nhất rút ra từ thí nghiệm Iâng là? 
 A- á nh sáng trắng là hỗn hợp của vô số các á nh sáng đơn sắc khác nhau có màu biến thiên liên tục từ đ ỏ đ ến tím . 
 B - Là bằng chứng thực nghiệm quan trọng khẳng đ ịnh á nh sáng có tính chất sóng . 
 C - Giải thích đư ợc sự hình thành vân sáng xen kẽ vân tối đ ều đ ặn , khi làm thí nghiệm với á nh sáng đơn sắc và dải sáng màu biến đ ổi liên tục khi làm thí nghiệm với á nh sáng trắng. 
Hãy chọn đáp án đ úng 
A 
B 
C 
 Kết luận quan trọng nhất rút ra từ thí nghiệm Iâng là gì? 
 A- á nh sáng trắng là hỗn hợp của vô số các á nh sáng đơn sắc khác nhau có màu biến thiên liên tục từ đ ỏ đ ến tím . 
 B - Là bằng chứng thực nghiệm quan trọng khẳng đ ịnh á nh sáng có tính chất sóng . 
 C – Giải thích đư ợc sự hình thành vân sáng xen kẽ vân tối đ ều đ ặn , khi làm thí nghiệm với á nh sáng đơn sắc và dải sáng màu biến đ ổi liên tục khi làm thí nghiệm với á nh sáng trắng. 
Kết qu ả 
Chưa đ úng , hãy đ ọc lại câu hỏi . 
Câu hỏi :1 
A 
 Kết luận quan trọng nhất rút ra từ thí nghiệm Iâng là gì? 
 A- á nh sáng trắng là hỗn hợp của vô số các á nh sáng đơn sắc khác nhau có màu biến thiên liên tục từ đ ỏ đ ến tím . 
 B - Là bằng chứng thực nghiệm quan trọng khẳng đ ịnh á nh sáng có tính chất sóng . 
 C - Giải thích đư ợc sự hình thành vân sáng xen kẽ vân tối đ ều đ ặn , khi làm thí nghiệm với á nh sáng đơn sắc và dải sáng màu biến đ ổi liên tục khi làm thí nghiệm với á nh sáng trắng. 
Kết qu ả 
B 
Rất tốt , hoàn toàn chính xác . 
Câu hỏi :1 
 Kết luận quan trọng nhất rút ra từ thí nghiệm Iâng là gì? 
 A- á nh sáng trắng là hỗn hợp của vô số các á nh sáng đơn sắc khác nhau có màu biến thiên liên tục từ đ ỏ đ ến tím . 
 B - Là bằng chứng thực nghiệm quan trọng khẳng đ ịnh á nh sáng có tính chất sóng . 
 C - Giải thích đư ợc sự hình thành vân sáng xen kẽ vân tối đ ều đ ặn , khi làm thí nghiệm với á nh sáng đơn sắc và dải sáng màu biến đ ổi liên tục khi làm thí nghiệm với á nh sáng trắng. 
Kết qu ả 
Chưa chính xác . 
C 
Câu hỏi :1 
Câu hỏi :2 
 Trong thí nghiệm I â ng , năng lượng á nh sáng : 
 A- Không đư ợc bảo toàn , vì vân sáng lại sáng hơn nhiều so với khi không có giao thoa . 
 B- Không đư ợc bảo toàn vì, ở chỗ vân tối á nh sáng cộng á nh sáng lại thành bóng tối . 
 C- Vẫn đư ợc bảo toàn , nhưng đư ợc phân phối lại, phần bớt ở chỗ vân tối đư ợc chuyển sang cho vân sáng . 
Hãy chọn đáp án đ úng 
A 
B 
C 
Câu hỏi :2 
 Trong thí nghiệm I â ng , năng lượng á nh sáng : 
 A- Không đư ợc bảo toàn , vì vân sáng lại sáng hơn nhiều so với khi không có giao thoa . 
 B- Không đư ợc bảo toàn vì, ở chỗ vân tối á nh sáng cộng á nh sáng lại thành bóng tối . 
 C- Vẫn đư ợc bảo toàn , nhưng đư ợc phân phối lại, phần bớt ở chỗ vân tối đư ợc chuyển sang cho vân tối 
Kết qu ả 
Chưa chính xác . 
A 
Câu hỏi :2 
 Trong thí nghiệm I â ng , năng lượng á nh sáng : 
 A- Không đư ợc bảo toàn , vì vân sáng lại sáng hơn nhiều so với khi không có giao thoa . 
 B- Không đư ợc bảo toàn vì, ở chỗ vân tối á nh sáng cộng á nh sáng lại thành bóng tối . 
 C- Vẫn đư ợc bảo toàn , nhưng đư ợc phân phối lại, phần bớt ở chỗ vân tối đư ợc chuyển sang cho vân tối 
Kết qu ả 
Rất đá ng tiếc , chưa chính xác . 
B 
Câu hỏi :2 
 Trong thí nghiệm I â ng , năng lượng á nh sáng : 
 A- Không đư ợc bảo toàn , vì vân sáng lại sáng hơn nhiều so với khi không có giao thoa . 
 B- Không đư ợc bảo toàn vì, ở chỗ vân tối á nh sáng cộng á nh sáng lại thành bóng tối . 
 C- Vẫn đư ợc bảo toàn , nhưng đư ợc phân phối lại, phần bớt ở chỗ vân tối đư ợc chuyển sang cho vân tối 
Kết qu ả 
C 
 Rất xuất sắc. 
Câu hỏi :3 
Trong thớ nghiệm Yong về giao thoa ỏnh sỏng.Sử dụng 
ỏnh sỏng đơn sắc,khoảng võn đo được là 0,2mm. 
Vị trớ của võn sỏng thứ ba từ võn sỏng trung tõm là bao 
nhiờu? Tớnh bước súng của ỏnh sỏng dựng trong 
thớ nghiệm? 
Vị trớ võn sỏng thứ ba là: 
Bước súng ỏnh sỏng dựng trong thớ nghiệm là 
Chuaồn bũ cho baứi sau 
BAỉI TAÄP 
-Làm cỏc bài tập trong SBT VL 12 trang 125 
-Bài tập trong SBT