Bài giảng Vật lí Lớp 12 - Bài: Đo bước sóng ánh sáng. Bước sóng và màu sắc ánh sáng

D 
 1 
O 
x 
A 
M 12 
S 2 
S 1 
 2 
r 1 
r 2 
a 
 
H 1 
H 2 
E 
I 
O 
E 
M 12 
S 2 
S 1 
A 
§44. ĐO BƯỚC SÓNG ÁNH SÁNG. BƯỚC SÓNG VÀ MÀU SẮC ÁNH SÁNG 
1. Khoảng vân giao thoa : 
a. Vị trí vân giao thoa: 
- Xét một điểm A nằm trong vùng giao thoa cách O một khoảng x, với IO là trung trực của S 1 S 2 : 
I 
Gỉa sử : S 1 S 2 = a, S 1 A = r 1 , S 2 A = r 2 , OI = D. 
- Từ hình vẽ ta có: 
Vì các góc  1 ,  2 rất nhỏ nên: r 1 cos  1  r 1 ; r 2 cos  2  r 2 
Do đó: r 2 – r 1 = asin  
Mặt khác, do  cũng rất nhỏ, nên lấy : 
Ta suy ra : 
* Vị trí các vân giao thoa : 
° Vị 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 sáng 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, (–1) : là hai vân tối thứ 1. Tương tự cho các vân tối còn lại. 
Vậy, xen giữa hai vân sáng cạnh nhau là một vân tối . 
Tại A là vân sáng nếu: 
Tại A là vân tối nếu : 
Vân sáng trung tâm 
Đặc điểm vùng giao thoa: 
x 
0 
Vân sáng bậc 2 
Vân sáng bậc 1 
Vân tối thứ 1 
Vân tối thứ 2 
b. Khoảng vân: 
Khoảng vân (i) là khoảng cách giữa hai vân sáng (hoặc vân tối) liên tiếp nhau. 
Ta có : khoảng cách giữa vân sáng bậc k và bậc k+1 là : 
i 
i 
2. Bước sóng và màu sắc ánh sáng : 
a. Đo bước sóng ánh sáng: 
Đo khoảng cách D từ hai khe S 1 và S 2 đến màn. 
 Dùng kính hiển vi hoặc kính lúp xác định khoảng cách a giữa hai khe và khoảng vân i. 
 Biết a, D và i ta tính được bước sóng  của ánh sáng đơn sắc ấy theo  công thức : 
b. Bước sóng và màu sắc ánh sáng: 
- Mỗi ánh sáng đơn sắc luôn có một bước sóng  xác định và ứng với một màu duy nhất của ánh sáng đó gọi là màu đơn sắc hay màu quang phổ. 
- Ánh sáng khả kiến có bước sóng nằm trong khoảng:  0,4  m    0,76  m. 
Củng cố 
1. Nêu công thức xác định vị trí các vân tối, vân sáng trong vùng giao thoa? 
2. Khoảng vân là gì? Công thức? 
3. Làm thế nào để xác định bước sóng ánh sáng? (Dựa vào hiện tượng giao thoa ánh sáng) 
4. Ánh sáng khả kiến có bước sóng nằm trong khoảng nào?