3-bai-3-nhieu-xa-anh-sang

Slide 1 BÀI TẬP QUANG HỌC ĐẠI CƯƠNG 1 KHOA VẬT LÍ – TỔ VẬT LÍ ĐẠI CƯƠNG – HỌC KÌ 2 NĂM HỌC 2012 2013 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HCM 2 Thế nào là hiện tượng nhiễu xạ? 3 Nhiễu xạ và giao thoa khác nhau t[.]

BÀI TẬP QUANG HỌC ĐẠI CƯƠNG

KHOA VẬT LÍ – TỔ VẬT LÍ ĐẠI CƯƠNG – HỌC KÌ 2 NĂM HỌC 2012-2013

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP.HCM

2

Thế nào là hiện tượng nhiễu xạ?

Nhiễu xạ và giao thoa

khác nhau thế nào?

Câu hỏi tuần sau

4

ab S

b = Mo P

S: nguồn sángP: điểm được chiếu sáng

Σ: mặt sóng cầua: bán kính mặt cầu Sb: khoảng cách từ điểm quan sát đến mặt sóng cầu

a a

a = ±

BỐ TRÍ THÍ NGHIỆM NHIỄU XẠ QUA LỖ TRÒN

Ta có thể thay đổi b để quan sáng

cường độ sáng tại tâm P

8

• NHIỄU XẠ FRESNEL QUA 1 LỖ TRÒN

Gọi Io , a là cường độ và biên độ ánh sáng tới

 Khi không có màn chắn an~0  ap =OI  Ip = Io

 Khi số đới chứa trong lỗ là lẻ thì Ip >Io (P sáng hơn)

 Khi số đới chứa trong lỗ là chẵn: Ip < Io (P tối hơn)

Khi có 1 đới n = 1: Ip=a12 =4a2 =4Io

 (cường độ sáng tại P gấp 4 lần khi không có màn)

Khi có 2 đới n = 2: Ip = 0 do (a1≈a2)

Phương pháp đường xoắn ốc

Biên độ sóng tới: a = ao =OI

Đới Fresnel thứ nhất:

- Nửa vòng tròn OA

- Biên độ: a1=OA=2OI =2a

Đới Fresnel thứ hai:

Phương pháp đường xoắn ốc

Nửa đới Fresnel thứ nhất:

- Cung tròn OJ

12

Đới Fresnel thứ nhất + nửa đới Fresnel thứ 2:

- Cung tròn OJAF

• NHIỄU XẠ FRESNEL QUA 1

LỖ TRÒN

Chủ đề 1

1 Nếu sử dụng PP đới cầu mà sóng tới là sóng phẳng thì: a→∞

2 Nếu lỗ tròn chứa được k đới thì ta xem bán kính lỗ tròn bằng bán kính đới thứ k

3 Số đới chứa trong lỗ tròn phụ thuộc bán kính lỗ tròn và khoảng cách b đến điểm quan sát P

4 Số đới cầu chứa trong lỗ càng tăng thì cường độ sáng tại tâm nhiễu xạ giảm

5 Tâm nhiễu xạ (điểm P) tối nhất khi lỗ tròn có 2 đới n = 2

6 Ta thường sử dụng PP đường xoắn ốc khi số đới cầu là không nguyên

7 Biên độ dao động do đới gây ra tại P sẽ tỉ lệ với diện tích đới hay diện tích lỗ tròn

1 Nếu sử dụng PP đới cầu mà sóng tới là sóng phẳng thì: a→∞

2 Nếu lỗ tròn chứa được k đới thì ta xem bán kính lỗ tròn bằng bán kính đới thứ k

3 Số đới chứa trong lỗ tròn phụ thuộc bán kính lỗ tròn và khoảng cách b đến điểm quan sát P

4 Số đới cầu chứa trong lỗ càng tăng thì cường độ sáng tại tâm nhiễu xạ giảm

5 Tâm nhiễu xạ (điểm P) tối nhất khi lỗ tròn có 2 đới n = 2

6 Ta thường sử dụng PP đường xoắn ốc khi số đới cầu là không nguyên

7 Biên độ dao động do đới gây ra tại P sẽ tỉ lệ với diện tích đới hay diện tích lỗ tròn

Lưu ý khi làm BT

13

Dạng: Nhiễu xạ qua 1 dĩa tròn

14

• NHIỄU XẠ QUA 1 KHE HẸP

CHỦ ĐỀ 2

Gọi i là góc lệch của chùm tia nhiễu xạ so với pháp tuyến

i

Gọi io là góc tới và i góc nhiễu xạ

a: bề rộng khe hẹp

P: ảnh nhiễu xạ

A: biên độ nhiễu xạ do toàn khe gây ra tại P

a1: biên độ sóng nhiễu xạ của tia đi qua O gây ra tại P

Phân bố cường độ sáng của nhiễu xạ qua 1 khe hẹp

♥ Cực đại giữa NX (cực đại giữa hình học): i = io⇒ u = 0 ⇒ I = I o

• NHIỄU XẠ QUA 2 và N KHE HẸP

CHỦ ĐỀ 3

“Trong nhiễu xạ có giao thoa”

Giữa 2 cực đại chính giao thoa có: N-1

cực tiểu giao thoa và N-2 cực đại phụ

giao thoa

Nhiễu xạ 1 khe

Nhiễu xạ 2 khe

So sánh ảnh nhiễu xạ?

Vân giao thoa

Cực đại giữa NX

22

Cực tiểu NX

So sánh thí nghiệm khe

Young và nhiễu xạ 2 khe hẹp.

Câu hỏi tuần sau

Nhiễu xạ qua 2 khe

24

Vân giữa nhiễu xạ

26

Quan sát ảnh nhiễu xạ của 1, 2, 3, 4, 5, 7 khe hẹp

Vân giữa nhiễu xạ bị giới hạn bởi 2 cực tiểu nhiễu xạ thứ 1

Gọi io là góc tới và i góc nhiễu xạ

a: bề rộng khe hẹp

l: khoảng cách điểm giữa 2 khe liên tiếp

P: ảnh nhiễu xạ

a: biên độ nhiễu xạ do N khe gây ra tại P

A: biên độ nhiễu xạ do 1 khe gây ra tại P

a1: biên độ sóng nhiễu xạ của tia đi qua O gây ra tại P

f: tiêu cự của TKHT

28

3 Cực tiểu giao thoa:

Phân bố cường độ sáng của nhiễu xạ qua 2, nhiều khe hẹp

 Xét trong vân giữa NX:

♥ Cực đại chính giao thoa:

♥i = io⇒ u = 0 ⇒ I = I o

♥ Cực đại NX thứ 1: k=1,-2 ⇒ u=3π/2 ⇒ I1=4/9π2 Io= 0,044 I o

♥ Cực đại NX thứ 2: k=2,-3 ⇒ u=5π/2 ⇒ I2=4/25π2 Io= 0,016 I o

 Xét trong vân giữa NX:

♥ Cực đại chính giao thoa:

• CÁCH TỬ NHIỄU XẠ

CHỦ ĐỀ 4

Cách tử là một hệ thống gồm N khe hẹp giống hệt nhau, bề rộng a, đặt cách đều nhau, khoảng cách giữa 2 khe liên tiếp

là l (điểm giữa 2 khe) n là chu kì cách tử: n= 1/l

Cấu tạo cách tử rất tinh vi, trên mỗi mm cách tử có rất

nhiều khe

32

Quan sát phổ nhiễu xạ của cách tử.

Quang phổ bậc 1 Quang phổ bậc 2

THÍ NGHIỆM CÁCH TỬ NHIỄU XẠ - HỌC PHẦN TNVLĐC 2

HKI năm 3