Vật lý đại cương

Slide 1 BÀI GIẢNG VẬT LÝ 3 Chương 1 GIAO THOA ÁNH SÁNG Đỗ Thị Ngọc Dương * Đỗ Thị Ngọc Dương * 4 – GIAO THOA BỞI BẢN MỎNG 1 – CƠ SỞ CỦA QUANG HỌC SÓNG Đỗ Thị Ngọc Dương * 3 – GIAO THOA BỞI NGUỒN ĐIỂM 5 – NÊM KHÔNG KHÍ 6 – ỨNG DỤNG CỦA HIỆN TƯỢNG GIAO THOA NỘI DUNG Đỗ Thị Ngọc Dương Đỗ Thị Ngọc Dương * 1 CƠ SỞ CỦA QUANG HỌC SÓNG 1 1 Quang học sóng Là ngành vật lý học nghiên cứu về bản chất, sự lan truyền và tương tác của ánh sáng với môi trường vật chất Quang học[.]

Trang 1

BÀI GIẢNG VẬT LÝ 3

Chương 1

GIAO THOA ÁNH SÁNG

Trang 2

NỘI DUNG

4 – GIAO THOA BỞI BẢN MỎNG

1 – CƠ SỞ CỦA QUANG HỌC SÓNG

3 – GIAO THOA BỞI NGUỒN ĐIỂM

5 – NÊM KHÔNG KHI

6 – ỨNG DỤNG CỦA HIỆN TƯỢNG

Trang 3

Đỗ Thị Ngọc Dương

3

1 CƠ SỞ CỦA QUANG HỌC SÓNG

1.1 Quang học sóng

Là ngành vật lý học nghiên cứu về bản chất, sự lan truyền và tương tác của ánh sáng với môi trường vật chất.

Quang học:

Các thuyết về bản chất của ánh sáng

• Thuyết hạt của Newton (cuối thế kỉ 17)

• Thuyết sóng của Huygens(cuối thế kỉ 17)

• Thuyết điện từ của Maxwell (1864)

• Thuyết photon của Einstein (1905)

Nghiên cứu về bản chất, sự lan truyền

và tương tác của ánh sáng với môi trường vật chất dựa trên cơ sở tính chất sóng của á/s.

Quang học sóng:

Trang 4

1.2 Chiết suất và vận tốc của ánh sáng

 Trong chân không

 Trong môi trường suốt ( không khí, nước, thủy tinh…)

Trang 5

Đỗ Thị Ngọc Dương 5

1.2 Chiết suất và vận tốc của ánh sáng

1 n 2,5 ≤ ≤

• Thủy tinh quang học n = 1,5

Trang 6

1.3 Quang lô

Quang lô là quãng đường ánh sáng truyền được trong chân không trong khoảng thời gian t

 Trong chân không

L c.t =

Trang 7

1.3 Quang lô

 Trong môi trường có chiết suất n

Nếu ánh sáng truyền qua nhiều môi

trường có chiết suất n1, n2, …, với các

quãng đường là s1, s2, …, thì quang lộ:

Trang 8

Trang 9

1.3 Quang lô

Chú ý

Nếu ánh sáng bị phản xạ khi truyền từ

môi trường có chiết suất lớn hơn thì

quang lộ dài thêm ra một đoạn

Trang 10

Trang 11

Trang 12

Trang 13

Bước só

ng

Trang 14

Trang 15

Cường độ sáng tại một điểm là một đại

truyền qua một đơn vị diện tích đặt vuông góc với phương truyền sáng trong một đơn vị thời gian

E P

t

2

W m

 

 ÷

 

(W)

Trang 16

1.6 Nguyên lý chồng chất ánh sáng

Khi hai hay nhiều sóng ánh sáng gặp nhau thì từng sóng riêng biệt không bị các sóng khác làm nhiễu loạn Sau khi gặp nhau các sóng vẫn truyền đi như

cu Tại những điểm gặp nhau dao đông sáng bằng tổng các dao đông thành phần.

Trang 17

Đỗ Thị Ngọc Dương

Trang 18

2 GIAO THOA ÁNH SÁNG

2.1 Khái niệm về giao thoa ánh sáng

 Giao thoa là sự tổng hợp của hai hay nhiều as kết hợp mà kết quả có những điểm cường độ sáng được tăng cường, có những điểm cường độ sáng bị giảm bớt

 Điều kiện có giao thoa là: các

tần số, hiệu số pha không đổi theo thời gian)

Trang 19

2.1 Khái niệm về giao thoa ánh sáng

Trang 20

2.2 Giao thoa ánh sáng với nguồn điểm (Thí nghiệm Young)

 Bố trí thí nghiệm

Ánh sáng từ nguồn S chiếu vào hai khe

sát E

l Khoảng cách giữa hai khe

D Khoảng cách từ hai khe đến

màn quan sát

Trang 21

Trang 22

 Kết quả của giao thoa

Trang 23

Trang 24

Trang 25

2.2 Thí nghiệm Young

( 2 1 )M

Trang 26

Trang 27

Trang 28

Trang 29

 Khoảng vân: i (m) Khoảng cách giữa

hai vân cùng loại liên tiếp

Trang 30

Thí nghiệm giao thoa ánh sáng với D

=1m, l =1,6mm; khoảng cách từ vân sáng

Tính bước sóng ánh sáng

Ví du 1

Trang 31

Ví du 2

Trong thí nghiệm Young về giao thoa với

khe sáng là 1,8mm, khoảng cách từ hai khe tới màn là 2,25m Khoảng cách giữa

12 vân sáng liên tiếp là 5,5mm Xác địnha) Bước sóng và tần số của ánh sáng

b) Màu của ánh sáng đơn sắc

Trang 32

Ví du 3

Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh

khoảng cách từ hai khe đến màn quan sát

là 2m; bước sóng ánh sáng λ=0,5µm

một đoạn 4mm và 6,5mm là vân sáng hay tối?

Trang 33

Ví du 4

vân tối thứ 3 đến vân sáng bậc 6 ở cùng phía đối với vân trung tâm là 3,5mm Cho

; D = 2m Xác định:

1,5mm

=

l

a) Bước sóng ánh sáng

b) Khoảng cách giữa:

+ Vân sáng bậc 3 và vân tối thứ 7 cùng và

khác phía đối với vân trung tâm + Hai vân sáng bậc 5

+ Hai vân tối thứ 3

Trang 34

2.3 Giao thoa với ánh sáng trắng

- Hai bên có các dải màu

biến đổi liên tục, viền tím

Trang 35

Ví du 1

Thực hiện thí nghiệm Young về giao thoa

sáng đơn sắc ʎ1 = 0,57µm và ʎ2 thì thấy

vân sáng bậc 3 của bức xạ ʎ2 trùng với vân sáng bậc 2 của bức xạ ʎ1 Cho l = 1mm, D

Trang 36

Ví du 2

Trong thí nghiệm Young về giao thoa với ánh sáng trắng Khoảng cách giữa hai khe 0,6mm, khoảng cách từ 2 khe đến màn qua sát 1,2m Xác định:

(0, 45μm λ 0,75μm)≤ ≤

a) Số bức xạ cho vân tối tại M cách vân

b) Số bức xạ cho vân sáng tại N cách

Trang 37

2.4 Giao thoa bản mỏng

Màu sắc của bản mỏng bong bóng xà phòng, váng dầu…do sự giao thoa của các tia phản xạ trên hai mặt của bản mỏng gây nên

Trang 38

Bản mỏng đặt trong không khí

Trang 39

Trang 40

Trang 41

λ

L L 2k+1

2

− =

Trang 42

Trường hợp tia sáng chiếu thẳng góc (vuông góc) với bản mỏng

Trang 43

Ví du 1

Một chùm ánh sáng rọi vuông góc với

chiết suất 1,6 Hỏi trong phạm vi quang

chùm phản chiếu được tăng cường?

Trang 44

Ví du 2

phạm vi quang phổ thấy được

(0,4μm – 0,7μm), những chùm phản chiếu

chiết suất ứng với bức xạ đó là 1,5?

Trang 45

Ví du 3

Một chùm ánh sáng trắng được chiếu lên

sáng cực đại bước sóng 500nm Biết

chiết suất của lớp màng mỏng là 1,25

Trang 46

Ví du 4

Chiếu một chùm tia sáng song song có

Hỏi bề dày nhỏ nhất của lớp màng phải bằng bao nhiêu để chùm tia phản xạ có cường độ sáng cực tiểu?

Trang 47

2.4 Nêm không khí

 Định nghĩa

Nêm không khí là một lớp không khí hình nêm, giới hạn giữa 2 bản thủy tinh,

∑2

∑ 1

α

Trang 48

∑

∑ 1

α

Đặt nêm trong không khí

Rọi chùm sáng vuông

 Kết quả

những đường thẳng song song cách

∑1

Trang 49

∑2

∑ 1

α

n

 Giải thích kết quả

M

thành 2 tia

O

Tia 1:

K

Tia 2:

Pxạ

Quang lô

L 1 = OK + nKM + nMK + KO

2

λ

L OK nKM MI

2

IM nMK KO

2

λ

2

λ

Trang 50

Trang 51

i

2

λ α

=

 Khoảng vân

i i

Trang 52

Ví du 1

Thực hiện giao thoa với nêm không khí

Khoảng cách giữa 2 vân sáng liên tiếp là

giảm bước sóng ánh sáng đi 2 lần thì khoảng cách hai vân sáng liên tiếp thay đổi như thế nào?

Trang 53

Ví du 2

rọi vuông góc với nêm không khí Quan sát

cách giữa hai vân tối liên tiếp bằng 0,21mm Xác định góc nghiêng giữa hai mặt nêm

Trang 54

Ví du 3

sóng 0,6 μm vuông góc với nêm không

nhau trên mặt nêm là 1,8mm Tính góc nghiêng của nêm

Trang 55

2.6 Vân tròn Newton

 Cấu tạo

Một thấu kính lồi đặt

trên một tấm thủy tinh

phẳng

R

C

d k

của thấu kính

lớp không

khí

O

Trang 56

 Hình ảnh giao thoa

Chiếu chùm tia sáng

song song và vuông

góc với bản thủy tinh

C

Các vân giao thoa là

các vòng tròn tâm C

Trang 57

2

λ

=

Trang 58

k

k = 1, 2, 3…

Trang 59

Ví du 1

Newton

a) Xác định bề dày của lớp không khí mà

b) Tìm bề dày lớp không khí tại vị trí của

vân tối thứ 4

Trang 60

Ví du 2

Trang 61

Ví du 3

Thấu kính trong hệ thống tạo vân tròn

Đường kính của vân tối thứ 4 là 8mm Tính bước sóng ánh sáng chiếu tới vân tròn Newton

Trang 62

a) Thấu kính trong hệ thống cho vân tròn

cách giữa vân tối thứ 4 và thứ 25 bằng 9 mm

Ví du 4 Tìm bước sóng ánh sáng tới biết

b) Thấu kính trong hệ thống cho vân tròn

cách giữa vân tối thứ 3 và thứ 27 bằng

Trang 63

Tiêu đề	Giao Thoa Ánh Sáng
Tác giả	Đỗ Thị Ngọc Dương
Trường học	Trường Đại Học
Chuyên ngành	Vật Lý
Thể loại	Bài Giảng

Định dạng
Số trang	64
Dung lượng	3,34 MB