Giáo trình quang học phần 1 ts nguyễn bá đức

Để hiểu rõ bản chất của ánh sáng đồng thời để có thể hiểu và ứng dụng những kiến thức của quang học vào trong kỹ thuật và đôi sống, chúng ta phải nghiên cứu các hiện tượng quang học.. Th

Sách tặng

NGUYÊN

IỌC L IẸ U

GIÁO TRlNH

QUANG HỌC

N H À X U Ấ T BẢN ĐẠI HỌC TH Á I N G U Y Ê N

NĂM 2014

M Ã S Ó : — —

-Đ H T N - 2 0 1 4

0 1 - 4 7

LỜI NÓI ĐẦU

G iáo trình Q uang học đại cương được biên tập theo chủ trương triển khai nhiệm vụ biên soạn và viết giáo trình, sách tham khảo phục

vụ cho giảng dạy và học tập chương trình Đại học ngành Vật lý nói riêng và các ngành học khác nói chung của Trường Đại học Tân Trào, tỉnh Tuyên Q uang

Nội dung của cuốn sách nhằm giúp giảng viên, sinh viên hiểu rõ những điểm cơ bản nhất của m ôn Vật lý đại cương, phần Q uang học Cấu trúc cuốn sách bao gồm 5 chương: Chương 1- Các định luật về quang học - Đại lượng trắc quang; Chương 2 - Sóng ánh sáng - Giao thoa ánh sáng; Chương 3 - Nhiễu xạ ánh sáng; Chương 4 - Phân cực của ánh sáng và Chương 5 - Quang học lượng tử

Cuốn G iáo trình Q uang học đại cương này phục vụ chung cho sinh viên của các trường đại học, cao đẳng và cũng là tài liệu tham khảo

bổ ích cho cán bộ kỹ thuật, cán bộ nghiên cứu các ngành có liên quan tói vật lý và các giáo viên trường phổ thông, phổ thông Chuyên Vậtlý-

G iáo trình được biên soạn theo chủ đích và quan điểm riêng của tác giả, tuy nhiên trong quá trình biên soạn, chúng tôi có tham khảo nhiều tài liệu của đồng nghiệp Trong quá trình biên soạn không thể tránh khỏi những thiếu sót, chúng tôi rất m ong nhận được sự góp ý của bạn đọc để giáo trình được hoàn thiện hơn

rp s _ _ • ?

Tác giá

MỤC LỤC

1 C ác định luật cơ bản vể quang học - Đại lượng trắc quang 11

1.1 K hái niệm về quang h ọ c 11

1.2 Các định luật cơ bản của quang hình h ọ c 12

1.2.1 Đ ịnh luật truyền thẳng của ánh s á n g 12

1.2.2 Đ ịnh luật về tác dụng độc lập của các tia sáng 12 1.2.3 Định luật phản xạ và khúc xạ ánh sáng - Định luật D e sc a rte s 13

1.2.4 H iện tượng phản xạ toàn p h ầ n 15

1.3 Đường đi của ánh sáng (quang l ộ ) 18

1.3.1 Đ ịnh n g h ĩ a 18

1.3.2 Biểu thức quang l ộ 18

1.4 N guyên lý F e c m a 20

1.4.1 Nội dung nguyên l ý 20

1.4.2 N guyên lý Fecma và các định luật phản xạ và khúc xạ ánh s á n g 20

1.5 Các đại lượng trắc q u a n g 23

5

• 1.5.1 Q uang t h ô n g 23

1.5.2 Đ ộ s á n g 23

1.5.3 Đ ộ r ọ i 25

1.6 Năng suất phân li của các dụng cụ quang học 27

1.6.1 Đ ịnh n g h ĩ a 27

1.6.2 N ăng suất phân li của các loại kính hiên vi và kính thiên v ã n 28

2 Sóng ánh sáng - Hiện tượng giao thoa ánh sáng 31 2.1 Cơ sở của quang học s ó n g 31

• 2.1.1 Hàm s ó n g 31

2.1.2 Cường độ s á n g 32

2.1.3 N guyên lý chồng c h ấ t 33

2.1.4 N guyên lý H u y g e n s 33

2.2 Hiệri tượng giao thoa ánh s á n g 34

2.2.1 Các thí nghiệm tạo ra các sóng kết hợp 34

2.2.2 K hảo sát hiện tượng giao t h o a 37

2.3 Hiện tượng giao thoa do phản xạ 41

2.3.1 T hí nghiệm L l o y d 41

2.3.2 Sóng dừng 43

2.3.3 Phương pháp chụp ảnh m à u 44

2.4 H iện tượng giao thoa ánh sáng qua các bản m ỏng 46

2.4.1 Bản m ỏng có bể dày không đ ề u 46

2.4.2 Bản m ỏng có bề dày không đổi - Bản m ặt song

s o n g 52

2.5 M ột sô' ứng dụng của hiện tượng giao t h o a 53

2.5.1 K hử sự phản xạ từ các bề m ặt k í n h 53

2.5.2 Kiểm tra bề mặt của kính phẳng hoặc lồi 55

2.5.3 Giao thoa k ế R a y l a ig h 56

2.5.4 Giao thoa kế M ic h e ls o n 57

2.5.5 Thí nghiệm M ic h e ls o n 59

2.6 Toàn kí 63

2.6.1 Nguyên tắc cơ bản của phương pháp toàn kí 64 2.6.2 M ột số ứng dụng của phương pháp toàn kí 67

3 N hiễu xạ ánh sáng 69 3.1 Hiện tượng nhiễu x ạ 69

3.1.1 N guyên lý Huygens - F r e s n e l 71

3.1.2 Biểu thức của dao động sáng tại m ột điểm 72

3.2 Nhiễu xạ của các sóng c ầ u 74

3.2.1 Phương pháp đới cầu Fresnel 74

3.2.2 Phương pháp giản đồ véc t ơ 78

3.2.3 Nhiễu xạ do một nguồn điểm gây ra qua lỗ tròn 81 3.2.4 N hiễu xạ qua m ột mặt chắn sáng tròn không trong s u ố t 83

3.3 Nhiễu xạ của sóng p h ẳ n g 85

3.3.1 Nhiễu xạ của ánh sáng qua khe h ẹ p 85

3.3.2 Nhiễu xạ qua nhiều khe hẹp Cách tử nhiễu xạ 91

3.4 M áy quang phổ cách tử 99

3.4.1 Cấu tạo của m áy quang phổ cách t ử 99

3.4.2 Đ ặc trưng cơ bản của m áy quang phổ cách tử 100 3.5 N hiễu xạ của tia R ơ n g e n 102

4 Phân cực ánh sáng 107 4.1 Á nh sáng tự nhiên và ánh sáng phân c ự c 107

4.1.1 Á nh sáng tự n h i ê n 108

4.1.2 Á nh sáng phân c ự c 109

4.1.3 Đ ịnh lý M a l u s 111

4.2 Phân cực ánh sáng do phản xạ, khúc x ạ 115

4.3 Tính lưỡng chiết của tinh t h ể 116

4.4 Các loại kính phân c ự c 120

4.4.1 Bản tinh thể đơn trục hấp thụ không đều 120

4.4.2 Lăng kính n ic o l 121

4.4.3 Á nh sáng phân cực tròn và phân cực elip 123

4.4.4 Lưỡng chiết nhân t ạ o 129

4.5 Sự quay m ặt phẳng phân c ự c 132

4.5.1 Trường hợp các tinh thể đơn t r ụ c 132

4.5.2 Trường hợp các chất vô định h ì n h 133

5 Q uang học lượng tử 1 3 5 5.1 Bức xạ n h i ệ t ' 136

5.1.1 K hái niệm về bức xạ n h i ệ t 136

5.1.2 Các đại lượng đặc trưng cho bức xạ nhiệt 137

5.1.3 Định luật K i r c h h o f f 138

5.2 Thuyết lượng tử của Planck 140

5.2.1 Thuyết sóng ánh sáng với việc giải thích hiện tượng bức xạ n h i ệ t 140

5.2.2 Thuyết lượng tử của P l a n c k 141

5.2.3 Các định luật bức xạ của vật đen tuyệt đối 143

5.3 Thuyết lượng tử ánh sáng của Einstein 145

5.3.1 Nội dung của thuyết lượng tử Einstein 145

5.3.2 H iện tượng quang đ i ệ n 147

5.3.3 Giải thích hiện tượng quang đ i ệ n 149

5.3.4 Các định luật quang điện 150

5.3.5 Giải thích các định luật quang đ i ệ n 151

5.3.6 Đ ộng lực học p h o to n 153

5.3.7 Hiệu ứng C o m p to n 154

5.4 Hiện tượng quang h ó a 158

9

Chương 1

Các định luật cơ bản về quang học - Đại lượng trắc quang

1.1 Khái niệm về quang học

Q uang học là m ôn học nghiên cứu về ánh sáng Để hiểu rõ bản chất của ánh sáng đồng thời để có thể hiểu và ứng dụng những kiến thức của quang học vào trong kỹ thuật và đôi sống, chúng ta phải nghiên cứu các hiện tượng quang học

Cuối th ế kỷ X V II và trong th ế kỷ X V III, các nhà vật lý như Huy- gens, Fresnel, M acw ell đã chứng minh ánh sáng có tính chất sóng và

có bước sóng trong khoảng 0 ,4 /¿m đến 0 ,7 5 /im Đến cuối th ế kỷ XIX, đầu thế kỷ XX do khoa học kỹ thuật phát triển, m ột loạt các thí nghiệm đã chứng tỏ rằng ánh sáng không chỉ

có tính chất sóng m à thấy rằng các vật hấp thụ hay phát xạ ánh sáng theo những phần tử gián đoạn và phụ thuộc vào tần số ánh sáng, tù

đó có khái niệm hạt ánh sáng (còn gọi là photon).

11

Như vậy, ánh sáng có cả tính chất sóng V tính chất hạt: các hiện tượng giao thoa, nhiễu xạ, phân cực ánh sáng thể hiện tính chất sóng; các hiện tượng quang điện, hiệu ứng compton thể hiện tính chất hạt của ánh sáng

1.2.1 Định luật truyền thẳng của ánh sáng

Trong m ộ t m ôi trường trong suốt, đồng tính và đẳng hướng, ánh súng truyền theo m ộ t đườrig thẳng.

Thực nghiệm cho thấy rằng định luật này có giới hạn ứng dụng, trong một số trường hợp không còn đúng (đặc biệt khi nghiên cứu hiện tượng nhiễu xạ), xảy ra khi ánh sáng truyền qua những lỗ thật nhỏ hoặc gặp chướng ngại vật kích thước cỡ bước sóng ánh sáng (từ

0 ,4 ịim đến 0, 75/im ) thì ánh sáng không còn truyền thẳng nữa.

1.2.2 Định luật về tác dụng độc lập của các tia sáng

Tác dụng của các chùm sáng khác nhau thì độc lập vcn nhau

N ghĩa là tác dụng của m ột chùm sáng không phụ thuộc vào sự có mặt hay không của m ột chùm sáng khác

thụ, phần quay trở lại môi trường cũ gọi là tia phản xạ I S ' V phần đi

vào môi trường thứ 2 gọi là tia khúc xạ Ỉ S ” (H ình 1.1).

Hình 1.1: Đường đi của tia sáng tới mặt phân cách hai môi trường

Đ ịnh luật phản xạ ánh sáng:

tới SI và phá p tuyến M N );

- Góc tới bằng góc ph ả n xạ.

Đ ịnh luật khúc xạ ánh sáng:

- Tia khúc xạ nằm trong m ặt phẳng tới;

- K hi góc tới thay đổi thì góc khúc xạ cũng thay đổi theo nhưng tỉ

sô giữa sin của góc tới và sin của góc khúc xạ là m ột đại lượng không đổi.

Các đại lượng 711,77,2 gọi là chiết suất của m ôi trường thứ nhất (môi

trường chứa tia tói) và m ôi trường thứ hai (m ôi trường chứa tia khúc

Đại lượng 77.21 gọi là chiết suất tỉ đối của m ôi trường thứ hai đối

với môi trường thứ nhất

- Nếu 77.21 > 1 thì ri2 > n i , ta gọi m ôi trường thứ hai chiết quang

hơn môi trường thứ nhất;

- Nếu 77-21 < 1 thì Ĩi 2 < ĩiị, ta gọi môi trường thứ hai kém chiết

quang hơn m ôi trường thứ nhất;

Nếu gọi Vi là vận tốc của ánh sáng trong m ôi trường thứ nhất và

V 2 là vận tốc của ánh sáng trong m ôi trường thứ hai thì thực nghiệm cho thấy chiết suất tỉ đối giữa hai môi trường tỉ lệ nghịch với các vận tốc ánh sáng truyền trong các môi trường đó:

1.2.4 Hiện tượng phản xạ toàn phần

- Trong hình (1.1), khi cho góc tới Ï1 tăng dần thì góc khúc xạ ¿2

cũng tăng, vì góc khúc xạ nhỏ hơn góc tới ¿2 < il, nên khi i\ = 90°

tức là song song với m ặt phân cách của hai môi trường thì góc khúc

xạ ¿2 vẫn nhỏ hơn 90° (Ỉ2 < 90°), vì vậy mọi tia tới m ặt phân cách đều cho tia khúc xạ (hình 1.2)

- Nếu tia sáng tói đi từ môi trường n<i sang môi trường 711 (712 > ĩỉi), khi cho góc tới il tăng dần thì góc khúc xạ ¿2 cũng tăng, vì góc khúc

xạ lớn hơn góc tới 22 > i \, nên khi góc tới bằng m ột góc giới hạn

i m nào đó (¿1 = im) thì tia khúc xạ sẽ song song với m ặt phân cách của hai m ôi trường (chùm tia I 2 Q ) tức là góc khúc xạ 22 = 90°, nếu

¿1 > im thì góc khúc xạ %2 sẽ lớn hơn 90° (¿2 > 90°), khi đó mọi tia

tới đều bị phản xạ (chùm tia I 3 R ) và không còn tia khúc xạ nữa, hiện

tượng này gọi là hiện tượng phản xạ toàn phần (hình 1.3)

Như vậy, điều kiện để có hiện tượng phản xạ toàn phần là: ánh sáng phải truyền từ m ôi trường có chiết suất lớn sang m ôi trường có chiết suất nhỏ hơn, đỗng thời góc tới phải lớn hơn góc giới hạn

Các ứng dụng của hiện tượng khúc xạ và phản xạ toàn phần

Hiện tượng khúc xạ hay phản xạ toàn phần được ứng dụng nhiều trong thực tế để giải thích các hiện tượng quan học và c h ế tạo các dụng cụ quang học trong kỹ thuật

- Dựa vào hiện tượng khúc xạ của ánh sáng qua lớp kh í quyển của trái đất người ta xác định được vị trí thực của các ngôi sao thấp hơn

vị trí quan sát thấy ở đường chân tròi một góc khoảng 36° Các ảo

Hình 1.3: Tia súng phản xạ toàn phần (n2 > riị)

ảnh quan sát được ở vùng sa mạc, đồng cỏ được giải thích dựa trên hiện tượng khúc xạ ánh sáng và hiện tượng phản xạ toàn phần,

- Hiện tượng phản xạ toàn phần được ứng dụng chế tạo các dụng

cụ quang học theo nguyên tắc đổi chiểu đường truyền của tia sáng Chiết suất của thủy tinh thường vào cỡ 1, 5 vì vậy góc giới hạn tại mặt phân cách giữa thủy tinh và không khí cỡ 42° nên khi góc tới bằng 45° sẽ luôn xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần Dựa vào tính chất này người ta đã ch ế tạo ra lăng kính phản xạ toàn phần Lăng kính phản xạ toàn phần được ứng dụng nhiều trong kính viễn vọng và các dụng cụ quang học khác Hiện tượng phản xạ toàn phần được sử dụng

để

1.3.1 Định nghĩa

Q uang lộ giữa hai điểm A, B là đoạn đường ánh sáng truyền được

trong chân không trong khoảng thời gian t, với t là khoảng thòi gian

ánh sáng đi được m ột đoạn đường AB trong m ôi trường chiết suất n

1.3.2 Biểu thức quang lộ

Giả sử khoảng cách AB trong môi trường đồng tính có chiết suất

n là d, vận tốc ánh sáng trong môi trường là V (hình 1.4), ta có:

Hình 1.4: Quang lộ giữa hai điểm A, B

Gọi quang lộ giữa hai điểm A, B là L ta có:

Nếu ánh sáng truyền qua nhiều môi trường có chiết suất lần lượt là

lĩị, n2, n i , với các quãng đường lần lượt là di, d, 2 , d i , (hình

1.5), thì quang lộ tổng cộng là:

H ình 1.5: Quang lộ qua nhiều môi trường

Nếu ánh sáng đi trong môi trường m à chiết suất thay đổi liên tục

từ điểm này đến điểm khác thì ta chia đoạn đường thành các đoạn

nhỏ ds để chiết suất coi như không đổi trên mỗi đoạn nhỏ (hình 1.6),

quang lộ giữa hai điểm A, B sẽ được tính bằng tích phân:

J b

ds, n

Hình 1.6: Quang lộ qua môi trường có chiết suất thay đôi liên tục

Giữa hai điểm A , B ánh sáng s ẽ truyền theo con đường nào mà quang lộ là cực trị hoặc không đổi.

Cách phát biểu khác: Giữa hai điểm A, B ánh sáng sẽ truyền theo con đường nào m ất ít thòi gian nhất, hoặc m ất nhiều thời gian nhất, hoặc sẽ truyền theo những con đưcmg m à thòi giari truyền bằng nhau (theo hệ thức 1.8)

khúc xạ ánh sáng

N guyên lý F ecm a và định luật phản xạ ánh sáng

Xét hai điểm A, B trên m ặt phản xạ M N, vẽ đường đi của tia sáng

từ A tới m ặt phản xạ tại điểm I và hướng tới điểm B ’ đối xứng với B qua m ặt phản xạ Tia sáng truyền từ A tới B theo đường A IB (hình

1.7), theo định luật phản xạ thì i — i ', đồng thời ta có I B = I B ' và

A IB ’ thẳng hàng theo tính chất đối xứng

Nguyên lý Fecm a và định luật khúc xạ ánh sáng

Xét hai điểm A, B nằm trong hai m ôi trường trong suốt chiết suất

n \ , n2 (hình 1.8), lấy m ột điểm I trên m ặt phân cách M N, quang lộ trên đường AIB sẽ là:

L = ĩ i ị A I + n ^ I B

Đặt A H = h i, B K = h 2, H I = X, H K = d, biểu thức trên được viết

lại thành:

L = n \ \ J h \ + X 2 + Ĩ Ì 2 tiị + (d — x ) 2 (1-13)

H ình 1.8: Nguyên lý Fecma và định luật khúc xạ

Theo nguyên lý Fecm a, ánh sáng đi từ A đến B theo con đường mà

quang lộ là cực trị, nghĩa là nếu đi theo đường AIB m à đoạn H I = X thoả mãn d L / d x = 0 Theo (1.13) ta có:

Đây chính là hệ thức của định luật khúc xạ

K ết luận: Từ nguyên lý Fecm a chúng ta hoàn toàn có thể tìm được

định luật phản xạ và định luật khúc xạ và ngược lại V ậy nguyên lý Fecm a tương đương với các định luật phản xạ và khúc xạ ánh sáng

Các ánh sáng đon sắc có bước sóng từ 0 , 4/xra đến 0 ,7 6ụ,m khi

tác dụng vào m ắt sẽ gây cảm giác sáng Mức độ nhạy cảm của mắt đối với những ánh sáng đơn sắc khác nhau thì khác nhau, mắt người

nhạy cảm nhất với ánh sáng màu vàng lục có bước sóng 0, 55Ịim , với

ánh sáng này toàn bộ năng lượng của chùm sáng hầu như chỉ gây ra cảm giác sáng Với các ánh sáng đơn sắc khác thì chỉ có một phần năng lượng gây ra cảm giác sáng Để đặc trưng cho phần năng lượng

gây ra cảm giác sáng người ta đưa ra khái niệm quang thông.

Q uang thông do m ột chùm sảng gửi tới m ột diện tích d S ìà m ột đại lượng có trị s ố bằng phần năng lượng gảy ra cảm giác sáng gửi tới d S trong m ột đơn vị thời gian.

Phần năng lượng gây ra cảm giác sáng do nguồn sáng phát ra theo

mọi phương trong một đơn vị thời gian gọi là quang thông toàn phần

của m ột nguồn sáng

1.5.2 Độ sáng

Góc khối

Vẽ m ặt cầu tâm o có bán kính bằng đơn vị (bằng 1) Góc khối

d ũ nhìn từ điểm o đến diện tích d S là phần không gian giới hạn bởi

hình nón có đỉnh o và các đường sinh tựa trên chu vi của d S (hình

1.9)

Góc khối có giá trị được đo bằng phần diện tích của mặt cầu có bán kính bằng đơn vị bị giới hạn trong hình nón

Hình 1.9: Góc khối dfì

Đơn vị góc khối là steradian, viết tắt là sr (hệ đo lường quốc tế SI

- System International) Góc khối toàn phần là 47T(sr)

Giá trị góc khối dQ đúng bằng phần diện tích m ặt cầu giới hạn

trong hình nón G ọi r là khoảng cách từ o tới d S , a là góc giữa pháp tuyến n của d S và r, dSo là hình chiếu của d S lên m ăt phẳng vuông góc với r, ta có:

Gọi / là độ sáng do nguồn sáng gửi tới, d § là quang thông gửi đi trong góc khối (Kì, ta có:

Nói chung độ sáng / của nguồn thay đổi theo phương phát sáng Nếu độ sáng / theo mọi phương đều như nhau thì nguồn sáng gọi là nguồn đẳng hướng Q uang thông toàn phần của nguồn đẳng hướng có giá trị là:

Trong đó ị dQ = 4 n là góc khối toàn phần.

Đơn vị độ sáng

Đ ộ sáng là đại lượng đặc trưng cho nguồn sáng Theo hệ đơn vị đỏ

lường quốc tế SI, đơn vị của độ sáng là đơn vị cơ bản, gọi là candeìa, viết tắt là cd.

C andela là độ sáng đo theo phương vuông góc của m ột diện tích

nhỏ, so diện tích l/6 0 0 0 0 0 ra 2, bức xạ như m ột vật bức xạ toàn phần,

ở nhiệt độ đông đặc của platin dưới áp suất 1013257V/ra2

Đơn vị của quang thông là lumen (Im), được suy ra từ hệ thức

(1.15): = I d tl

Nếu / = 1 cd, d£ì = l s r thì 1 lu m e n = ìc d ls r

L u m e n là quang thông của một nguồn sáng điểm đẳng hướng có

độ sáng 1 c a n d eỉa gửi đi trong góc khối 1 s te r a d ia n

(1.16)

1.5.3 Đô roi

Độ rọi là đại lượng đặc trưng cho vật được rọi sáng

Độ rọi tạo bởi m ột nguồn điểm

Xét m ột nguồn điểm o có độ sáng / rọi tới m ột diện tích d S (hình 1.10) Q uang thông gửi tới d S sẽ là:

H ình 1.10: Độ rọi của nguồn sáng điểm

Như vậy, độ rọi của m ặt được chiếu sáng tỉ lệ nghịch với bình

Lưu ý: mắt người bình thường đọc sách với độ rọi trên sách trong

khoảng 30/x đến 50Ix thì không bị mỏi mắt, với những công việc cần

có sự tập trung lớn với những chi tiết nhỏ, tinh vi cần phải có độ rọi trong khoảng 100/x -7- 2 0 0 Ỉ X

- Trường hợp vật ở xa thì năng suất phân li được đo bằng nghịch đảo của góc nhìn bé nhất giữa hai phương đến hai điểm m à m ắt có thể phân biệt được qua dụng cụ quang học

Để định nghĩa năng suất phân li người ta quy ước rằng m ắt người

có thể phân biệt được hai ảnh (cực đại chính) khi chúng cách nhau

một khoảng r ^ R , với R là bán kính của vệt sáng (hình 3.11).

cụ quang học là m ột đại lượng có trị số bằng nghịch đảo của khoảng

cách h giữa hai điểm (với vật ở xa bằng nghịch đảo của góc £ nhìn từ

mắt tới hai điểm ) cách nhau bằng bán kính của m ột vết

Nếu h và £ càng nhỏ thì năng suất phân li càng lớn và dụng cụ

quang học đó càng tốt

Phân biệt được Không phân biệt được

H ình 1.11: Khả núng phân biệt hai điểm cực đại

1.6.2 Năng suất phân li của các loại kính hiển vi và

kính thiên văn

- N ăng suất phân li của kính hiển vi được xác định bằng:

n sin Ct

= 0 , 61A

trong đó n là chiết suất m ôi trường đặt vật, a là góc ngh iên g lớn nhất

của chùm sáng chiếu vào vật kính, A là nước sóng của ánh sáng

Để tăng năng suất phân li của kính hiển vi người ta thường làm vật kính có tiêu cự rất nhỏ, thị kính có tiêu cự nhỏ và tìm cách để

tăng chiết suất n , ví dụ cả vật kính và vật quan sát người ta nhúng vào

dung dịch trong suốt (dầu) có chiết suất lớn hơn 1

- Năng suất phân li của kính thiên văn ngưòi ta cũng tính toán được theo hệ thức:

s = i = ^ -

£ 1, 22'

trong đó d là đường kính của vật kính.

Chương 2

Sóng ánh sáng - Hiện tượng

giao thoa ánh sáng

2.1 Cơ sở của quang học sóng

Q uang học sóng nghiên cứu về bản chất sóng của ánh sáng

Trong vật lý học, ta đã biết ánh sáng là m ột điện từ trường biến thiên và lan truyền trong không gian theo thời gian Thực nghiệm cho thấy, chỉ có thành phần điện trường khi tác dụng vào m ặt chắn sáng

mới gây ra cảm giác sáng, vì vậy dao động của véc tơ Ễ được gọi là

dao động sáng.

Giả sử tại điểm o có phương trình dao động sáng:

Xo = a c o s u i t

31

Trong hệ thức trên, t' là thời gian ánh sáng truyền từ o đến M,

quang lộ trên đoạn đường O M là L = c t', c T = A là bước sóng ánh

sáng trong chân không Đại lượng ( — l à pha ban đầu của dao động sóng ánh sáng

Phương trình (2.1) là phương trình dao động của ánh sáng hay còn