Bài giảng vật lý 2 chương 4 GV lăng đức sỹ

Những ví dụ về giao thoa ánh sáng Khoảng năm 1803, Thomas Young đã tiến hành một thí nghiệm giao thoa ánh sáng..  Váng dầu trên mặt nước, bong bóng xà phòng dưới ánh sáng mặt trời có m

GIÁO TRÌNH VẬT LÝ 2

Những ví dụ về giao thoa ánh sáng

 Khoảng năm 1803,

Thomas Young đã tiến

hành một thí nghiệm

giao thoa ánh sáng

 Váng dầu trên mặt

nước, bong bóng xà

phòng dưới ánh sáng

mặt trời có màu sắc sặc

sỡ, …

Tổng hợp sóng ánh sáng

u a cos t

u a cos t

O1

M

O2

     



1

1

2 L



2

2

2 L

u a cos t

Tổng hợp sóng ánh sáng

 Biên độ sáng tại M

 

   



          



M 1M 2M 1M 2M

2 L 2 L t

 Cường độ sáng tại M

 

I I I 2 I I cos

Cường độ sáng tại M

 Theo kết quả trên ta có:

 



           



I I I 2 I I cos

2 L 2 L t

 Trường hợp

 

 t cos   0 

  1 2

 

I I I

Cường độ sáng tại M

 Theo kết quả trên ta có:

 



           



I I I 2 I I cos

2 L 2 L t

 Trường hợp

 

     1, 2 t t cos   0 

  1 2

 

I I I

nhưng hai nguồn độc lập nhau

Cường độ sáng tại M

 

 





2 1

I I I 2 I I cos

 Trường hợp hai nguồn giống hệt nhau

 Trong trường hợp này cường độ sáng tại mỗi điểm phụ thuộc vào hiệu quang lộ của hai tia sáng tại điểm đó, tức là các điểm khác nhau sẽ có thể có cường độ sáng lớn nhỏ khác nhau Do đó ta thu được hình ảnh giao thoa ánh sáng



M

Hình ảnh giao thoa

 

      

M max

 Cực đại giao thoa:

   L k IM max   I1 I2 2 I I1 2

          

M min

1

2

 Cực tiểu giao thoa:

     

1

2 Imin   I1 I2 2 I I1 2

Giao thoa ánh sáng

 Để có giao thoa ánh sáng thì ánh sáng phải kết hợp, tức là

có độ lệch pha không phụ thuộc thời gian Để có được điều đó thì các ánh sáng phải phát ra từ một nguồn sáng

 Điều kiện của cực đại giao thoa (điểm sáng nhất):

   L k

 Điều kiện của cực tiểu giao thoa (điểm tối nhất):

1

2

Hệ giao thoa ánh sáng

 Giao thoa của

nguồn sáng hẹp

Gương Fresnel, …)

Còn gọi là hệ vân

không định xứ

Hệ giao thoa ánh sáng

 Giao thoa của nguồn sáng rộng (Vân tròn Newton, Nêm không khí, …) Còn gọi là giao thoa bản mỏng hay Hệ vân định xứ

Giao thoa của hai nguồn sáng hẹp

 L na x

D



x k

na

  

   

1 D

x k

2 na



 D

i

a

M(x) x

(n) O1

O2

Giao thoa của nguồn sáng rộng

  

PX

L 2d n sin i

2

K (1)

(n)

(1)

d

i

 

TQ

L 2d n sin i

Nêm không khí

LPX  2d   2 x



d

x

x

O

 

d x.sin x

    

max

1

2 2



 



min

2







i 2

Vân tròn Newton

LPX  2d  r2 

max

1

2

   min

r R k

d r

 

r d 2R d 2Rd 2d

R

Ứng dụng của giao thoa ánh sáng

 Giao thoa ánh sáng là cơ sở thực nghiệm chứng tỏ sự đúng đắn của lý thuyết sóng ánh sáng

 Giao thoa ánh sáng được dùng trong các phép đo chính xác cao: đo chiết suất (đặc biệt với chất lỏng hoặc chất khí), đo bước sóng, đo độ dày (khoảng cách), …

 Giao thoa ánh sáng là cơ sở của nhiều ứng dụng như màng khử phản xạ ở bề mặt các dụng cụ quang học, chụp ảnh ở phim màu, cơ sở của hình ảnh 3D, …