Ứng dụng của hiện tượng giao thoa ánh sáng

Ứng dụng của hiện tượng giao thoa ánh sáng tài liệu, giáo án, bài giảng , luận văn, luận án, đồ án, bài tập lớn về tất c...

ỨNG DỤNG CỦA GIAO THOA

ÁNH SÁNG

Giảng viên: Lê Thị Minh Phương

Thành viên:

1 Trần Thành Đạt

2 Lưu Bảo Trân

3 Phạm Thị Bé Tuyền

4 Phạm Quốc Trọng

5 Huỳnh Nguyễn Kim Dung

6 Nguyễn Thị Ngọc Vy

7 Phan Chí Bảo

Kiểm tra phẩm chất các bề mặt quang học

 Mặt quang học có thể hiểu là mặt gương, mặ

t thấu kính, lăng kính,

 Phẩm chất các mặt quang học có ảnh hưởng

nhiều đến chất lượng và độ sáng của ảnh.

 Vì vậy, trong những dụng cụ quang học tinh

vi, các mặt quang học không được có những vết xước hoặc chỗ gồ gề quá 1/10 bước són

g.

 Kính hiển vi tốt nhất cũng không thể phát hiệ

n được những sai sót bé như vậy.

 Phương pháp tốt nhất để kiểm tra phẩm chất các bề mặt quang học là phương pháp giao th

oa

Giả sử, để kiểm tra phẩm chất

của mặt kính A, ta lau sạch bụi

và đặt kính chuẩn B lên mặt

kính A sao cho giữa A và B hợp

nhau 1 góc α rất nhỏ, giữa A và

B tồn tại lớp không khí mỏng

 Tạo thành 1 nêm không khí

Mặt kính cần kiểm tra

Kính chuẩn

Kiểm tra phẩm chất các bề mặt quang học



Chiếu chùm sáng S song

song với nêm

 Phương pháp thực hiện:

Hiện tượng giao thoa xảy ra

làm xuất hiện hệ vân sáng

tối trên bề mặt nêm

Kiểm tra phẩm chất các bề mặt quang học





Nếu bề mặt kính A bằng phẳng, đạt

chất lượng thì hệ vân sáng - tối thu

được sẽ đều đặn và cách đều nhau

Nếu bề mặt A có vết nứt, hỏng thì hệ vân sáng-tối thu được sẽ

bị đứt gãy, hoặc không còn cách đều nhau

Kiểm tra phẩm chất các bề mặt quang học

Ngoài ra có thể dùng phương pháp giao thoa với hệ tạo vân tròn newton để kiểm tra độ đối xứng của các mặt cong hay thấu kính

Kiểm tra phẩm chất các bề mặt quang học

Đo chiết suất các chất lỏng, khí (giao thoa k

ế Rayleigh)

Để đo chiết suất của một chất khí hoặc một chất lỏng chưa biết, người ta có thể dùng một dụng cụ gọi là giao thoa kế Rayleigh

Giao thoa kế Rayleigh

Khi ánh sáng đơn sắc từ nguồn O đi qua thấu kính L1 trở thành chùm song song chiếu vào hai khe S1, S2 Hai khe này trở thành hai nguồn sáng kết hợp Ánh sáng từ hai nguồn này sau khi đi qua hai ống T1 và T2 sẽ giao thoa với nhau trên tiêu diện E của thấu kính L2 Thị kính L3 dùng để quan sát hệ thống vân giao thoa trên màn E

Đo chiết suất các chất lỏng, khí (giao thoa k

ế Rayleigh)

Đo chiết suất các chất lỏng, khí (giao thoa k

ế Rayleigh)

Giả sử đo chiết suất n của một chất lỏng nào đó

 Ban đầu cho hai ống T1 và T2 đựng cùng một chất lỏng

(chiết suất n0, cùng P và t)

 Quan sát hệ thống vân giao thoa trên màn E

 Sau đó thay chất lỏng trong ống T2 bằng chất lỏng cần đo n, (cùng P và t trên)

 Quan sát sự dịch chuyển của hệ thống vân giao thoa

 Đếm số vân dịch chuyển,=>chiết suất n

 Thật vậy, khi thay ống T2 bằng chất lỏng cần đo n thì hiệu quang

lộ của hai chùm tia so với trước đó đã thay đổi :

(d: chiều dài của các ống đựng chất lỏng)

 Nếu hệ thống vân giao thoa dịch chuyển m khoảng vân so với trước đó thì hiệu quang lộ đã thay đổi mλ Ta có phương trình:

Đo chiết suất các chất lỏng, khí (giao thoa k

ế Rayleigh)

d n

n

L  (  o )





m d

n n

L   o 

Từ đó suy ra:

Đo chiết suất các chất lỏng, khí (giao thoa k

ế Rayleigh)

 Đo chiết suất bằng giao thoa kế Rayleigh có độ chính xác

cao, có thể xác định được sự thay đổi chiết suất đến 1/10000 chiết suất chuẩn n0

d

m n

n  o  

Đo chiều dài (giao thoa kế Michelson)

Giao thoa kế Michelson dùng để đo chiều dài với độ chính

xác rất cao

Cấu tạo:

Gương bán mạ M

Gương phẳng G1 và G2

Kính ngắm D và màn (detector)

Chùm sáng từ nguồn laser O được chiếu đến một gương bán mạ M:

• Một phần ánh sáng bị phản

xạ đến gương G1.

• Phần ánh sáng còn lại truyền qua gương M để đến gương G2.

Đến gương G1 và G2, hai chùm sáng bị phản xạ ngược trở lại Hai chùm sáng đó là hai sóng kết hợp, khi gặp nhau trên màn (detector), chúng sẽ giao thoa với nhau tạo nên hệ vân sáng-tối.

Đo chiều dài (giao thoa kế Michelson)

Quang lộ và hiệu quang lộ:

Khảo sát tại một điểm sáng M trên màn Điều kiện cực đại giao thoa:

1 2

2 2

2 2

1 1

1 1

2

2 2

2

2 2

2

MG MG

L L

L

MG MD

OM MD

M G MG

OM L

MG MD

OM MD

M G MG

OM L

































































2

1 2



k MG

Đo chiều dài (giao thoa kế Michelson)

Nếu ta di chuyển gương ra sau (trước) một đoạn so với vị trí ban đầu khi chưa di chuyển:

+Quang lộ:

+Hiệu quang lộ:

= k𝞴

=>

=>Cực tiểu giao thoa

=> Điểm M sẽ từ vân sáng trở thành vân tối, hệ vân dịch chuyển đi nửa khoảng vân.

• Nếu ta dịch chuyển gương ra sau(trước) một đo

ạn so với vị trí ban đầu khi chưa di chuyển:

+Quang lộ:+

+MD+

=

+Hiệu quang lộ:

= k𝞴

 Cực ại giao thoađại giao thoa

=> Điểm sáng M vẫn là vân sáng, hệ vân di chuyển đi một khoảng vân

  

Đo chiều dài (giao thoa kế Michelson)

 Kết luận:

 Muốn đo chiều dài của một vật nào đó, chỉ cần dịch chuyển gương G2 từ đầu này sang đầu kia của vật và đếm số vân dịch chuyển

 Nếu hệ thống vân dịch chuyển m khoảng vân thì chiều dài vật cần đó là:

2



m

L 

Cảm ơn cô và mọi người đã

theo dõi