Kiến thức: - Mô tả được thí nghiệm về nhiễu xạ ánh sáng và thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng.. Kĩ năng: Giải được bài toán về giao thoa với ánh sáng đơn sắc.. Giáo viên: Làm thí ng
Trang 1BÀI 25 : SỰ GIAO THOA ÁNH SÁNG
I MỤC TIÊU
1 Kiến thức:
- Mô tả được thí nghiệm về nhiễu xạ ánh sáng và thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng
- Viết được các công thức cho vị trí của các vân sáng, tối và cho khoảng vân i
- Nhớ được giá trị phỏng chưng của bước sóng ứng với vài màu thông dụng: đỏ, vàng, lục…
- Nêu được điều kiện để xảy ra hiện tượng giao thoa ánh sáng
2 Kĩ năng: Giải được bài toán về giao thoa với ánh sáng đơn sắc.
3 Thái độ: Tích cực trong các hoạt động học tập.
II CHUẨN BỊ
1 Giáo viên: Làm thí nghiệm Y-âng với ánh sáng đơn sắc (với ánh sáng trắng thì tốt)
2 Học sinh: Ôn lại bài 8: Giao thoa sóng.
III HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
Hoạt động 1 : Kiểm tra bài cũ
1 Trình bày thí nghiệm của
Niuton về sự tán sắc ánh sáng
2 Trình bày thí nghiệm với
ánh sáng đơn sắc của Niuton
Hoạt động 2: Tìm hiểu về hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng
- Mô tả hiện tượng nhiễu xạ
ánh sáng
- O càng nhỏ D’ càng lớn so
với D
- Nếu ánh sáng truyền thẳng
thì tại sao lại có hiện tượng
như trên?
gọi đó là hiện tượng nhiễu
xạ ánh sáng đó là hiện
tượng như thế nào?
- Chúng ta chỉ có thể giải
thích nếu thừa nhận ánh sáng
- HS ghi nhận kết quả thí nghiệm và thảo luận
để giải thích hiện tượng
- HS ghi nhận hiện tượng
- HS thảo luận để trả lời
I Hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng
- Hiện tượng truyền sai lệch
so với sự truyền thẳng khi ánh sáng gặp vật cản gọi là hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng
- Mỗi ánh sáng đơn sắc coi như một sóng có bước sóng xác định
D D’
Trang 2có tính chất sóng, hiện tượng
này tương tự như hiện tượng
nhiễu xạ của sóng trên mặt
nước khi gặp vật cản
Hoạt động 3 : Tìm hiểu hiện tượng giao thoa ánh sáng
- Mô tả bố trí thí nghiệm
Y-âng
- Hệ những vạch sáng, tối
hệ vận giao thoa
- Y/c Hs giải thích tại sao
lại xuất hiện những vân
sáng, tối trên M?
- Trong thí nghiệm này, có
thể bỏ màn M đi được
không?
- Vẽ sơ đồ rút gọn của thí
nghiệm Y-âng
- HS đọc Sgk để tìm hiểu kết quả thí nghiệm
- HS ghi nhận các kết quả thí nghiệm
- Kết quả thí nghiệm có thể giải thích bằng giao thoa của hai sóng:
+ Hai sóng phát ra từ F1, F2
là hai sóng kết hợp
+ Gặp nhau trên M đã giao thoa với nhau
- Không những “được” mà còn “nên” bỏ, để ánh sáng
từ F1, F2 rọi qua kính lúp vào mắt, vân quan sát được
sẽ sáng hơn Nếu dùng nguồn laze thì phải đặt M
- HS dựa trên sơ đồ rút gọn cùng với GV đi tìm hiệu đường đi của hai sóng đến
A
II Hiện tượng giao thoa ánh sáng
1 Thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng
- Ánh sáng từ bóng đèn Đ trên M trông thấy một hệ vân
có nhiều màu
- Đặt kính màu K (đỏ…) trên M chỉ có một màu đỏ và
có dạng những vạch sáng đỏ
và tối xen kẽ, song song và cách đều nhau
- Giải thích:
Hai sóng kết hợp phát đi từ
F1, F2 gặp nhau trên M đã giao thoa với nhau:
+ Hai sóng gặp nhau tăng cường lẫn nhau vân sáng + Hai sóng gặp nhau triệt tiêu lẫn nhau vân tối
2 Vị trí vân sáng
Gọi a = F 1 F 2: khoảng cách giữa hai nguồn kết hợp
D = IO: khoảng cách từ hai
nguồn tới màn M
: bước sóng ánh sáng
d 1 = F 1 A và d 2 = F 2 A là
quãng đường đi của hai sóng
từ F1, F2 đến một điểm A trên vân sáng
O: giao điểm của đường trung
trực của F1F2 với màn
x = OA: khoảng cách từ O
đến vân sáng ở A
- Hiệu đường đi
A B
O L
M
F1
F2
F
K
Đ
Vân sáng Vân tối
A
B O
M
F1
F2
H
x D
d1
d2 I
a
Trang 3- Lưu ý: a và x thường rất
bé (một, hai milimét) Còn
D thường từ vài chục đến
hàng trăm xentimét, do đó
lấy gần đúng: d2 + d1 2D
- Để tại A là vân sáng thì
hai sóng gặp nhau tại A
phải thoả mãn điều kiện
gì?
- Làm thế nào để xác định
vị trí vân tối?
- Lưu ý: Đối với vân tối
không có khái niệm bậc
giao thoa
- GV nêu định nghĩa
khoảng vân
- Công thức xác định
khoảng vân?
- Tại O, ta có x = 0, k = 0
và = 0 không phụ thuộc
- Quan sát các vân giao
thoa, có thể nhận biết vân
- Tăng cường lẫn nhau hay d2 – d1 = k
x k k D
a
với k = 0, 1, 2, …
- Vì xen chính giữa hai vân sáng là một vân tối nên:
d2 – d1 = (k’ + 1
2 )
'
1 ( ' ) 2
k
D
a
với k’ = 0, 1, 2, …
- Ghi nhận định nghĩa
D
a
i D
a
- Không, nếu là ánh sáng đơn sắc để tìm sử dụng ánh sáng trắng
- HS đọc Sgk và thảo luận
về ứng dụng của hiện tượng giao thoa
2ax
- Vì D >> a và x nên:
d2 + d1 2D
d2 d1 ax
D
- Để tại A là vân sáng thì:
d2 – d1 = k
với k = 0, 1, 2, …
- Vị trí các vân sáng:
k
D
a
k: bậc giao thoa
- Vị trí các vân tối
'
1
2
k
D
a
với k’ = 0, 1, 2, …
3 Khoảng vân
a Định nghĩa: (Sgk)
b Công thức tính khoảng vân:
D i a
c Tại O là vân sáng bậc 0 của mọi bức xạ: vân chính giữa hay vân trung tâm, hay vân số 0
4 Ứng dụng:
- Đo bước sóng ánh sáng Nếu biết i, a, D sẽ suy ra
D
Trang 4nào là vân chính giữa
không?
- Y/c HS đọc sách và cho
biết hiện tượng giao thoa
ánh sáng có ứng dụng để
làm gì?
Hoạt động 4 : Tìm hiểu về bước sóng và màu sắc
- Y/c HS đọc Sgk và cho biết
quan hệ giữa bước sóng và
màu sắc ánh sáng?
- Hai giá trị 380nm và 760nm
được gọi là giới hạn của phổ
nhìn thấy được chỉ những
bức xạ nào có bước sóng nằm
trong phổ nhìn thấy là giúp
được cho mắt nhìn mọi vật và
phân biệt được màu sắc
- Quan sát hình 25.1 để biết
bước sóng của 7 màu trong
quang phổ
- HS đọc Sgk để tìm hiểu III Bước sóng và màu sắc1 Mỗi bức xạ đơn sắc ứng
với một bước sóng trong chân không xác định
2 Mọi ánh sáng đơn sắc mà
ta nhìn thấy có: = (380 760) nm
3 Ánh sáng trắng của Mặt Trời là hỗn hợp của vô số ánh sáng đơn sắc có bước sóng biến thiên liên tục từ 0 đến
Hoạt động 5: Giao nhiệm vụ về nhà
- Nêu câu hỏi và bài tập về
nhà
- Yêu cầu: HS chuẩn bị bài
sau
- Ghi câu hỏi và bài tập
về nhà
- Ghi những chuẩn bị cho bài sau
IV RÚT KINH NGHIỆM