Ebook Vật lý lý sinh y học: Phần 2

Nối tiếp nội dung phần 1 cuốn sách Vật lý lý sinh y học, phần 2 giới thiệu tới người đọc các nội dung: Điện và sự sống, các định luật quang hình cơ bản - mắt, bản chất của ánh sáng, tác dụng của ánh sáng trên cơ thể sống, bức xạ ion hóa và cơ thể sống, một số ứng dụng phổ biến của Vật lý kỹ thuật trong ngành Y. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.

3.4.3 M gt ung dung ddc biet cua ddng m ot chieu M ay k h i/ru n g

Mot trong nhiing trang bi thiet yeu cua mot phong hoi siic cap ciiu tieu chuan la may kh ii rung ma thtidng dtidc biet den dtidi ten goi pho thong hdn -

“may soc dien”

Mot dong dien nho di qua tim co the gay nen rung that, nhting mot dong dien ldn hdn nhieu co the gay nen mot sti co “cting” tam that (co nghia la mot sti

co cd dtidc bao toan) Khi rung that dang de doa sti song, mot dong dien ldn trong khoanh khac truyen qua tim se chan rung that lai va nhip dap tim binh thtidng dtidc phuc hoi khi dong dien ket thuc Bien phap kha “soc” nay da chting minh dtidc hieu qua cua no trong viec chan dting hoat dong hon loan cua cac buong tim

va du lau de cac xung dien tim tti nut SA lay lai sti kiem soat Bien phap “ soc” nay con dtidc dung trong cap ctiu ngting tim

May khii rung (defibrilator) thtic chat la mot tu dien ldn Dien tich dtidc nap

va ltiu giti trong cac ban tu tao nen mot hieu dien the rat cao -7500 V, nhting doi khi cao tdi 10.000 V The hieu mot chieu rat cao nay dtidc nap tti nguon xoay chieu qua mot may bien the va mot diode (den dien tii hai ctic) Hieu dien the tti bien the ra la xoay chieu nhting diode chi cho dong dien di qua theo mot chieu, do

do cac ban cua tu da dtidc tich dien tra i dau mot cach ben vting Noi vdi hai ban tu

la hai dien ctic phang, rong (8 -12 cm dtidng kinh) Hai dien ctic rong co tac dung phan phoi dong dien rat ldn de tranh bong Sd do mot may kh ii rung dtidc bieu dien tren hinh 5.21

Hinh 5.21 May khu" rung

Neu co dtidng dan truyen dien gitia hai dien ctic cua may th i tu se phong dien Doi vdi benh nhan ngting tim hoac rung that, trtidc het ngtidi ta boi ldp gien (jely) dan dien len hai vung d hai phia tren ngtic benh nhan Tiep theo ngtidi ta ap hai dien ctic vao hai cho do va dong mach cho tu phong dien Dong dien rat ldn nhting chi keo dai vai miligiay Sau khi phong dien tu can dtidc nap lai trong vong vai giay trtidc khi co the dtidc dung lai

2 0 1

C in luu y rang, dong dien diidc san sinh cao hdn miic nguy hiem nhieu nen benh nhan khong diidc tiep xue vdi cac vat noi dat th i du nhii gnidng sat va cung khong diidc tiep xue vdi ngifdi khac.

Sii phong dien cua tu co the difdc phat dong theo y muon bang tay nhung trong dieu tri mot sd" roi loan tim ngifdi ta dung phoi hdp vdi mot may ghi ECG hien dai va sii phong dien difdc dieu khien bang cd che khdp nhip (synchronized) vdi tin hieu cua dien tim Trong che do phoi hdp nay, sii phong dien cua may khu rung khong dien ra tiic thdi khi nut phong dien difdc bat ma se tr i hoan cho den pha xuong cua song R (song ldn nhat cua ECG) Che do nay khong dung difdc neu nhif sdng R vang mat trong ECG

3.4.4 Ifng dung cua ddng dien xoay chieu trong vat ly tri lieu

3.4.4.1 O’ng dung cua ddng dien xoay chieu ha tan, trung tan

Trong y hoc con goi cac dong dien xoay chieu la cac dong xung dien thay doi chieu (cd the thay doi ca bien do), trong so" dd dang tieu bieu nhat la ddng dien bien thien dieu hoa hinh sin quen thuoc

I — I M A X COS CO t

Trong dd: co la t in so goc; f la tan so" cua dong dien

2/rNgifdi ta phan loai ddng dien theo tan so" cua no nhif sau:

- Ddng dien xoay chieu ha tan cd tan sd" nho hdn 1000Hz

- Ddng dien xoay chieu trung tan cd tan sd" trong khoang 1000Hz den

300 000Hz

Khac vdi ddng dien mot chieu, ddng dien xoay chieu kh i tang khi giam; lam

cd co va met nhanh do dd tao len sii tap luyen va liic cd diidc tang ciidng Tac dung nay the hien rd ret nhat d ddng dien xoay chieu cd xung n g in va tan so" tif 40 den 180Hz Trong cac benh thoai hoa than kinh van dong, cac cd lien quan trd nen bat dong Sii hoi phuc trong qua trin h dieu tr i than kinh thoai hoa doi hoi thdi gian kha dai (nhieu thang) vi cac cd de bi teo di Ddng dien ha tan difdc iing dung de kich thich cac cd trong triidng hdp ke tren de chong teo cd Ngoai ra khi cac cd bi

co giat th i sii lifu thong mau cung diidc tang ciidng, do dd sii dinh diidng cd cung diidc hoi phuc

Ddng dien trung tan cd kha nang kich thich van dong yeu hdn ddng dien ha tan, do dd phai dung ciidng do cao hdn Dieu thuan Idi la vdi nhiing t in so vao khoang 5000Hz trd len, tac dung kich thich van dong trd nen tiidng doi rd ret hdn tac dung kich thich cam giac Ndi khac di cd bi co nhiing khdng cd cam giac dau

3.4.4.2 Ong dung cua ddng dien xoay chieu cao tan

Ddng dien cao t in la ddng dien xoay chieu vdi t i n so f >300 000Hz Ngoai ra ngifdi ta con dung dai liidng biidc sdng X de dac triin g cho ddng cao tan >.=V/f trong dd V = 3.108 m/s la tdc do ddng dien Ngiidi ta chia ddng dien cao t in ra:

2 0 2

- Song ngan co budc song khoang 10m, tan so khoang 30MHz

- Song sieu n g in co bade sdng khoang 70cm, tan sd" khoang 400MHz

- Sdng ciic n gin cd bade sdng khoang 10cm, t in sd" khoang 2500MHz

De tao ra ddng dien cao t in trong cO the, ta khong c in phai dung day dan triic tiep Nang lUdng dien cao t in d dang sdng dien tir cd the truyen di xa trong khdng gian ma ft bi mat mat Vi vay khdng phan biet trong vat ly tr i lieu cac khai niem: ddng dien cao tin , sdng cao t in hay dien tu: triidng cao tin

Trong viec dieu tr i bang sdng cao tin , thiic chat ngiidi ta dat cO the benh nhan theo each nhat dinh trong mot dien trUdng manh va bien thien vdi t in so" hOn 300 KHz (cung g in giong nhii viec dat thiic pham vao lo vi sdng) Day la phudng phap dieu tr i bang dien cd tii sdm nhat

Khi ddng dien cao t in tac dung vao cO the ta thay khdng cd hien tUdng dien phan, cO va th in kinh cung khdng bi kich thich

Nang ludng cua ddng dien cao t in dufOc bien thanh nhiet nang trong khu viic

cO the cd ddng dien di qua, theo dinh luat Joule Sii phan phoi nhiet trong c0 the khdng dong deu va phu thuoc vao tan sd" ddng dien Vdi sdng ngan nhiet giU nhieu

d to chiic md va it d to chiic cO, theo ti le 9/1 Vdi sdng sieu ngan ti le nay la 1/4 hoac 1/3, tac dung nhiet sau hdn nhiing chiia tdi mang xUdng Vdi sdng ciic ngan,

ti le nay la 1/1, trong triidng hdp nay c in de phong tac hai den mat

3.4.5 Phau thuat dien va dot cat dien

Cac dung cu phau thuat dien ngay nay diidc dung rong rai, de cat cung nhii

de “han” cac md Nhiing dung cu nay tao ra cac ddng cao t in bang the hieu tdi 15.000 V

Nhii da ndi trong 3.3.1, d t in sd" rat cao ngiidng nguy hiem cua ddng dien rat ldn, do dd trong phau thuat hay dot cat dien, benh nhan tham chi khdng cam nhan diidc ddng dien Hieu iing chu yeu se la tac dung nhiet Khi the hieu cao t in diidc dat vao cac dien ciic rat mong, nhon thi mat do ddng dien ciic ldn tai ndi dat dien ciic se lam “chay” md va vi vay trd thanh cong cu cat rat tot Phau thuat dien cd nhiing Uu the" nhat dinh so vdi phau thuat cd dien

Tan sd" cd khoang 500 - 600 KHz diidc xac dinh la hieu qua cao trong viec cat Cac t in sd" cao hdn nhieu, khoang 2 - 4 MHz, hieu qua hdn trong viec lam ddng (cung cd nghia la noi md) va dot

Diem mau chot cua phiidng phap nay la mot mat tap trung ddng dien “ di vao” tai mot vung rat hep tai ndi c in cat, noi, b in g cach dat vao dd dien ciic rat manh, nhon Nhiing mat khac dien ciic con lai th i lai rat rong de phan tan ddng dien “di ra” , tranh gay bong Thiidng ngiidi ta dung mot tam dan dien lot ap deu mong cho ddng “ra” Cac t ii “ di ra” , “ di vao” chi de cho de hinh dung, con ddng dien la xoay chieu nen khdng cd khai niem ddng ra, ddng vao

2 0 3

CAC DjNH LUAT QUANG HINH CU BAN - MAT

Bai 6

MUC TIEU HOC TAP• • •

1 Trinh bay cac dinh luat quang hinh cd ban va ve dung diidng truyen cua cac tia sang qua cac dung cu quang hinh chinh

2 Mo ta he quang hinh cua m it va trin h bay diidc nguyen ly chung cua cach siia tat quang hinh (tat khuc xa) cua mat b&ng kinh mat

Nguon nang liidng chu yeu cua muon vat tren tra i dat la tii biic xa mat trdi Diidi tac dung cua anh sang mat trdi, sii song da phat sinh duy tr i va phat trien

Anh sang mang lai cac thong tin tii moi triidng song cho sinh vat noi chung

va con ngiidi noi rieng Cac quy luat quang hinh hoc ap dung kha chinh xac cho viec giai thich sii tao anh d vong mac

Quang hinh hoc sU dung phiidng phap gan dung coi tia sang la rieng re doc lap vdi nhau va tuan theo cac quy luat phan xa va khuc xa de khao sat sii tao anh cua cac he quang hoc

Khai niem ve tia sang hinh thanh tii mot chum sang thiic, truyen qua mot Id hep Ta se co cam giac rang, lo cang hep th i chum sang cang gan vdi tia sang, nhiing nghien ciiu hien tUdng nhieu xa anh sang ta lai thay rang, lo hep den mot miic nao do th i chum sang chang nhting khong bi thu hep ma con trd nen rong ra

Vi vay khong the bang cach giam klch thiidc lo de tach rieng biet mot tia sang Do

do tia sang chi la mot khai niem toan hoc, khong phai la mot khai niem vat ly Tuy nhien, mot chum sang song song du hep co the coi gan dung la mot tia sang

1 CAC DjNH LUAT CO BAN CUA QUANG HiNH HOC VA MOT SO DU^G CU QUANG HINH

1.1 Cac djnh luat cd ban cua quang hinh hoc

1.1.1 Djnh luat truyen th in g cua anh sang

“Trong mot mdi triidng trong suot, dong tinh vd dang hiidng anh sdng truyen theo diidng thang".

Khi nghien ciiu hien tiidng nhieu xa ta se thay dinh luat nay cd gidi han iing dung cua no Trong triidng hdp anh sdng truyen qua nhiing lo that nho hoac gap nhiing vat can cd kich thiidc nho vao cd biidc sdng anh sdng thi dinh luat tren khdng con dung niia.

1.1.2 Djnh luat ve tac dung doc lap cua cac chum tia sang

“Tdc dung cua chum tia sdng khac nhau thi doc lap vdi nhau Dieu nay cd nghia la tac dung cua mot chum tia sdng nay khdng phu thuoc vd sii cd mat cua chum tia sdng khac\

2 0 4

Dinh luat nay cung chi g in dung Khi lo nho, do roi d mot diem tren man anh co the thay doi ro ret theo kich thiidc cua lo vi cac chum sang khong con doc lap veil nhau ma co the giao thoa vdi nhau, do do tang ciidng lan nhau hoac lam yeu nhau Tuy nhien, khi tao anh nhd cac quang cu, chung ta thudng sii dung churn sang rong nen khi tao anh khong co sii giao thoa hay dung hon sii giao thoa khi dd cho ta anh diem cua tting vat Vi vay trong quang cu ta hoan toan cd the ap dung dinh luat ve sii doc lap cua cac chum tia sang.

1.1.3 Dinh luat phan xa anh sang

Neu tia sang truyen tif moi triidng

quang hoc nay sang moi triidng quang hoc

khac thi tai mat phan gidi cua hai moi

triidng, tia sang bi phan xa hoan toan hay

mot phan va tuan theo dinh luat phan xa anh

sang sau day:

- Tia tdi vd tia phan xa cung nam

trong mat phang vdi phap tuyen cua

mat phan xa ve tit diem tdi.

- Goc phan xa bang goc tdi i, = i ’,

Tia tdi vd tia phan xa co tinh thuan

nghich (Hinh 6.1).

Hinh 6.1

1.1.4 Djnh luat khuc xa anh sang

Neu mot tia sang tdi mat phan gidi cua hai moi triidng dang hiidng ma truyen sang moi triidng th ii hai thi no tuan theo dinh luat khuc xa anh sang sau day:

• Tia tdi vd tia khuc xa nam trong cung mot mat phang vdi phap tuyen cua mat phan gidi ve tit diem tdi.

• Ty so giiia sin cua goc tdi vd sin cua goc khuc xa la mot dai liidng khdng doi doi vdi hai mdi triidng quang hoc cho triidc:

s in h smi~>

— n 2 \ ( 6 1 )

Dai liiOng n21 diidc goi la chiet

suat ti doi cua moi triidng th ii hai

doi vdi moi trudng th ii nhat

- Khai niem chiet suat:

Chiet suat cua moi triidng so

vdi chan khong (CK) du'Oc goi la

chiet suat tuyet doi cua moi

triidng dd (thiidng don gian goi la

chiet suat)

Hinh 6.2

2 0 5

Dat n 10 = n 1( n20 = n2 ta co the de dang tim moi lien he gitia chiet suat ti doi n21 cua hai moi trUOng vdi chiet suat tuyet doi nt va n2cua chung (Hinh 6.2)

sin i sin i i = nw = ni

sin/2 = " 20 = ” 2Chia hai bieu thiic tren cho nhau va chu y i j = i 2 ta cd:

sinz-(6.2)

sini, n7

- = — = n sini- l2 n,'*/ 21Thtic te neu day moi triidng hai lai gan moi triidng mot, khi tiep sat nhau

th i i! trung I 2

Vay chiet suat ti doi cua hai moi triidng bang ti so" gitia cac chiet suat tuyet doi cua chung Moi triidng cd chiet suat tuyet doi ldn hdn goi la moi triidng chiet quang hdn

Cd the viet bieu thtic (6.2) diidi dang doi xting nhti sau:

- Phan xa toan phan:

Tti cong thtic (6.2) ta thay rang khi mot tia sang truyen tti mot moi triidng (1) chiet quang hdn vao moi triidng (2) kem chiet quang hdn th i tia khuc xa bi lech

xa phap tuyen cua mat phan gidi hdn (Hinh 6.3a) Cang tang goc tdi i 1( goc khuc

xa i 2 cang tang nhanh va khi i1dat den gia tri:

th i l2 = ~ 7T

Goc i gh diidc goi la goc

gidi han Theo dinh luat bao

toan nang ltidng, nang ltidng

cua chum tia tdi dtidc phan

bo" cho chum tia phan xa va

chum tia khuc xa Khi goc tdi

cang tang th i ctidng do cua

chum tia phan xa cang tang

va ctidng do cua chum tia

khuc xa cang giam va giam

den 0 khi goc tdi bang goc

2 0 6

Hinh 6.3b

Khi goc tdi ldn hdn goc

gidi han, anh sang khong di

vao moi triidng thti hai,

ciidng do cua chum tia phan

xa bang ciidng do chum tia

tdi Hien tiidng nay diidc goi

la sii phan xa toan phan va

diidc iing dung rong rai

trong cac dung cu quang

hoc Ong dan sang (sdi dan quang) diidc dung trong thiet bi noi soi la mot th i du dien hinh Diidng di cua tia sang trong long sdi dan quang dac bang polymer diidc minh hoa d hinh 6.3b

Trong ky thuat truyen tin hieu cua biiu dien th i sdi cap quang ddng vai trd quan trong trong viec truyen tin hieu di xa Trong y hoc dac biet trong ky thuat noi soi ngiidi ta dung ong dan anh sang de dan anh sang cua cac hinh anh noi tang ra ngoai cd the giup thay thuoc quan sat de dang doi tiidng can quan sat

Nguyen ly Fermat iing dung cho quang hinh hoc cho rin g anh sang di tii diem nay den diem khac theo diidng doi hdi thdi gian ngan nhat Hoan toan cd the chiing minh de dang rang dinh luat phan xa va dinh luat khuc xa anh sang cd the suy ra tif nguyen ly Fermat

1.2 Mot so dung cu quang hinh

1.2.1 G i/ang phang - Girting cau

1.2.1.1 GifOng phang

Giidng phang la mot phan mat

phang, phan xa diidc hau nhii hoan

toan anh sang chieu tdi no

Chum sang phan ky tif nguon

sang diem S sau khi phan xa tren

giidng p h in g (Hinh 6.2) van la mot

chum sang phan ky

Diem S’ la anh ao cua nguon

diem S vi no dude tao ra bdi phan keo

dai cua chum tia phan xa chti khong

phai chinh chum tia phan xa Diidng

SS’ vuong goc vdi mat phang giidng va

a = a’ trong dd a va a’ lan liid t la

khoang cach tif nguon diem S va anh

S’ cua no tdi giidng

Kich thiidc hinh hoc cua nguon sang va anh cua no la nhii nhau vi anh cua mot vat doi xting vdi vat qua giidng

/ / /

/ \

a/

/ ^

/ s ' 7 / /

Hinh 6.4

2 0 7

1.2.1.2 G trong cau

(b)

Hinh 6.5

Gtidng cau la mot chom c iu phan xa anh sang K hi mat phan xa lom (quay

ve phia tam cua mat cau) ta co gtidng cau lom Khi mat phan xa loi (quay ve phia tam cua mat cau) ta co giidng cau loi.Tam cua mat cau C goi la tam giiOng; dinh cua mat cau O goi la dinh giidng; diidng thang noi tam va dinh giidng OC goi la true chinh cua gtidng; cac dtidng thang khac di qua tam gtidng goi la true phu Goc tao bdi true phu di qua mep giidng dtidc goi la goc md cua giidng khi no chtia true chinh cua gtidng (tat ca nam trong tiet dien thang cua gtidng) 0 day ta chi xet triidng hdp goc md cua gtidng rat nho

De ve anh cua mot diem qua gtidng cau ta co the dung 2 trong 4 tia sau:

- Tia di song song true chinh cua gtidng kh i phan xa di qua F la trung diem cua OC goi la tieu diem chinh cua giidng (OF = FC =R/2) OF = f goi la tieu cti cua gtidng

- Tia di qua F gap gtidng, phan xa thanh tia song song true chinh

- Tia di qua dinh gtidng 0 kh i phan xa thanh tia doi xting vdi tia tdi qua true chinh

- Tia di qua tam giidng C khi phan xa lai qua chinh tam gtidng

Anh cua mot diem la anh that khi no la giao cua cac tia that, la ao khi no la giao cua cac dtidng keo dai them cua cac tia that ve phia tia that khdng truyen den Xem hinh 6.5a va 6.5b

1.2.2 Ban m at song song

Doi vdi ban mat song song (hinh 6.6) goc tdi vd goc lo cua cac tia sdng la bang nhau Ban mat song song lam dich chuyen tia sdng song song vdi chinh tia sang do mot khoang A.

2 0 8

Vi vay khi nhin qua ban mat song

song se thay diem S cua vat hinh nhti nam

tai diem S' (diem S' chinh la do anh cua

diem S khi nhin qua ban) ttic S' co ve gan

vdi be mat cua ban hdn S mot khoang:

Bay gid ta se dung dinh luat khuc xa anh sang de khao sat sii truyen cua tia sang qua lang kinh

Gia sti tia SI dap vao mat

AB cua lang kinh bi khuc xa va

truyen theo phtidng II' nam trong

tiet dien ABC cua lang kinh Den

I ’ tia sang lai bi khuc xa tai mat

AC va ra khoi lang kinh

Nhti vay sau hai lan bi

khuc xa tai hai mat AB va AC tia

sang di ra khoi lang kinh da bi ^

lech so vdi phtidng cua tia tdi mot

goc 5 nao dd, goi la goc lech (Hinh

6.7) Do ldn cua goc lech 5 cd lien

he vdi goc tdi i, goc khuc xa i 2 cua

quang a bdi he thtic

209

dd cd chat ltidng tot nhat.

Neu goc chiet quang a be th i 5 cung be, vi vay cd the dat:

sin — - — va sin—^

va (6.9) trd thanh: 5min = (n -l)a

Lang kinh cd goc chiet quang a be dtidc goi la nem quang hoc

Cong thtic (6.9) cho phep ta xac dinh chiet suat cua chat cau tao nen lang kinh, kh i biet goc chiet quang va do dtidc goc lech 5min De do goc chiet quang a cung nhti goc lech § ngtidi ta dung giac ke

Lang kinh diidc dung rong rai trong cac may quang pho de phan tich chum btic xa phtic tap thanh cac thanh phan ddn sac Muon the lang kinh trong may quang pho° phai diidc dat sao cho phan gitia cua quang pho nghien ctiu di qua lang kinh dtidi goc lech ctic tieu Ngoai ra lang kinh con diidc dung de doi phtidng tia sang, dac biet la lang kinh phan xa toan phan H inh 6.8 bieu dien cac lang kinh phan xa toan phan Trong trtidng hdp (a) anh bi quay di mot goc 90° Trong trtidng hdp (b) anh bi doi chieu do hai lan phan xa toan phan tren hai mat ben cua lang kinh Trong triidng hdp (c) anh cung bi doi chieu do phan xa toan phan cl mat day cua lang kinh

2 1 0

Hinh 6.8

1.2.4 Mat cau khuc xa

1.2.4.1 Khai niem m$t cau khuc xa

Mat cau khuc xa la mot phan mat

cau phan cach hai moi triidng trong

suot co chiet suat khac nhau Do la

dang quan trong nhat trong tat ca cac

mat gidi han cua thau kinh Sii khuc xa

anh sang qua mat cau la hien tiidng cd

ban dan den sii tao anh cua cac he

quang hoc

Gia sii ta cd mat cau khuc xa ban

kinh R, tam C ngan cach hai moi

triidng cd chiet suat n (ben trai) va n’

(ben phai) True doi xiing cua mat cau

di qua tam C cua no la quang true

chinh Giao diem cua quang true chinh

vdi mat cau la dinh 0 cua mat cau khuc

xa Diidng thang bat ky di qua C la

quang true phu (hinh 6.9)

He cac mat cau cd tam cung nam tren mot diidng thang tao thanh mot he quang hoc dong true

De tien Idi cho viec chiing minh cong thiic sau nay, ta diia vao khai niem chum tia gan true Chum tia gan true diidc xem nhii mot chum dong quy di rat gan quang true chinh hay cac tia trong chum lam vdi quang true chinh nhiing goc

be Trong triidng hdp nay cd the coi sin cua cac goc giiia tia sang va quang true bing tang cua chung va bang chinh cac goc dd N hii vay cong thiic tim diidc vdi dieu kien chum tia sang gan true se cd dang toan hoc ddn gian

1.2.4.2 Qui udc ve dau trong quang hinh hoc

tTrong quang hinh hoc de tim cac cong thiic cd tinh chat tong quat hdn ngiidi

ta thiidng dung quy lidc ve dau cho cac doan thang va cac goc

Hinh 6.9

2 1 1

- Ban kinh chinh khuc cua mat cau difdc xem la diidng neu tam chinh khuc

d ben phai mat cau, la am neu tam chinh khuc d ben tra i mat cau (Hinh 6.10c)

- Do day cua thau kinh va khoang cach giiita hai mat khuc xa luon diidc xem

la diidng (Hinh 6.10d)

- Goc giiia tia sang va quang true chinh hay phap tuyen cua mat khuc xa diidc xem la diidng neu ta quay quang true hay diidng phap tuyen den gap tia sang theo chieu kim dong ho, neu theo chieu ngiidc lai la am (Hinh 6.10e)

- Khi cd sii phan xa th i doi dau chiet suat n’ va khoang cach giiia mat phan

xa vdi mat tiep sau

Sau day chung ta se dung dinh luat khuc xa anh sang va cac quy ifdc ve dau

de tim cong thiic cua mat cau khuc xa doi vdi cac chum tia gan true

1.2.4.3 Cong thCfc cua mat cau khuc xa

Gia sii mat cau khuc xa EE’ cd ban kinh R ngan cach 2 mdi triidng quang hoc cd chiet suat n (ben trai) va n’ (ben phai) Chiing ta hay xet mot tia sang trong chum tia gan true phat ra tii nguon diem P n im tren quang true chinh CO ching han tia PM Tia nay den mat cau tai diem M, diidi goc tdi i, khuc xa qua mat ciu theo phiidng MP’ diidi goc khuc xa i va cat quang true chinh tai diem P' (xem hinh 6.9)

2 1 2

Ta hay xac djnh vi tr i cua P’ doi vdi dinh 0 cua mat cau.

Ta hay dat OP = s, OP’ = s’, OC = R va goc M O C = cp Tren hinh ta ghi tri so sd" hoc cua doan th in g va goc

Theo dinh luat khuc xa doi vdi chum tia sang gan true ta cd:

Tit cac APMC vd AP’M C ta co:

(■i) = (-u) + (p hay i - u - q>

(-i’) = <p - u' hay V = 1 1 - cp Thay cac gid tri cua i vd i vao (6.10) ta ditdc:

n(u - <p) = n'(u' • <p) (6.11)

Ve ditdng M H vuong goc vdi true chinh Vi ta dang xet chum tia gan true nen

co the coi :

H P = s ; H P ’ = s ' ; H C = R

Cac goc u, u' vd (p deu be nen ta co:

tg (-u ) = (~ii) = — hay u — —

n 1 1\

— n j

2 1 3

Cong thiic (6.15) dung vdi mat cau co be loi hiidng ve phia nao cung diidc, mien la trong do phai chu y den dau cua R Neu la mat cau loi (be loi hiidng ve ben trai) th i R > 0 neu la mat cau lom (be loi hiidng ve phia ben phai) th i R < 0.

Cong thiic (6.15) con cho thay neu nhii vat dat tai P’ th i anh cua no se nam tai P, nghia la cd tinh chat thuan nghich

1.2.4.4 Do tu Tieu cu cua m$t cau khuc xa

Tut cong thiic (6.15) ta suy ra:

Nghia la f va f chi phu thuoc

vao ban kinh R cua mat cau, chiet

suat n va n’ cua hai mdi triidng Neu

n, n’ va R cho triidc th i f va f la cac

dai liidng khdng doi dac triin g cho

cau khuc xa, f va f diidc goi la hai

tieu cii chinh cua mat cau khuc xa, f

la tieu cii chinh th ii nhat, con goi la

tieu cii vat va f la tieu cii chinh th ii

hai con goi la tieu cii anh Cac diem

la tieu diem chinh th ii nhat va th ii

hai tiidng iing (Hinh 6.11)

Nhu: vay tieu diem chinh cua mat cau khuc xa la diem hoi tu cua chum tia tdi song song vdi quang true chinh sau khi khuc xa qua mat ciu

Neu chum tia tdi khong song song vdi quang true chinh ma song song vdi quang true phu, th i diem hoi tu cua no la tieu diem phu.* Doi vdi chum tia gin

true, th i mat chiia cac tieu diem chinh th ii nhat cd the xem la mat vuong goc vdi quang true chinh va di qua tieu diem chinh th ii nhat F M at nay diidc goi la tieu dien chinh th ii nhat Tiidng tii nhii the mat vuong goc vdi quang true chinh va di qua tieu diem chinh th ii hai F’ diidc goi la tieu dien chinh th ii hai cua mat ciu khuc xa

Neu chia (6.16) cho (6.17) ta cd:

Khi n, n’ va R cho triidc th i bieu thiic diing 0 ve phai cua (6.15) la mot dai liidng khong doi Dai liidng nay diidc goi la do tu cua mat cau khuc xa.

T ii cong thiic cua giidng cau (6.19) ta suy ra cong thiic cua giidng ph&ng, bang cach cho R = oo K hi dd ta cd : s’ = -s

Nghia la neu vat dat triidc giidng phang th i anh cua no se n im doi xiing vdi vat qua giidng Anh cho bdi giidng phang la anh ao Tieu cii cua giidng cau diidc xac dinh tii (6.16) hay (6.17):

/ - *2

Do dd (6.19) cd the diidc viet lai:

— + - = — / r t (6.20)

s s f

1.2.4.5 Dinh ly Lagrange - Helmholtz

Tren day chung ta mdi

xet tdi sit tao anh cua mot diem

\

sdng nam tren quang true

chinh bdi mat cau khuc xa.

Bay gid ta hay khao sat sit tao y

anh cua mot doan thang ngan

AB vuong goc vdi quang true

chinh (Hinh 6.12) Gid sit A B '

la anh ditng ditdc cua A B vdi

chum tia gan true.

Ky hieu chiet suat cua

2 1 5

phai cua mat cau tiidng ting la n vd n\ Tren hinh (6.12) ta ghi cac tri so so hoc cua

do cao cua vat AB = y, do cao cua anh A'B' = y \ OA = -s, OA' = s' goc tcti cua goc khuc xa la i vd i, goc md ciic dai cua chum tia tdi mat cau la -u (khdu do) vd goc

md cua chum tia khuc xa tiidng ting (chum tia anh) Id u'.

Bay gid ta tim moi lien he gitia u, y vd u\ y\ n’:

Tii AABO vd AA'B'O ta co:

Phoi hdp (6.21) vd (6.22) ta co:

s y ' n Mat khac tti AAMO vd AA'MO ta co:

Cac he thtic (6.25) vd (6.26) chi dung vdi tia gan true.

Khi dung chum tia rong vd muon co anh rd net thi phai thoa man dieu kien:

2 1 6

ynsinu = y ' n' sinu' (6.27)

He thiic nay diidc goi la dieu kien sin Abbe Bat bien Lagrange - Helmholtz

vd dieu kien sin Abbe gidi han sii tii do bien doi cac chum tia sdng bang cac he quang hoc Chung lien he khau do vd kich thiidc cua vat vdi khau do vd kich thiidc cua anh.

/

Trong triidng hdp cho anh thiic, s va s’ cung dau do dd P < 0 anh va vat ngiidc chieu nhau Trong triidng hdp cho anh ao th i s < 0 va s’ > 0 nen P > 0 anh cung chieu vdi vat

Doi vdi giidng phang s’ = -s do dd P =1 tiic la anh ao cung chieu vdi vat va bang vat

1.2.5 Thau kinh m ong

1.2.5.1 K h a i niem thau kinh m ong

Thau kinh mong la mot khoi trong suot dong chat bang thuy tinh hay thach anh diidc gidi han bdi hai mat trong dd cd mot mat cau con mat kia cd the la mat cau hay mat phang Goi 0 ! va 0 2 la dinh cua hai mat cau cd ban kinh Rj va Rv, thi khoang cach d = C^Oo diidc goi la do day cua thau kinh Neu d rat nhd so vdi R, va R2 th i thau kinh coi la mong Khi dd cd the coi O! va 0 2 trung nhau va ki hieu la

0, diem 0 diidc goi la quang tam cua thau kinh Dudng thang di qua quang tam

2 1 7

cua thau kinh diidc goi la quang true Neu quang true di qua ca 2 tam cua m§t cau goi la quang true chinh, cac quang true khac la quang true phu.

Bay gid ta se khao sat sii khuc xa cua anh sang qua thau kinh mong va cung chi gidi han xet nhiing tia gan true

1.2.5.2 Cong thtic tao anh qua thau kinh mong

Gia sii ta xet sii khuc

xa anh sang qua thau kinh

mong 2 mat loi (Hinh 6.13)

Ta dung cac ky hieu sau day:

chiet suat cua moi triidng

ben trai thau kinh la n! d ben p

phai thau kinh la n2, con

chiet suat chat lam thau

kinh la n; cac khoang cach tii

vat va anh den thau kinh la s

va s’ tiidng iing (diidc tinh tii

Muon tim cong thiic

thau kinh mong ta ap dung cong thiic (6.15) lan liid t cho hai mat cau Khi xet sii khuc xa qua mat cau th ii nhat, ta coi nhii khong cd mat cau th ii hai, va khi dd coi chiet suat cua moi triidng th ii hai la n Anh cua nguon diem P nam tren quang true chinh cho bdi mat cau 0 ! la P^ Theo (6.15) th i s, va s’, la khoang cach tii vat

va anh den dinh 0 , cua mat cau th ii nhat lien he vdi nhau bdi he thiic:

n n n — n.

s\ s, R,

Chi so' 1 chi cac dai liidng thuoc mat cau th ii nhat

Anh P \ se la vat ao doi vdi mat cau th ii hai 0 2 K hi xet sii khuc xa qua mat cau 0 2 ta coi nhii khong cd mat cau th ii nhat, tiic la coi chiet suat cua moi triidng triidc mat cau 0 2 la n, sau mat cau 0 2 la n2 Anh cua P \ cho bdi mat cau 0 2 la P’2

n im cach dinh 0 2 mot khoang s’2 cd lien he s2 = s^ (vi thau kinh mong) bdi he thiic:

diidc goi la tieu cii chinh th ii nhat cua thau kinh (tieu cii vat) Diem F cach quang tam cua thau kinh mot khoang s = f diidc goi la tieu diem chinh th ii nhat (tieu diem vat) cua thau kinh (hinh 6.14)

9Cac mat phang vuong goc vdi

quang true chinh va di qua cac

tieu diem chinh diidc goi la tieu

dien (hay cac mat phang tieu) cua

thau kinh Giao diem cua bat cii

quang true phu nao vdi tieu dien

deu la tieu diem phu T ii (6.39) va

(6.40) thay:

f = - f ‘ (6.41)

Vay neu thau kinh diidc dat

trong mdi triidng dong tinh se cd cac tieu cii bang nhau ve do ldn nhiing ngUdc dau tiic la hai tieu diem F va F’ nam d hai ben thau kinh

Tuy thuoc vao dau cua R,, R2 va (N -l) ma

tieu cii f cd the diidng hoac am Neu tieu diem F

la thiic, nghia la chum song song sau khi khuc xa

qua thau kinh trd thanh chum hoi tu, th i thau

kinh dd goi la thau kinh diidng hay thau kinh hoi

tu Neu tieu diem F’ la ao, nghia la chum tia song

song sau khi khuc xa qua thau kinh trd thanh

chum phan ky, th i thau kinh diidc goi la thau kinh

am hay thau kinh phan ky (Hinh 6.15) Neu chu y den

(6.39) thi (6.37) cd the viet lai:

x ' + f x + f f

Chu y rin g f = - f va sau khi ddn gian (6.42) ta diidc:

Do la cong thiic Newton

Tuy bai toan cu the cd the chon cong thiic Gauss hay cong thiic Newton cho ddn gian khi tinh toan

2 2 0

Ta trd lai bieu thiic (6.37) Neu th&'u kinh cho triidc (n, Rl5 R2 cho triidc) va mdi trudng dat th iu kinh cho triidc (nj cho triidc), th i bieu thiic d ve phai la mot djnh luat khdng doi va diidc goi la do tu (j> cua thau kinh mong:

1

R2 y

_1_/ '

(6.44)

Vay do tu cua thau kmh cd gia tr i bang nghich dao cua tieu cii

Ddn vi de do do tu la diop (D) Diop la do tu cua mot thau ki'nh mong dat trong khdng khi cd tieu cii bang 1 met:

1 D = 1/m

1.2.5.4 Cac dang thau kinh

Tren hinh (6.16) bieu dien cac

dang thau kmh hoi tu va phan ky khac

nhau Cac thau kinh cd dang 1, 2, 3 la

cac thau kmh hoi tu (thau kinh hai mat

loi (1), thau kinh phang loi (2), thau

kmh loi -lom (3)) Cac thau kmh cd

dang 4, 5, 6 la cac thau kinh phan ky

(thau kinh hai mat lom (4), thau kinh

phang - lom (5), thau kinh loi lom (6))

Ta thay rang kmh hoi tu cd mep mong

hdn khoang giiia con thau kinh phan ky cd mep day hon khoang giiia

Neu mdi triidng dat thau kinh cd chiet suat ldn hdn chiet suat cua chat lam thau kinh (n, > n th i cac thau kinh 1, 2, 3 trd thanh thau kinh phan ky con cac thau kinh 4, 5, 6 trd thanh cac thau kinh hoi tu

1.2.5.5 Cach di/ng anh Do phong dai dai

- Tia tdi song song vdi quang true chinh sau khi khuc xa qua thau kinh mong se di qua tieu diem chinh th ii hai F’.

- Tia tdi di qua tieu diem chinh th ii nhat F sau khi khuc xa qua thau kinh mong se di theo phUdng song song vdi quang true chinh

- Ngoai ra neu thau kinh dat trong moi trudng dong tinh th i tia tdi di qua tam O se khdng bi khuc xa

Hinh (6.17) va (6.18) bieu dien each dung anh v&t AB cho bdi thau kinh hoi

tu va phan ky, A’B’ la anh cua vat AB

Anh A’B’ cd the be hdn, ldn hdn hay b&ng vat AB tuy thuoc vao khoang each tu! vat den thau kinh va loai thau kinh De tinh do cao cua anh ta tim do phong dai dai

T ii hinh (6.17) va (6.18) ta cd the de dang tim dUdc cong thiic cua do phong dai dai p That vay tii cac tam giac dong dang AABF, I ’OF, IO F’ va A’B’F ta dUdc:

Thau kinh tru la tap hdp cac thau kinh c iu mong giong nhau ghep chong

k h it len nhau (Hinh 6.19) Dudng th in g xx’ th in g goc vdi hai mat p h in g day va

di qua quang tam cua cac thau kmh c iu mong goi la true cua thau kinh Chum tia sang song song chieu th in g goc vdi mat day khdng bi khuc xa, chum tia sang song song chieu theo phudng vuong goc vdi true thau kinh bi khuc xa va sau khi

di qua thau kinh se hoi tu tren dudng thang song song vdi true thau kinh (do'i vdi thau kinh tru hoi tu) hoac se phan ky sao cho dudng keo dai gap nhau tren dudng thang song song vdi true d phia trUdc thau kinh (do'i vdi tha'u kinh tru phan ky) Nhu vay anh cua mot diem qua thau kinh tru se la mot doan nam tren dudng tieu cU

2 m At v a d u n g c u b o t r o

2.1 Quang hinh h<?c cua mat

2.1.1 S o luge ve cau tao cua m at

Mat con goi la nhan cau, co dang hinh cau, diidng kinh do theo true triidc sau khoang 22mm Mat ngoai cua mat co sau bo cd van dong bdm vao de giup cho mat co the quay diidc nhieu phia khac nhau vd dinh hiidng khi nhin Vo cua con mat diidc cau tao bdi cac ldp mang ddn hoi, bao gom ba loai, tinh tii ngoai vao trong (Hinh 6.20) la:

- Cung mac la mang ngoai cung, bao kin 3 / 4 phia sau con mat La ldp xd day, dai, trang nhii sii, anh sdng khdng lot qua diidc.

- d 1 / 4 phia triidc la ldp md trong suot, anh sdng xuyen qua diidc goi la giac mac Giac mac co ban kinh cong nho hdn ban kinh cong cua cung mac.

- Mach mac con goi la

mang mach, nam trong cung

mac Mang mach chiia nhieu

mach mau de nuoi diidng mat

vd co nhieu sac to den giii cho

ben trong nhan cau nhii mot

buong toi Ngay phia sau giac

mac, mang mach co mot phan

ru xuong tao thanh mang chan

co mau den hoac nau, mang

chan co mot 16 hd hinh tron co

diidng kinh thay doi diidc, lo hd

nay goi la ddng tii Anh sdng

sau khi xuyen qua giac mac se

di qua dong tii vao phia trong.

Do ddng tii tit thay doi ditdc ban kinh nen co kha nang tit dieu chinh thong liidng cua anh sdng tdc dung vao vong mac Vdi anh sdng co do roi ldn tdc dung vao mat thi dong tit tit dong co lai de lam giam liidng anh sdng tdc dung vao mat, vdi anh sang co do roi nho thi dong tit tit gian rong ra, do do thong litdng anh sdng vao mat se tang len.

2 2 3

Vdng mac la ldp mang trong cung, ditdc cau tao bdi nhieu ldp te bao nhitng quan trong nhat la ldp te bao than kinh thi giac Cac te bao nay tap trung thanh cac sdi than kinh nho noi lien vdi day than kinh thi giac Co hai loai te bao than kinh cam thu ditdc anh sdng, do la te bao non vd tebao que O mat ngitdi co chitng

7 trieu te bao non vd 130 trieu te bao que Sit phan bo cua hai te bao than kinh nay tren vong mac la khac nhau, te bao non tap trung vao vung gan diem vdng (phan vong mac nam gan giao diem giiia true chinh cua mat vdi vong mac) 0 diem' vdng vong mac mong hdn d cho khac do do bi lom xuong tao nen ho trung tam, d day mat do te bao non rat cao (khoang 150.000 te bao /mm2) Khi nhin vat thi anh cua vat se hien len d ho trung tam Cang xa diem vdng thi mat do te bao non giam dan vd mat do te bao que tang len, d vung xa diem vdng thi d vdng mac chi con tebao que.

Dac diem vd chiic nang cua hai loai te bao than kinh nay khdng giong nhau.

Te bao non cam thu ditdc anh sdng co do roi ldn vd cd kha nang phan biet diidc hinh the, mau sac vd chi tiet cac vat Te bao que cam thu anh sdng co do roi nho (co do nhay ldn hdn so vdi te bao non) Do vay vung xa diem vdng ta chi co cam giac sang toi.

Mdi triidng ben trong nhan cau ditdc chia lam hai phan ngan cach nhau bdi thuy tinh the Thuy tinh the trong suo't, hai mat loi, mat cong phia triidc co ban kinh ldn hdn mat cong phia sau Nhd sit thay doi site cang cua day chang treo thuy tinh the vd tinh ddn hdi cua ban than thuy tinh the md no cd kha nang thay doi ban kinh cong mat triidc, sau ddn den sit hoi tu cua mat thay doi khi ta quan sat cac vat

d xa hoac gan Thuy tinh the cd chiet suat khoang 1,43 vd do tu khoang 12+14 diop.

Khoang giiia giac mac vd thuy tinh the chiia dich trong suot Khoang giita thuy tinh the vd vdng mac chiia thuy tinh dich hay con goi la dich kinh Do cac the dich trong mat luon litu thong nen dp suat cua mat giit khdng doi d gid tri

12 + 2 5 mmHg.

2.1.2 Quang hinh hoc cua m at

Theo cau tao cua mat, ve

phUOng dien quang hinh thi

mat dUOc cau tao bdi cac mdi

trudng chiet quang ngan cach

nhau bang mat cau khuc xa

tao nen ba ludng chat cau:

mac la quang he tao nen do

giac mac ngan cach mdi trudng

khdng khi vdi thuy dich Giac

mac cd do day khoang 1mm

ban kinh cong 8mm chiet suat

thuy dich 1,336 va do tu cua

2 2 4

- Ludng chat cau thuy tinh the trUdc do mat cong triidc thuy tinh the ngan cach thuy dich vdi thuy tinh the Ban kinh cong mat triidc thuy tinh the khoang 10mm, chiet suat trung binh 1,388 va do tu cua he la 7 diop.

- Ludng chat cau thuy tinh the sau do mat cong phia sau thuy tinh the ngan cach thuy tinh the vdi dich thuy tinh Ban kinh cong mat sau thuy tinh the khoang 8mm, chiet suat dich thuy tinh la 1,36 va do tu cua quang he khoang 12 diop

Ba ludng chat cau tren cd cung true chinh va hop lai thanh mot he quang hoc He nay coi nhu dUdc ghep bdi ba he quang hoc cd chiet suat khac nhau Anh sang xuyen vao mat, no se bi khuc xa khi truyen qua ba ludng chat cau va cuoi cung se tac dung len cac te bao than kinh d vdng mac Nhu vay he quang hoc cua mat se cd mot tam diem duy nhat Do dac diem nay ma chung ta cd the thay the

ba he quang hoc gom ba ludng chat cau bang mot ludng chat cau tong hdp con goi

la con mat udc lUdc (Hinh 6.21)

Ludng chat cau tong hdp cd mat c iu ngan cach mdi trudng khdng khi vdi moi trUOng ben trong mat Mat cau khuc xa cd mat loi quay ra phia trUdc, ban kinh cong 5mm, dinh cach giac mac 2mm, quang tam cach giac mac 7mm va cach vong mac 15mm, chiet suat cua quang he la 1,333

Do he quang hoc nay cd mdi trUOng th ii nhat la khdng khi, mdi trudng thU hai la mdi trUOng ben trong mat cd chiet suat xac dinh la n nen tieu cU cua ludng chat cau tong hdp dUdc tinh theo cong thUc sau:

n -1 1,333-1trong dd f la tieu cU, R la ban kinh cong cua mat cau tong hdp, n la chiet suat mdi trudng, chiet suat cua khdng khi bang 1

Tii cac thong so quang hinh cua ludng chat cau tong hop va do ldn tieu cU ta thay vong mac cua mat nam tren mat phang tieu cua ludng chat cau tong hdp Dudng thang di qua dinh mat cau va quang tam goi la true chinh, dudng thang di qua quang tam va diem vang goi la dudng nhin thang Khi nhin mot vat thi mat hudng dudng nhin thang di qua vat ay Neu dudng nhin thang hudng vao diem cd dinh d phia trUdc th i khoang khdng gian ma mot mat nhin thay la mot hinh non

cd goc md ngang 160°, goc md dUng 130° Khoang khdng gian nay goi la thi trudng ThUc te thi trudng rong ho'n nhieu do mat cd the xoay trong hoc mat lam cho dudng nhin thang thay doi Mat khac do luon nhin bang hai mat phoi hdp vdi dong tac quay dau nen thi trudng dUdc md rong hdn Viec ve anh cua vat qua 3 he ludng chat cau tong hdp se trd nen ddn gian hdn nhieu

2.1.3 Kha nang dieu tiet cua m at

M ilt binh thudng khi nghi cd tieu diem d dung tren vdng mac Khi mat nhin mot vat AB d vd cuc th i anh A'B’ cua AB cung d dung tren vdng mac

Cho vat AB tien dan lai gan mat, neu quang he cua mat khdng thay doi gi thi anh cua vat se lui dan ra sau vdng mac, va mat khdng trong rd vat nUa De

225

nhin ro v&t, tiic la anh van hien dung tren vong mac, m it phai t&ng do tu cua quang he: cac cd giii thuy tinh the bop lai v& n6n cho thuy tinh the phong them len Do tu cua quang he tang, tieu diem anh F’ tien ra trUdc vong mac mot chut,

va anh A’B’ ve dung tren vong mac Hoat dong n&y cua m it goi la sU dieu tiet Thong thudng, mat dieu tie t mot cach tu dong, kha nhanh va mat co xu hudng tu nhien la dieu tiet vao cho sang n h it tren v&t Tuy nhien, neu co gang cung c6 th£ chu dong b it m it minh dieu tiet vao mot diem tuy y Nhd kha nang dieu tiet, m it m6i nhin r5 ca nhiing vat d xa, lin vat d gin Tuy nhien kha nang nay khong phai

la vo han

Gia sii ta cho vat AB chuyen dich tif vo ciic lai g in m it Khi vat d vo ciic,

m it khong phai dieu tiet, anh cua vat v in d dung tren vong mac, nhung rat nho Vat tien lai gin, m it phai dieu tiet de giii cho anh v in d dung tren vong mac Vat tiep tuc lai g in hdn, th i m it lai dieu tie t them Cuoi cung, khi vat tdi diem

Cc, cach m it chiing 20 cm, thuy tinh the da phong len miic toi da, mat khong the dieu tiet them niia Neu vat tien lai g in m it hdn, th i mat khong nhin ro ntia.OCc = t c la khoang n g in nfiat phai dat vat cach m it, de nhin ro no, goi \&

khoang nhin ro ngan nhat Diem Cc goi la can diem cua mat

Diem xa nhat Cv, ma mat nhin ro mot vat dat d do, khong phai dieu tiet goi

la vien diem, va khoang cach OCv = t y goi la khoang nhin ro ldn nhat M it binhthudng co vien diem Cv d vo cUc va t y = 00 Khoang cach tif Cv den Cc, giCta viendiem va can diem goi la khoang nhin ro cua mat, vi co the dat vat d bat ky diem nao d trong khoang ay, mat cung nhin thay r5 vat

2.2 Kha nang phan ly cua mat

2.2.1 Hien twang nhieu xa cua chum tia sang song song qua m ot lo tron

Bo' tri th i nghiem nhu hinh 6.22 Cac tia sang xuat phat tif nguon sang diem

S (dat d tieu diem cua thau kinh hoi tu Lj), sau khi qua Lj trd thanh chum tia song song va di qua khe hd cua man chan E1; khe hd la lo tron co dudng kinh AB =2R, sau E, dat tha'u kinh hoi tu L 2, man chan E2 dat d tieu dien cua L 2 Quan sat tha'y:

226

- Khi R 16n thi anh sang truyen qua lo ma khong bi lech phtidng, tren E2 thu dtidc mot vong tron sang.

- Khi R kha b6 tren E2 thu dtidc hinh tron gom cac vanh khan sang, toi xen

ke nhau Hien ttidng nay chiing to anh sang khi truyen qua khe hep khong hoan to&n tuan theo dinh luat truyen th in g cua quang hinh, ngoai tia truyen th in g con

co cac tia bi lech khoi phudng ban d&u Hien ttidng nay goi la hien ttidng nhieu xa Anh thu dtidc tren man E2 la anh nhieu xa; cac vong tron sang, toi xen ke nhau goi la cac van nhieu xa 6 gitia cac van nhieu xa la van sang trung tam co ctidng

do ldn nhat, cang xa tam van sang co ctidng do giam dan va be rong cua van cung giam dan 6 khoang cach kha xa van trung tam la bong toi

Neu goi X la btidc song cua anh sang, R la ban kinh lo hd, f la tieu cti cua L 2 thi ban kinh van sang trung tam dtidc xac dinh theo cong thtic:

2.2.2 Kha nang phan ly cua mat

Gia sti co mot diem sang A phia trtidc mat d khoang cach nhin ro qua mat

ta se thu dtidc hinh anh A’ cua A tren vong mac Do dong tii cua mat co ban kinh kha be nen A’ se la mot anh nhieu xa va ban kinh p cua van sang trung tam cung dtidc xac dinh theo cong thtic (6.49) Do anh sang vao mat la anh sang hon hdp co btidc song tti 0.40 - 0.76fim nen thtidng cho btidc song mot gia tri trung binh / =0,50 fim tieu cti cua mat f = 20 mm, dong tii co ban kinh 2.5mm ap dung cong thtic 6.49, ta co:

„ = 0 6 1 '° 4 f 1(r = 2.44,,,,,

Gia sii khi ta quan sat mot vat sang co kich thudc AB 6 khoang nhin ro cua

m it th i tren vong mac se co anh A’B’ cua AB (Hinh 6.23) ngUdc chieu va nho hdn

AB nhieu lan Do co sU tham gia cua y thiic ma ta van danh gia dung kich thiidc

va vi tr i cua vat

Goc AOB = a goi la goc phan ly cua mat, kich thiidc cua A’B’ cung nhii do ldn cua a phu thuoc vao kich thudc cua AB va khoang cach OH tii quang tam den viit AB

- Vdi OH xac dinh, kich thtidc AB nho thi goc a nho dan den A'B’ cung nho

- AB cd kich thudc xac dinh, khi AB cang xa mat th i a cang be do vay kich thudc cua A’B’ se cang nho di Hai anh A’, B’ cua A, B se tien den gan nhau va den mot luc nao do A’ se trung len B’ luc do m it se khong phan biet dtidc khoang cach gitia A va B ntia Muon phan ly dtidc hai diem A, B th i goc nhin a phai ldn hdn hoac b in g mot goc nhin gidi han nao dd goi la goc phan ly toi thieu a min a mm cang nho thi kha nang phan ly cua m it cang tot Ngnjch dao cua a mm dac trUng cho

kha nang phan ly cua mat dUdc goi la thi lUc T cua mat: T = - (6.51)

1 r a d i a n = 3 3 9 4 , 2 8 p h u t n e n a min - 3 3 9 4 , 2 8 — p h u t

Vay thi luc T dUdc xac dinh nhu sau:

3 3 9 4 , 2 8 d

Tif cong thiic 6.52 ta cung co hai phUOng phap danh gia thi lUc cua mat:

- Co dinh d, thay doi £.

- Co" dinh P., thay doi d

PhUOng phap thU nhat cho phep danh gia chinh xac thi luc cua mat ke ca trUdng hop mat co sU thay doi nho ve thi lUc, tuy nhien phudng phap nay khong thuan loi va nhanh cho ng bang phUOng phap thii hai Khi khong can do chinh xac cao se dung phUOng phap thii hai de danh gia thi luc cua mat, bang cach dung chU cai hay bang mau vat co kich thudc nho dan khi dat chung cach mat mot khoang khong doi OH = 1 - 5 m.

Kha nang phan ly cua mat phu thuoc vao trang thai sinh ly, benh ly, tinh chat cua cac te bao than kinh cam thu anh sang cua mat, vao do roi va bUdc song cua anh sang Neu chung ta chi quan tam den yeu to" nhieu xa cua anh sang khianh sang xuyen qua dong tu thi theo Rayleigh d dieu kien chieu sang vdi A = 0.5 fim, mat con phan biet dUdc khoang cach giUa A va B khi khoang cach anh A ’B ’ 16n hdn hoac bang ban kinh moi anh tUc A ’B ’ > p, ta co:

« m in =

oc.

p OH

Ket qua cua nhieu phep do cho

thay mot mat binh thudng d dieu

kien chieu sang bUdc song trung

binh thi goc phan ly toi thieu a min =

1 phut Khi cho anh sang co do roi

nho, ldn chieu vao mat va kiem tra

thi lUc d nhieu vung khac nhau tren

vong mac ngUdi ta thay rang te bao

non co kha nang phan lv tot hdn te

2.3 Cac tat quang hinh cua mat va dung cu bo tro

2.3.1 Hien tuqng quang sai

NhUdc diem cd ban cua loai thau kinh cau mong la sU sai sot ve quang hinh khi chum tia song song di qua thau kinh la chum tia rong cac tia gan true chinh

229

se hoi tu 0 diem xa quang tam hdn cac tia 6 g&n m6p th&'u kinh Hien ttidng n&ygoi la c iu sai (hinh 6.25).

Vi anh sang trin g la anh sang hon hdp bao gom cac btidc song tti 0.39 -5-0,76 fim, mat khac n = f(X), do do khi qua thau kinh cac tia sang co budc sdng khac nhau se hoi tu hoac phan ky d cac diem khac nhau tren true chinh cua thau kinh

do tan sic anh sang Hien ttidng nay goi la sic sai (hinh 6.26)

De khti bo cac sai sot ve quang hinh hpc nay ngtidi ta thtidng su dung phtidng phap ghdp cac thau kinh phan ky, hoi tu cung mot true chinh Sau khi ghep thich hdp th i tat cac tia se hdi tu tai mot diem do dd anh se phan anh dung tinh chat cua vat Muon khti bo sic sai phai ghep cac loai thau kinh khac nhau ve ban ch^ft

Hinh 6.25 Hien tiidng cau sai Hinh 6.26 Hien ti/png s3c sai

2.3.2 Ccic tat quang hinh cua m at vd dung cu bo trp.

Vdi con m it binh thtidng (khong cd tat) th i anh cua vat luon luon hien dung tren vong mac d vung diem vang, anh r5 net va phan anh dung ban chat cua v&t

ve ca kich thtidc, mau sac, tinh chat Tuy nhien cau tao cua m it cd the khong binh thudng do bam sinh, do bi chan thtidng lam xuat hien cac vet see tren giac mac,

do benh cua ludng chat cau, do roi loan kha nang dieu tiet lam cho anh khong hien ro tren vong mac tao nen cac chting can thi, vien thi, loan thi De stia cac tat nay phai dung cac dung cu bo trd cho m it, dd la cac thau kinh cau mong bo trd cho m it bi can thi, vien th i va thau kinh tru cho trtidng hdp m it bi tat loan thi

da di/oc sifa

2 3 0

2.3.2.1 C$n thi va cach sCfa

M it ckn th i d trang thai nghi (khong dieu tiet) co mat p hing tieu n im trtidc vong mac do do khi nhin v&t d vo ctic anh cua v&t d trtidc vong mac (Hinh 6.27a)

Vien c^n diem cua m it gin hon so vdi m it binh thtidng Trong khoang tti vien diem den can diem, m it ckn cung dieu tie t nhti mat binh thtidng va khi vat d sau can diem m it c$n khong con kha nang dieu tiet De stia tat can th i phai dung thau kinh mong phan ky lam dung cu bo trp

Khi do anh sang qua he quang hoc gom thau phan ky ghep dong true vdi

m it se tac dung len vong mac va anh cua no se hien dung tren vong mac (hinh 6.27b) Tac dung cua thau kinh phan ky lam giam do tu cua m it can

2.3.2.2 V iin thi va cach sCta

6 trang thai nghi m it v iln th i co mat p hing tieu n im sau vong mac nen khi nhin vat ma khong dieu tie t th i anh cua v&t se hien 6 sau vong mac Neu tieu diem khong 6 xa vong mac qua th i m it tti dieu tiet de lam tang do tu sao cho anh cua vat hien ro net tren vong mac Trtidng hop m it vien nang (tieu diem d xa vong mac qua) th i cd dieu tie t cung khong nhin thay vat d xa Khi dtia vat lai gan thi anh cang lu i xa vong mac Nhti v&y v iln th i se khong thay vat d xa cting nhu gan Trong trtidng hop cac tia sang cd phtiOng thich hdp van hoi tu tren vong mac luc dd dtidng keo dai cua tia gap true chinh d diem sau vong mac, diem nay goi la vien diem ao

Muon stia tat vien th i phai dung thau kinh mong hoi tu b6° trd, thau kinh nay se lam tang do tu cua m it lam cho anh cua vat hien len tren vong mac Thau kinh stia phai cd do tu thich hop de cho mat phang tieu cua he trung vdi vdng mac (Hinh 6.28b)

Hinh 6.28a Mit

vien thi

Hinh 6.28b Tat vien thi

da duoc stia

Can, vien th i cd the do nhieu nguyen nhan gay nen nhting ve cd ban chung

ta thay neu true cua mat dai, n gin hdn mat binh thtidng, ban kinh cong cua ltidng chat cau ldn nho hdn so vdi m it binh thtidng va sti thay doi chiet suat cua moi trtidng va m it cd the mac cac chting can th i hoac vien thi

Khi benh due thuy tinh the mdi phat sinh, moi trudng tao nen thuy tinh the dac lai, ti trong chiet suat tang lam tang do tu dan den mat bi can Sau khi cat bo thuy tinh the do tu se giam di nhieu dan den mat bi vien rat nang

2 3 1

Kha nang dieu tiet cua mat ngiidi gia kem hdn m it binh thiidng mat ngifdi gia co can diem xa hdn va khong nhin ro vat d gan 6 tuoi 45 den 50 khi doc sach phai de cach xa mat tii 30 den 50 cm mdi nhin ro nhung co nhUdc diem la anh se nho di De khac phuc mat ngiidi gia phai deo them mot thau kinh cau hoi tu do tu tong cong khong qua 3,5 diop, vdi tuoi 45 can deo them thau kinh co do tu +1 diop

la vtia Cti gia them 5 tuoi thi do tu cua thau kinh bo trd tang them +0.5 diop vdi tuoi qua gia (60 tuoi trd len) thuy tinh the co ban kinh cong ldn do do khi khong dieu tiet mat phang tieu 6 sau vong mac giong mat vien do do khong nhin diidc vat d xa, muon nhin thay vat phai deo them mot thau kinh hoi tu co do tu nho Tom lai mat ngUdi gia phai dting hai thau kinh mong hoi tu bo trd mot thau kinh

co do tu ldn de nhin gan va mot thau kinh co do tu nho hdn de nhin xa Thudng do

tu cua thau kinh nhin gan gap 3 lan do tu cua thau kinh nhin xa hai loai thau kinh co do tu khac nhau dtidc ghep tren cung mot gia (khung kinh)

Vdi mat can, khi ve gia ban kinh cong cua lUdng chat cau tang len, lam giam

do tu do vay can nhe di va d tuoi 45 den 50 co the khong phai dung kinh ntia NgUdc lai mat vien cang gia cang nang hdn va mat vien gia nhanh hdn mat binh thtidng

2.3.2.3 M it ngudi gia

2.3.2.4 Loan thi

Loan thi la tat cua mat trong do do tu

khdng deu theo moi phiidng do cac mat cau khuc

xa trong mat khong phai hoan toan hinh cau, do

vay anh cua vat hien tren vdng mac la anh nhoe.

- TrUdng hdp do cong cua cac mat cau khuc

xa thay doi bat ky theo moi phUOng thi mat m ic

chting benh loan thi khong deu TrUOng hdp nay

la do giac mac co seo, do hau qua cua dau mat

hot hay bi chan thudng do di vat ban vao Muon

stia chi can dting chat deo trong suo't co chiet

suat nhti cua thuy tinh the dan vao giac mac

O

Hinh 6.29

H inh 6.30 M it loan thi theo quy tic

2 3 2

- Triidng hdp do cong cua cac mat cau khuc xa thay doi deu theo moi phiidng thi m it m ic chiing benh loan thi deu Luc nay mat cong cua liidng chat cau tong

hdp khong phai la chom c iu ma la mot phan cua mat elipsoid tron xoay (Hinh

6.29) Ban kinh cong thay doi deu tii kinh tuyen AOB den kinh tuyen COD

Loan thi deu lai ditc/c chia lam hai loai:

+ Loan thi deu theo quy tdc:

Loan thi deu theo quy tdc chiem 85% tong so triidng hdp loan thi O tat nay

kinh tuyen ngang AOB co ban kinh cong nho hdn ban kinh cong cua kinh tuyen

dting COD Do vay do tu theo phitdng ngang ldn hdn do tu theo phiidng diing.

Mat loan thi theo quy tdc tiidng diidng vdi he quang hoc gom mot liidng chat cau

ghep vdi mot thau kinh tru hoi tu co true nam ngang hoac tiidng diidng vdi he

quang hoc gom liidng chat cau ghep vdi thau kinh tru phan ky co true thang diing

(Hinh 6.30).

Mot chum tia sdng song song

sau khi qua mat se hoi tu tren hai

doan thang, doan nam ngang d phia

9 *

triidc doan thang diing Tuy theo vi

tri cua vdng mac md mat co the nhin

rd mot trong hai doan thang do hoac

khdng nhin rd cd hai Khi vdng mac

d vi tri 1 mat mac chiing loan can

ddn, d vi tri 2 la loan vien ddn, d vi

tri 3 la loan can kep, d vi tri 4 la

loan vien kep, d vi tri so 5 loan hdn

hdp (Hinh 6.31).

+ Loan thi deu khdng theo quy

tac

Triidng hdp nay chi chiem 15%

tong so triidng hdp loan thi deu O

triidng hdp nay kinh tuyen diing

COD co ban kinh cong nho hdn ban

kinh cong cua kinh tuyen ngang

AOB, do do do tu theo phiidng diing

ldn hdn do tu theo phiidng ngang

(Hinh 6.32) Loan thi deu khdng theo quy tdc tiidng diidng vdi mot liidng chat cau

ghep vdi mot thau kinh tru hoi tu co true thang diing hoac tiidng diidng vdi he

quang hoc gom mot liidng cha't cau ghep vdi mot thau kinh tru phan ky co true

nam ngang.

Mot chum tia sang song song sau khi qua he quang hoc nay se hoi tu tren

hai doan thang,doan thang dting d phia triidc doan nam ngang Tuy theo vi tri

cua vdng mac md ta cung cd cac triidng hdp sau (Hinh 6.33)

- Vdng mac d vi tri 1 la loan can ddn

Hinh 6.32

2 3 3

- Vong mac d vi tri 2 la loan vien ddn

- Vong mac d vi tri 3 la loan can kep

- Vdng mac d vi tri 4 la loan vien kep

- Vong mac d vi tri 5 la loan hon hdp.

tic da sifa

2.3.2.5 Cach sCfa tat loan thi

Tat ca cac tat loan th i da neu tren deu stia dupe b in g cach phoi hdp cac thau kinh cau va tru thich hdp Ta x6t hai trtidng hdp cu the:

- Stia loan can ddn theo quy tac:

Khi khong dieu tiet, anh cua mot diem d vo ctic se hien tren hai doan thing (Hinh 6.31) Doan dting d vdng mac, doan ngang d trtidc vong mac Muon stia tat nay phai giam do tu theo phtidng ngang de cho doan ngang lu i ve v5ng mac Nhti vay phai deo cho m it mot thau kinh tru phan ky c6 true n im ngang (Hinh 6.34)

- Stia tat loan hon hdp khong theo quy tic :

Khi khong dieu tiet, anh cua vat d vo ctic la hai doan th in g , doan dting d phia trtidc vdng mac con doan ngang d phia sau vong mac (Hinh 6.35)

Ta co the dung thau kinh hoi tu co do

tu thich hdp de dtia ve trtidng hdp loan can

ddn khong theo quy tac, sau do dting mot

thau kinh tru phan ky co do tu thich hdp,

true thang dting de stia tat loan can ddn

Trtidng hdp nay cung co the dung

thau kinh cau phan ky de dtia ve loan vien

ddn, sau do dung thau kinh tru hoi tu de

stia tat loan vien ddn Tat ca cac trtidng hdp

loan hon hdp va loan kep deu co the dung

thau kinh cau de dtia ve loan ddn sau do

tiep tuc dting thau kinh tru de stia tiep tat

loan ddn Thtic te thau kinh cau va tru dtidc ghep chung thanh mot cai

2 3 4

Bai 7

BAN CHAT CUA ANH SANG

MUC TIEU HOC TAP• • •

1 Trinh bay diidc noi dung chinh hai thuyet ve ban chat cua anh sang

2 Giai thich diidc sti hap thu va phat sang

3 Neu dufdc ban chat, tinh chat va ting dung cua Laser

1 THUYET SONG DIEN TLT VE BAN CHAT CUA ANH SANG

1.1 Thuyet song dien tCfve ban chat cua anh sang

T ii nam 1865, Maxwell da ket luan rin g anh sang la song dien tti Ket lu&n nay dtidc thiic nghiem chting minh la dung

Theo thuyet song dien tti, anh sang truyen den mot diem diidc d&c triin gbing 2 vectd tai diem do: vectd ctidng do dien triidng E va vectd ciidng do ttitriidng H Hai vectd nay vuong goc vdi nhau va vuong goc vdi phiidng truyen anhbieu dien:

E = E 0 cos(cot + a )

Hinh 7.1

Gia sti tren true toa do Oxyz tai 0 co anh sang truyen tdi va d do vectd E ,

H thay doi theo quy luat tren, anh sang truyen di tiep theo phiidng Ox, bieu dien

2 3 5

sa bien thien cua E trong mat phang xOy, H trong mat p h i n g xOz (hinh 7.1) E0

va H„ la bien do dao dong cua cac vectd cudng do dien trUOng va tu trUdng w la tan so', goc a la pha ban dau Khi anh sang truyen den diem M nao do cach 0 mot khoang x thi tai do cUdng do dien trUOng E va cUdng do tU trUOng H thay doi theo quy luat:

v la to'c do lan truyen anh sang cua moi trUdng chiia hai diem O va M.

Khi anh sang truyen den mat ta chi co thanh phan dien trUOng gav cam giac sang, con thanh phan tii trUOng khong gay cam giac sang nen khi ta xet tUdng tac cua anh sang vdi nguyen tii, phan tii vat chat ta chi can quan tam den thanh phan dien trUdng Bieu thiic:

E = E{) cos f x ^

c o ( t ) + a

v Trong do: f - tan so" anh sang

co = 2 rtf

X - budc song

E khi ay goi la vec td sang.

Khi anh sang truyen trong chan khong, no cd toe do cUc dai, ky hieu la c (c=300.000 km/s) Goi budc sdng anh sang trong chan k h ong la X0 ta cd:

NgUdi ta cu ng cd: c = 1

2 3 6

Vdi e0 la hang so dien moi con p0 la do tif tham cua chan khong.

s„ = 8,84.10' 12.5/ ; ju„ = 1,26.10^.5/

Cudng do trung binh tai mot diem cua sdng dien tU (hoac anh sang) truyen tdi dupe tinh theo cong thUc:

/ = j £ „ c E l0

NgUOi ta thudng dung cac dOn vi sau de do budc sdng anh sang trong pham

vi tU tia hong ngoai den tia Rdnghen:

Micromet (pm) = 10 0 m = 1 0 mm

Nanomet (nm) = 10'9 m = 106 mm

Angstrom (A) = 10'U) m = 10'1 nm

Thi du: hoi N atri chay sang phat ra anh sang mau vang cd

X = 5895 A = 598,5 nm = 0,5895 pmDon vi do tan so" la Hec (Hz); doi vdi tan so" ldn ngudi ta thudng dung ddn vi Fresnen (Fr), 1 Fr = 1012 Hz

Trong quang pho hoc, dac biet la quang phd° mien hong ngoai ngudi ta dung mot dai lupng khac dd la so sdng, ky hieu la /

Dua vao so do cua X ngudi ta quy Udc sdng dien tif chia thanh thang sdng nhu sau:

Bang 7.1

Song vo tuyen dien 3.106 cm 10'1 cm

Tia hong ngoai 10'1 cm -r 0,76 nm

Anh sang nhin thay 0,76 |am 4- 0,39 |4m

Tia tif ngoai 0,39 (im -r 10'2 nm

Tia Rdnghen 10'2 (4m - h 10'5 (4m

Tia gama 10'5 |4m - trd xuong

Doi vdi mien anh sang nhin thay, mdi chum anh sang cd budc sdng xac dinh gay nen mot cam giac mau sac nhat dinh, ngUdc lai vdi mdi mau ddn sac tUOng iing vdi mot v u ng bu'dc sdng hep Bang 7.2 cho ta quan he tUOng doi giua cac mau ddn sac va budc sdng.

2 3 7

Luc (xanh la cay) 0,57 + 0,50

Lam (xanh da trdi) 0,50 + 0,45

Ch£m (xanh bien dam) 0,45 + 0,43

Tfnh chat song cua anh sang the hien ro rang qua hien tupng giao thoa, nhieu xa va phan ctic anh sang

1.2 Hien ti/dng giao thoa anh sang

1.2.1 Thi nghiem cua Young ve giao thoa dnh sdng

Nam 1802 Young da lam th i nghiem sau:

Dat mot nguon sang diem S trUdc man chan sang P tren do co due hai lo tron Sj va S2gan nhau, sau man chan P dat man anh Q (Hinh 7.2)

Thi nghiem cho biet:

- Khi Si va S2 co kich thudc ldn th i tren man Q chi co hai vet sang a va b

n im 0 tren dtidng thang keo dai SSj, SS2 Anh sang di qua Sj va S2 tuan theo dinh luat truyen thang cua anh sang

- Khi Sj va S2 co kich

thudc kha be chi khoang vai

phan nghin khoang cach tii

Sj, S2 den man Q th i co hien

tupng tren man Q xuat hien

nhUng van sang, toi nam xen

ke nhau va doi xting van

sang d gitia tai 0 (xem hinh

7.2) Hien ttipng nay goi la su

giao thoa cua anh sang Khi

cac song t r u y e n t d i va giao

nhau tai mot diem trong moi

trtidng truyen song, tai vung

khong gian co cac song sang

giao nhau xuat hien cac mien

sang toi xen ke nhau

Van dung cac dinh luat

cua quang hinh khong giai

Van sang

Van ten

Hinh 7.2

2 3 8

thich dUdc hien tudng nay Tuy nhien vdi quan diem quang hoc song cho rin g anh sang la s6ng dien tti thi lai giai thich dtipc hien ttidng tren That vay, theo nguyen

ly Huyghens - Fresnel hai lo nho Sx vk S2 nh&n anh sang tti nguon sang S truyen tdi dUdc xem nhu la hai nguon sang diem thti c&'p phat ra song anh sang ve phia trUdc no Theo nguyen ly ve sti chong chat cua song th i dao dong sang tai mot diem b&'t ky tren man Q se la dao dong tong hdp cua cac dao dong sang tti nguon sang thti c&p Sj va S2 giii tdi diem do Tuy theo hieu so" pha cua cac dao dong sang n&y ma tai diem ta dang xet se sang hoac toi

1.2.2 Dieu kien de co giao in oa anh sdng

Thi nghiem ve hien tudng gia? thoa cho th&y khong phai tat ca cac trUOng hdp hai song giao nhau deu gay nen hien tUdng giao thoa Muon co giao thoa thi hai song sang giao nhau tai mot diem n&o do trong khong gian phai co cung chu

ky T0 va cung phUOng dao dong Phudng trin h dao dong cua hai song sang tai diem giao nhau se la:

E! va E2 la gia tr i cua hai v6c td song sang tai diem giao nhau d thdi diem t

Theo nguyen ly chong chat cac song thi diem giao nhau co song sdng tong hdp bang tong hcfp cac song sdng tdi Vi cac song sdng co cung chu ky vd cung phiidng dao dong nen co the dp dung ket qua tinh toan cua tong hdp cac dao dong

cd hoc Ta co phiidng trinh dao dong cua song sdng tong hdp nhit sau:

E = E l + E 2 = E „ c o s ( — t + a ) (7.7)

To trong do bien do dao dong E 0 diidc xac dinh theo cong thiic:

El = £(,, + El2 + 2 E 0l E02 c o s ( a, - a 2) (7.8) (a, - a.J la hieu so pha ban dau cua hai dao dong sdng thanh phan.

Pha ban dau (a) cua dao dong sdng tong hdp diidc xac dinh theo cong thiic:

2 3 9

- Hieu so pha ban dau ( a, - a2 ) khong thay doi theo thdi gian.

Khi do ciidng do sdng I tai diem hai song sdng giao nhau co gid tri hoan toan xac dinh, gid tri cua ciidng do sdng ldn hay nho tuy thuoc vao gid tri cua hieu

so pha ban dau (a, - a.J Vi vay trong vung khdng gian co giao thoa anh sdng se co diem sdng hdn hay toi hdn.

- H i e u so pha (a, - a2) phu thuoc vao thai gian va luon thay doi hdn loan Khi do cos(a, - a j co the co gid tri tii -1 den +1, gid tri trung binh cua cos (a,

- a j tinh theo thdi gian bang khong nen / = £*, +£jjz, nhii vay ciidng do sdng tai moi diem khac nhau se co ciidng do nhii nhau do do se khong co hien tiidng giao thoa anh sang.

Tom lai dieu kien de co giao thoa la hai song sang giao nhau phai la hai song sang ket hop (co cung chu ky, co hieu so pha ban dau khong doi theo thdi gian) va co cung phUOng dao dong Nhting nguon phat ra cac song ket hop goi la nhting nguon ket hpp

1.2.3 Dieu kien de cd c u t dai va c u t tieu giao thoa

Gia sti co nguon sang S phat ra anh sang truyen qua nhieu moi trUOng khac nhau ve chiet suat Bj va B2 la cac nguon phat sang thti cap phat ra cac song sang ket hpp, hai song sang ket hpp phat ra tti B, va B2 truyen den M va giao nhau tai

do Ta tim dieu kien de cudng do sang tai M la I6n nhat hay nho nhat

Nhti vay ta da biet tai M co sU giao thoa cua hai song sang PhUOng trinh dao dong sang tai diem S co dang:

240