Lí thuyết 1 giao thoa với nguồn sáng đơn sắc

Ánh sáng đơn sắc a.. Tiến hành thí nghiệm - 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 s

I THÍ NGHIỆM Y – ÂNG VỀ GIAO THOA ÁNH SÁNG

1 Ánh sáng đơn sắc

a Dụng cụ

- Đèn Đ, màn chắn M1 có khe hẹp S

Màn chắn M2 đặt song song M1, có hai khe hẹp S1,S2 rất gần nhau và cùng song song với S

Các tấm lọc sắc F’

b Tiến hành thí nghiệm

- 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: Sử dụng lý thuyết vè sự giáo thoa của 2 sóng ánh sáng

Vạch sáng đỏ : Những chỗ mà 2 sóng ánh sáng gặp nhau, tăng cường ( đồng pha)

Vạch tối : Những chỗ mà 2 sóng ánh sáng gặp nhau, triệt tiêu ( ngược pha)

Những vạch sáng đỏ và vạch tối người ta gọi là vân giao thoa

2 Giao thoa với anh sáng trắng

Hình ảnh giao thoa với ánh sáng trắng

BÀI GIẢNG: GIAO THOA ÁNH SÁNG CHUYÊN ĐỀ: SÓNG ÁNH SÁNG

MÔN: VẬT LÍ LỚP 12 THẦY GIÁO: VŨ THẾ ANH – GV TUYENSINH247.COM

Giải thích hiện tượng

Hai nguồn S1 và S2 là hai nguồn sóng kết hơpk

+ Những vạch sáng là tập hợp của những điểm có biên độ dao động tổng hợp ( dao động tổng của hai sóng tới) cực đại

+ Những vạch tối là tập hợp những điểm có biên độ dao động tổng hợp bằng không

+ Với ánh sáng trắng hệ thống vân giao của các ánh sáng đơn sắc không trùng khít lên nhau Ở chính giữa vân sáng của các ánh sáng đơn sắc nằm trùng với nhau cho 1 vân sáng

II VỊ TRÍ CỦA CÁC VÂN GIAO THOA – KHOẢNG VÂN

1 Vị trí các vận giao thoa

a = S1S2 : Khoảng cách giữa hai khe I âng (cỡ mm)

D : Khoảng cách từ hai khe đến màn quan sát (cỡ m)

S1M = d1, S2M = d2

Hiệu đường đi của hai sóng S1, S2 gửi tới M:  d2d1

Kẻ MH S S1 2

+) Xét tam giác vuông

2 2

:

2

a

2

a

2 1 2 1 2 1

d d  d d d d x  x 

2

2

2

2

2

a

a

Ta có

2 2

2 1 2 1 2 1

2 1

2

2 2

ax

2



M

B

O

M

F 1

F 2

H

x

D

d 1

d 2

I

a

* Nếu tại M là vân sáng thì d2 d1 k ax k x k D;k Z



;



2) Khoảng vân

- Định nghĩa : Là khoảng cách giữa hai vân sáng hoặc hai vân tối liên tiếp

- Ký hiệu : i

- Biểu thức i D

a



Vị trí vân tối x t k i,5

Vị trí vân sáng x s ki

3) Chú ý

Vân sáng gọi là Bậc

Vân tối gọi là Thứ

* Tọa độ của vân sáng x s k D ki

a



  0

k  x  : Vân sáng trung tâm

  1

k   x  i : Vân sáng bậc 1

  2

* Tọa độ vân tối x t k i,5

  1 0,5 ; 0; 1

t

x   i k  k   : Vân tối thứ nhất

  2 1,5 ; 1; 2

t

x   i k  k  : Vân tối thứ 2

  3 2,5 ; 2; 3

t

x   i k  k   : Vân tối thứ 3

Chú ý : Vân tối phải lùi nửa khoảng vân

III KIẾN THỨC CẦN NHỚ

1 Khoảng vân i: i D

a





→ xs = k.i; xt = (k + 1/2)i

Trong đó:

 λ là bước sóng ánh sáng (m)

 D là khoảng cách từ mặt phẳng S1S2 đến màn M

 a là khoảng cách giữa hai khe S1S2

2 Các dạng toán và phương pháp giải

Phương pháp:

Bước 1: Lập tỉ số

M

x a

i 

Bước 2: Xét:

 Nếu a = k ∈ Z thì M là vân sáng bậc k

 Nếu a = k + 0,5 (k∈Z) thì M là vân tối

Dạng 2 Dịch chuyển nguồn sáng S

Quang trình: đường đi của ánh sáng

1 1 1

2 2 2

: '

: '







 Tại vị trí vân trung tâm: 1' 1 2' 2  1' 1  2' 2 0 0

a

=> Tại O là vân trung tâm

Dịch nguồn S một khoảng  x d d1'; 1 thay dổi => Vị trí vân trung tâm thay đổi

1 1 2 2 1 2 1 2

0

0

ax



x

 Ta có:

 Vận tốc ánh sáng trong lưỡng chất phẳng:

c v n



 Thời gian ánh sáng đi trong lưỡng chất phẳng:

t

  

 Cũng trong thời gian ∆t đó thì ánh sáng đi ở môi trường ngoài 1

đoạn khác: x c t en   

 Quang lộ: S1M d1 (n1)e, S M d2  2 d1

=> Hiệu quang trình:  S M S M d2   1  2 – – –1d1  n e

Mà: d2 –d1 ax ax – –1 n e

Vân sáng trung tâm ứng với hiệu quang trình bằng  = 0. ax0 – –1 n e 0

D

Hay: 0

(n 1)eD

x

a





Hệ thống vân dịch chuyển về phía S1 Vì x0 0

S1

S2

M

O