HIỆN TƯỢNG GIAO THOA và NHIỄU xạ ÁNH SÁNG (lý SINH SLIDE)

Nội dungHIỆN TƯỢNG GIAO THOA ÁNH SÁNG phẳng: Nhiễu xạ Frauhofe Điều kiện để có cực đại, cực tiểu nhiễu xạ... 1.a Định nghĩaLà hiện tượng xãy ra khi 2 sóng ánh sáng truyền đến một vùng

Chương III:

HIỆN TƯỢNG GIAO THOA

& NHIỄU XẠ ÁNH SÁNG

Nội dung

HIỆN TƯỢNG GIAO THOA ÁNH SÁNG

phẳng): (Nhiễu xạ Frauhofe)

Điều kiện để có cực đại, cực tiểu nhiễu xạ

1.a Định nghĩa

Là hiện tượng xãy ra

khi 2 sóng ánh sáng truyền

đến một vùng nào đó của

không gian, ở đó tạo ra

vùng sáng và tối liên tiếp

Khoảng không gian có

giao thoa gọi là trường giao

S

1.b Điều kiện để có giao thoa ánh sáng

1.b Điều kiện để có giao thoa ánh sáng

Nếu:

Cho:

Để đặc trưng tác dụng sóng của sóng ánh sáng, ta đưa vào cường độ sóng cơ.

Chọn k=1, cường độ sáng I ~ a 2 => I ~ 4a 1 2 (Cường độ sóng tỉ lệ bình phương với biên độ của sóng)

1.b Điều kiện để có giao thoa ánh sáng

1.c Cách tạo nguồn kết hợp

Nguồn sóng biến thiên do dao động của các nguyên tử, do đó không tìm được sóng kết hợp từ

2 nguồn sáng Để có sóng kết hợp, ta tách từ 1

nguồn sáng thành 2 tia sóng đi theo những quang

lộ khác nhau Sau đó, cho chúng gặp mhau.

1.c Cách tạo nguồn kết hợp

 Lưỡng bán thấu kính

G.Bille:

 Lưỡng lăng kính Fresnel:

S

M

M S

2.a Điều kiện cực đại cực tiểu vân giao thoa

Gi ả sử có 2 nguồn sóng kết hợp S 1 và S 2 Đặt: S 1 M = l1 và S 1 M = l2 (quang lộ)

M nhận 2 sóng:

1

2 cos( l )

2.a Điều kiện cực đại cực tiểu vân giao thoa

dao động cực đại cường độ sóng đạt cực đại :I max

2.b Độ rộng của vân giao thoa

Là khoảng cách giữa 2 vân cùng loại liên tiếp Cọn O là điểm cách đầu S 1 , S 2 :

2.b Độ rộng của vân giao thoa

Vậy các cực đại giao thoa sẽ nằm cách điểm giữa O một khoảng X max thỏa mãn điều kiện:

d





2.b Độ rộng của vân giao thoa

Khoảng cách giữa các vân sáng

2.c Sự dịch chuyển hệ vân giao thoa

Chứng tỏ vân sáng mới O 1 (k = 0) sẽ nằm cách vân sáng cũ O một khoảng:

2.c Sự dịch chuyển hệ vân giao thoa

- Hiện tượng này là cơ

sở để đo chiết suất

trong các máy giao

3 Thí nghiệm Fresnel về nhiễu xạ ánh sáng

P

3 Thí nghiệm Fresnel về nhiễu xạ ánh sáng

Nếu thu kích thước của lỗ trên P thì vệt

sáng ab cũng thu nhỏ lại Thí nghiệm chứng tỏ, khi kích thước của lỗ tròn rất nhỏ, ta thấy xuất

hiện trên màn ảnh Q nhiều vòng tròn sáng và

tối cùng tâm điểm nằm xen kẻ nhau cả trong

4 Định nghĩa

Hiện tượng các tia sáng bị lệch khỏi

phương truyền thẳng khi chúng đi gần các vật chướng ngại, gây nên các vân sáng và tối

trong cả vùng bóng tối hình học được gọi là hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng Các vân sáng, tối xuất hiện khi đó gọi là vân nhiễu xạ.

5 Nguyên lý Huyghen - Fresnel

thành nguồn sáng thứ cấp phát ánh sáng về phía

trước nó.

của nguồn sáng thực gây ra tại vị trí nguồn thứ cấp.

nguồn thứ cấp nằm trên mặt sáng ’’ gửi tới

6 Nhiễu xạ ánh sáng qua khe hẹp

M O

L P

6 Nhiễu xạ ánh sáng qua khe hẹp

 Trên chắn sóng P, ta mở 1 khe hẹp hình chữ nhật độ rộng là a, chiều dài b, b rất lớn so với a.

 Cho chùm tia sáng đơn sắc // chiếu vuông góc với mặt phẳng khe Khi truyền qua chắn sóng P, chùm tia lệch phương truyền 1 góc Ảnh thu được là các vân sáng, tối cách đều nhau, riêng vân sáng trung tâm rộng gấp nhiều lần các vân khác.



6 Nhiễu xạ ánh sáng qua khe hẹp

2





6 Nhiễu xạ ánh sáng qua khe hẹp

 Vì 2 sóng ánh sáng từ 1 đới lẻ và 1 đới chẵn

kế tiếp nhau gởi tới điểm M có hiệu quang lộ

 dao động sóng của chúng có pha

ngược nhau, tác dụng sóng của chúng sẽ khử lẫn nhau.

 Nếu gọi a 1 ,a 2 ,…a n là biên độ của các sóng

ánh sáng do các nguồn thứ cấp 1,2,…n gởi tới

M thì biên độ a của sóng sáng tổng hợp có thể

2



6 Nhiễu xạ ánh sáng qua khe hẹp

 Qui ước: a n (+) khi n lẻ

a n (-) khi n chẵn.

của một dãy bằng trung bình cộng biên độ của 2 dãy trước và sau nó.

7 ĐK có cực đại - cực tiểu nhiễu xạ

Để tính cường độ sáng theo một phương bất

vuông góc với chùm tia nhiễu xạ Các mặt phẳng này chia mặt phẳng khe thành các dãi

Gọi d là bề rộng của 1 dãi

Gọi n là số dãi trên khe

7 ĐK có cực đại - cực tiểu nhiễu xạ

 Nếu khe chứa 1 số chẳn dãi (n = 2k)

(loại k = 0) Điểm M sẽ tối

7 ĐK có cực đại - cực tiểu nhiễu xạ

 Nếu khe chứa 1 số lẻ dãi (n = 2k +1) thì dao động sóng do từng dãi kế tiếp gây ra tại M sẽ khử lẫn nhau, còn dao động sóng do dãi lẻ

2k + 1 gây ra không bị khử M là điểm sáng.

7 ĐK có cực đại - cực tiểu nhiễu xạ

 Đồ thị phân bố cường độ sáng trên màng

quan sát theo sin 

I

8 Nhiễu xạ qua nhiều khe hẹp – cách tử

a Nhiễu xạ qua nhiều khe hẹp:

Giả sử có N khe hẹp giống nhau nằm song song nhau trong một mặt phẳng … Dọi lên các khe đó một chùm đơn sắc song song

Giả sử chùm sáng gồm các tia kết hợp

8 Nhiễu xạ qua nhiều khe hẹp – cách tử

Cho cực tiểu nhiễu xạ

Cho cực đại nhiễu xạ Dao động do 2 tia gây ra khử lẫn nhau Điểm chính giữa chưa chắc là

8 Nhiễu xạ qua nhiều khe hẹp – cách tử

I

N = 1

b)

8 Nhiễu xạ qua nhiều khe hẹp – cách tử

Tổng quát N bất kỳ thì giữa hai cực đại chính kế tiếp cĩ N – 1 cực tiểu phụ và N – 2

cực đại phụ

Nhiễu xạ qua nhiều khe hẹp

8 Nhiễu xạ qua nhiều khe hẹp – cách tử

b.Cách tử nhiễu xạ:

Định nghĩa: Tập hợp một số lớn những khe rất hẹp giống nhau, song song cách đều nhau

và nằm trong cùng một mặt phẳng được gọi là cách tử nhiễu xạ

n

d

