Bài giảng Vật lí Lớp 12 - Bài 25: Giao thoa ánh sáng - Trần Văn Hồng

Chương V: 
 SÓNG ÁNH SÁNG 
Bài 25 
GIAO THOA ÁNH SÁNG 
Một số hiện t ư ợng th ư ờng gặp 
Các em hãy giải thích các hiện tượng trên? 
Vậy để giải thích 1 cách chính xác thì ta hãy đi qua bài mới. Sau khi học xong bài này thì các em sẽ có 1 cách nhìn chính xác và tổng quan hơn. 
Bài tâp cũng cố 
I. HIỆN TƯỢNG GIAO THOA ÁNH SÁNG 
	 1. Thí nghiệm: 
BÀI 25. GIAO THOA ÁNH SÁNG 
O 
M 
M’ 
Nguồn 
Phương truyền sóng 
O 
M 
M’ 
Sóng nhiễu xạ 
Sóng không nhiễu xạ 
Sóng nhiễu xạ qua một khe rộng 
Sau khi đi qua khe, sóng đi theo phương như thế nào? 
Sau khi qua khe, sóng không đi theo đường thẳng OM và OM’ mà hơi lệch sang 2 cạnh khe 
Nếu thu hẹp khe dần thì hiện tượng xảy ra như thế nào? 
Sóng lệch khỏi phương truyền thẳng càng rõ 
Sóng nhiễu xạ qua một khe rất hẹp 
Nếu khe hở có kích thước nhỏ hơn bước sóng thì hiện tượng xảy ra như thế nào? 
Sau khi qua khe, sóng có dạng hình tròn giống như chính khe đó là một tâm phát sóng mới. 
Sóng nhiễu xạ 
I. Hịên tượng nhiễu xạ áng sáng: 
	1. Thí nghiệm: 
	2. Kết luận: 
* Hiện tượng truyền sai lệch so với sự truyền thẳng khi ánh sáng gặp vật cản gọi là hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng. 
* Hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng chỉ có thể giải thích được nếu thừa nhận ánh sáng có tính chất sóng. Mỗi chùm sáng đơn sắc coi như một sóng có bước sóng xác định. 
 II.HIỆN TƯỢNG GIAO THOA ÁNH SÁNG: 
1.Thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng: 
a.Dụng cụ: 
- Nguồn chiếu sỏng: Búng đốn Đ. 
- Khe F nhận ỏnh sỏng từ nguồn Đ truyền đến. 
- Hai khe hẹp F 1 ,F 2 rất gần nhau và cùng song song với khe F 
b.Tiến trình thí nghiệm: 
-Sử dụng nguồn 
sáng trắng 
 - Tấm kính mỏng trong suốt M đặt cách F 1 ,F 2 vài chục xentimét 
 F 
S 
 M 
F 1 F 2 
F 
-Hiện tượng quan sát được 
 Có một vùng sáng hẹp trong đó xuất hiện những vạch sáng đỏ & những vạch tối xen kẽ nhau đều đặn. 
-Các tấm kính lọc sắc F 
Giao thoa với ánh sáng đơn sắc vàng 
Giao thoa với ánh đơn sắc tím 
Giao thoa với ánh sáng đơn sắc đỏ 
 Một vạch sáng trắng ở chính giữa, hai bên có những dải màu như cầu vồng, tím ở trong, đỏ ở ngoài. 
*Hiện tượng quan sát được . 
Ta gọi những vạch sáng tối ở trên là vân giao thoa 
Sử dụng ánh sáng trắng. 
II. HIỆN TƯỢNG GIAO THOA ÁNH SÁNG 
2. Vị trí các vân sáng 
F 1 
a 
I 
O 
A 
x 
M 
D 
F 2 
H 
Đặt: 
a = F 1 F 2. ; IF 1 = IF 2 d1 
d 1 = F 1 A ; d 2 = F 2 A d2 
x = OA ; D = IO 
Hiệu đường đi: 
 Vị trí các vân sáng: 
 D 
a 
x s = k 
Vân tối: 
Từ (1) và (3)=> 
( k’ = 0; ± 1) 
k’ = 0 gọi là vân tối thứ 1 , k’= ± 1 là vân tối thứ 2 .. 
Từ (1) và (2) ta suy ra được: Các vân cách O 1 khoảng: x 
(k = 0; ± 1) 
 k : gọi là bậc giao thoa 
 k=0 gọi là vân sáng trung tâm , K= ± 1 gọi là vân sáng bậc 1 . 
3. Khoảng vân: 
i 
i 
a. Định nghĩa: khoảng vân i là khoảng cách giữa hai vân sáng hoặc hai vân tối liên tiếp nhau. 
b. Công thức: 
4. Ứng dụng: 
Đo bước sóng ánh sáng . Nếu ta đo được D, a, i thì ta xác định được λ bằng công thức 
III. Bước sóng ánh sáng và màu sắc ánh sáng: 
* Điều kiện về nguồn kết hợp trong hiện tượng giao thoa ánh sáng: 
Hai nguồn phát ra phải hai sóng ánh sáng có cùng bước sóng. 
Hiệu pha số dao động của hai nguồn phải không đổi theo thời gian 
Mỗi ánh sáng đơn sắc có một bước sóng trong chân không xác định. 
Các ánh sáng có bước song từ 380nm(0,38 đến 760nm( 0,76 ) gọi là ánh sáng nhìn thấy( ánh sáng khả kiến) 
Ánh sáng Mặt Trời là hỗn hợp của vô số ánh sáng đơn sắc có bước song liên tục từ 0 đến ∞ 
Sau khi học xong bài học các em hãy giải thích lại các hiện tượng mà ở đầu bài chúng ta đã quan sát. 
Các hiện tượng thường gặp 
Khi chiếu ánh sáng đi từ môi trường này sang môi trường kia thì: 
CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM CỦNG CỐ 
A 
B 
C 
Tần số không đổi, bước sóng thay đổi 
Tần số thay đổi, bước sóng không đổi 
Tần số và bước sóng đều thay đổi 
Tần số và bước sóng đều không đổi 
Đúng rồi. 
Sai 
Sai 
Sai. 
Câu số 1 
Đúng rồi. 
Sai 
Sai 
Đúng rồi. 
Sai 
Sai. 
Sai 
Đúng rồi. 
Sai 
D 
Câu số 2 
Chiếu một chùm tia sáng hẹp qua một lăng kính. Chùm tia sáng đó sẽ tách thành chùm tia sáng có màu khác nhau. Hiện tượng này gọi là 
D 
C 
B 
A 
CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM CỦNG CỐ 
Giao thoa ánh sáng. 
Tán sắc ánh sáng. 
Khúc xạ ánh sáng. 
Nhiễu xạ ánh sáng. 
Sai. 
Sai 
Đúng rồi. 
Sai 
Câu số 2 
Câu số 3 
Tán sắc ánh sáng. 
CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM CỦNG CỐ 
 A. F 2 A – F 1 A = k  
 B. F 2 A – F 1 A = k 
C. F 2 A – F 1 A = 2 k  
D. F 2 A – F 1 A = ( k + 1/2 )  
D 
C 
B 
A 
Sai 
Đúng rồi. 
Sai 
Sai 
Trên màn quan sát hiện tượng giao thoa với hai khe Y-âng F1 và F2, tại A là một vân sáng . Điều kiện nào sau đây phải được thoả mãn : 
Câu số 3 
Chuẩn bị cho tiết sau 
BÀI TẬP 
-Làm các bài tập trong SGK từ bài 6 10 trang 132 và 
133 
Học bài cũ, chuẩn bị bài mới. 
Bài 26- CÁC LOẠI QUANG PHỔ