Bài giảng Vật lý Lớp 12 - Tiết 43: Giao thoa ánh sáng

 Tiết 43: GIAO THOA ÁNH SÁNGNội dung:Hiện tượng nhiễu xạ ánh sángII. Hiện tượng giao thoa ánh sángIII. Bước sóng ánh sáng và màu sắcIV. Chiết suất của môi trường và màu sắc ánh sángI. Hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng- Hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng là hiện tượng truyền sai lệch so với sự truyền thẳng khi ánh sáng gặp vật cản - Thừa nhận ánh sáng có tính chất sóng- Trong một môi trường trong suốt nhất định, coi mỗi chùm sáng đơn sắc như một sóng có bước sóng và tần số xác địnhNDMO- Quá trình vật lý nào gây ra hiện tượng giao thoa cũng tất yếu là một quá trình sóngY-©ng (Thomas Young, 1773 - 1829, nhµ vËt lý ng­êi Anh ) II. Hiện tượng giao thoa ánh sáng1. Thí nghiệm Y – âng về giao thoa ánh sáng- Đèn chiếu sáng Đ - Màn chắn M1 có khe hẹp F- Màn chắn M2 có hai khe hẹp F1 và F2 rất gần nhau và cùng song song với F - Các tấm kính lọc sắc KKa. Dụng cụ thí nghiệm: M2F1, F2Đ M1FM- Màn chắn M như 1 màn ảnh1. Thí nghiệm Y – âng về giao thoa ánh sángb. Tiến hành thí nghiệm- Sö dông ¸nh s¸ng ®¬n s¾c ®á:§ M1FK	 trên màn M xuất hiện những vạch sáng đỏ và tối xen kẽ song song và cách đều nhau M2F1 F2c. Giải thích hiện tượng- Với ánh sáng đơn sắc: FM1M2F1F2 Hai nguồn F1, F2 là hai nguồn kết hợp: có cùng tần số và cùng pha Những vạch sáng là chỗ hai sóng ánh sáng tăng cường lẫn nhau Những vạch tối là chỗ hai sóng ánh sáng triệt tiêu lẫn nhau F1F2aAhd1d2xoidM- Vị trí vân sáng: xk = k ( k = 0; ±1; ±2; ...)- Vị trí vân tối: xk’ = (k’+ ) ( k’ = 0; ±1; ±2; ...)a: khoảng cách 2 khe (m)D: khoảng cách từ 2 khe đến màn (m)λ: bước sóng của ánh sáng đơn sắc (m)2. Vị trí các vân sáng, vân tốiOk = 0k = 1k = - 1Vân sáng trung tâmVân sáng bậc 1x*Thí nghiệm Y-âng với ánh sáng trắng Trên màn M xuất hiện 1 hệ vân nhiều màu với 1 vạch màu trắng ở chính giữa3. Khoảng vânĐịnh nghĩa: là khoảng cách giữa hai vân sáng hoặc hai vân tối liên tiếpVị trí vân sáng xác định như thế nào thông qua khoảng vân i? Công thức: i = 4. Ứng dụng: Đo bước sóng ánh sáng λ bằng công thức iiIII. Bước sóng ánh sáng và màu sắc- Mỗi ánh sáng đơn sắc có một tần số xác định Trong chân không: Trong môi trường trong suốt:- Ánh sáng nhìn thấy:	 là các ánh sáng đơn sắc có bước sóng từ λtím = 380 nm→ λđỏ = 760 nm- Ánh sáng mặt trời:	 là hỗn hợp vô số ánh sáng đơn sắc.Bước sóng của ánh sáng nhìn thấyMàuλ (nm)Đỏ640 - 760Da cam590 - 650Vàng570 - 600Lục500 - 575Lam450 - 510Chàm 430 - 460Tím380 - 440*Nguồn kết hợp trong hiện tượng giao thoa ánh sáng:Hai nguồn phát ra hai sóng ánh sáng có cùng bước sóng.Hiệu số pha dao động của hai nguồn phải không đổi theo thời gianII. Bước sóng ánh sáng và màu sắcCỦNG CỐ BÀI HỌC* Thế nào là hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng* Điều kiện để có hiện tượng giao thoa ánh sáng và mô tả được hình ảnh giao thoa quan sát được * Biểu thức xác định vị trí của vân sáng và vân tối trong thí nghiệm Y-âng* Công thức xác định khoảng vân* Mối liên hệ giữa bước sóng và màu sắc ánh sáng * HiÖn t­îng giao thoa ¸nh s¸ng th­êng gÆp.ACCâu 1: Hai chùm sáng kết hợp nhất thiết phải có cùng biên độcó cùng tần sốcó cùng pha dao độngngược pha dao động123456789100BÀI TẬP CỦNG CỐ	Câu 2: Ánh sáng màu vàng của đèn natri có bước sóng λ bằng	A. 0,589 pm	B. 0,589 nm	C. 0,589 μm	D. 0,589 mm123456789100BÀI TẬP CỦNG CỐCâu 3: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe hẹp bằng 1 mm và khoảng cách từ hai khe đến màn bằng 1 m. Chiếu sáng hai khe bằng ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ = 0,5 μm, hãy xác địnhKhoảng vân i?Vị trí của vân sáng bậc 5?Vị trí của vân tối thứ 2 kể từ vân sáng trung tâm?Tại điểm M cách vân sáng trung tâm 1 mm là vân sáng hay vân tối?BÀI TẬP CỦNG CỐĐáp số bài 3i = 0,5 mmb. xs5 = 5i = 2,5 mmc. xt2 = (1+ ½)i = 0,75 mmd. = 2, do đó k = 2. Vậy M là vân sáng bậc 2Câu 4: Trong một thí nghiệm Y-âng với ánh sáng đơn sắc, người ta đo được khoảng cách giữa 3 vân sáng liên tiếp là 0,6 mm. Xác định khoảng vân i?	A. 0,2 mm	B. 0,3 mm 	C. 0,4 mm 	D. không xác định được 	123456789100BÀI TẬP CỦNG CỐCâu 5: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe hẹp bằng 1 mm và khoảng cách từ hai khe đến màn bằng 2 m. Chiếu sáng hai khe bằng ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ, người ta xác định được khoảng cách từ vân sáng chính giữa đến vân sáng bậc 4 là 4,5 mm. Tìm bước sóng λ?	A. 0,5625 μm	B. 0,7778 μm 	C. 0,8125 μm 	D. 0,6 μm 	123456789100BÀI TẬP CỦNG CỐNHIỆM VỤ HỌC TẬP* Hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng* Hiện tượng giao thoa ánh sáng * Biểu thức xác định vị trí của vân sáng và vân tối trong thí nghiệm Y-âng* Công thức xác định khoảng vân* Bước sóng và màu sắc ánh sáng * Làm bài tập: 4, 5/ 197 SGK Cảm ơn các thầy cô giáo và các em!