Chương 6: Giao thoa ánh sáng ppt

6.1 CƠ SỞ CỦA QUANG HỌC SÓNG
6.2 KHÁI NIỆM VỀ GTAS, ĐK CÓ GT
6.3 GIAO THOA BỞI 2 NGUỒN ĐIỂM
6.4 GIAO THOA DO PHẢN XẠ
6.5 GIAO THOA BỞI BẢN MỎNG
6.6 ỨNG DỤNG HIỆN TƢỢNG GTAS
6.1 CƠ SỞ CỦA QUANG HỌC SÓNG
_ Quang học sóng: nghiên cứu về …………, sự
………… và ………… của ánh sáng với môi
trƣờng vật chất dựa trên cơ sở tính chất sóng của
ánh sáng.
_ Quang lộ của ánh sáng trong thời gian t là
quãng đƣờng ánh sáng truyền đƣợc trong chân
không trong khoảng thời gian đó:
L 
A
B
s
L 
Trong môi trƣờng đồng tính có chiết suất n, ta có:
Quang lộ:
Môi trƣờng có chiết suất thay đổi liên tục:
Qua nhiều môi trƣờng có chiết suất n
1
, n
2
, …
B
A
L n.ds


ii
L n s

A
B
s
1

s
2

s
3

ds
A
B
6.1 CƠ SỞ CỦA QUANG HỌC SÓNG


Hàm sóng:
O
0
E Asin t
M
2L
E Asin( t )

  


M
Sóng tại M luôn trễ pha hơn
sóng tại nguồn một lƣợng:
6.1 CƠ SỞ CỦA QUANG HỌC SÓNG
dS
2
EP
I kA
S.t S
  
Cƣờng độ sáng:
Nguyên lí chồng chất ánh sáng:
_ Các sóng riêng biệt không bị nhiễu loạn khi
gặp nhau.
_ Tại những điểm gặp nhau, dao động sóng
bằng …… các dao động thành phần.
6.1 CƠ SỞ CỦA QUANG HỌC SÓNG
_ Sau khi gặp
nhau các sóng
ánh sáng vẫn
truyền đi nhƣ
cũ.
Nguyên lí Huygens: Bất kỳ một điểm nào nhận
đƣợc sóng ánh sáng truyền đến đều trở thành
nguồn sáng ………… phát ás về phía trƣớc nó.

6.1 CƠ SỞ CỦA QUANG HỌC SÓNG
6.2 KHÁI NIỆM VỀ GTAS, ĐIỀU KIỆN CÓ GT
1 - Giao thoa là sự tổng hợp của hai hay nhiều
ánh sáng …………tạo ra những điểm cƣờng độ

sáng đƣợc tăng cƣờng hoặc giảm bớt.
2 - Điều kiện có giao thoa là: các sóng tới phải là
sóng ………… (cùng ………, hiệu số pha không
đổi theo thời gian).
3 – Nguyên tắc tạo ra 2 sóng kết hợp: Tách sóng
phát ra từ một nguồn duy nhất thành 2 sóng,
sau đó lại cho chúng gặp nhau (khe Young,
gƣơng Fresnel,…).
_ Hai nguồn riêng biệt thông thƣờng không có
tính kết hợp).
TẠO HAI NGUỒN KẾT HỢP
P
S
2

S
1

S
E

O
Vùng
GT
KHE YOUNG
GƢƠNG FRESNEL

S
Maøn chaén
G

2

G
1

E
O
Vùng
GT
S
2

S
1

I
TẠO HAI NGUỒN KẾT HỢP
r
1

6.3 GIAO THOA BỞI 2 NGUỒN ĐIỂM
Sơ đồ thí nghiệm khe Young
B
O
y
M
r
2

1

1
2L
E (M) Asin( t )

  

2
2
2L
E (M) Asin( t )

  

O
1

O
2

12
00
E E Asin t  
Độ lệch pha:
12
2 ( )LL






Tổng hợp hai sóng

2
3
0
6.3 GIAO THOA BỞI 2 NGUỒN ĐIỂM
_ Đạt CĐ khi hiệu pha bằng:
_ Đạt CT khi hiệu pha bằng:
0

2
3
Điều kiện Cực đại, Cực tiểu:
6.3 GIAO THOA BỞI 2 NGUỒN ĐIỂM
Điều kiện giao thoa
cực đại
cực tiểu
12
LL
12
LL
12
2 (L L )


12
2 (L L )


_Độ lệch pha:

12
2 ( )LL





Điều kiện Cực đại, Cực tiểu:
6.3 GIAO THOA BỞI 2 NGUỒN ĐIỂM
k 0, 1, 2, 3,    
Vị trí vân sáng
Vị trí vân tối
s
D
yk


t
1D
y (k )
2


r
1

B
O
y
y

M
r
2

O
1

O
2

D

H
M
1 2 1 2 1
y
L L r r O H .tg
D
      
6.3 GIAO THOA BỞI 2 NGUỒN ĐIỂM
_ Với k = 0  y
s
= 0: gốc O
trùng với vân cực đại giao
thoa (vân sáng trung tâm).
_ Khoảng vân: là khoảng
cách giữa vân sáng (hay 2
vân tối) kế tiếp:
D
i



O
y
M
i
VSTT
i
Giao thoa với ánh sáng trắng
O
y
M
VSTT
- Vân trung tâm có màu trắng.
- Hai bên có các dải màu biến
đổi liên tục, viền tím bên
trong, đỏ bên ngoài.
- Vùng tím của quang phổ bậc
3 có thể phủ lên vùng đỏ của
quang phổ bậc 2.
6.3 GIAO THOA BỞI 2 NGUỒN ĐIỂM
6.4 GIAO THOA DO PHẢN XẠ
Thí nghiệm của Lloyd
_ Những điểm M mà lí thuyết dự đoán là sáng
thì lại tối và ngƣợc lại.
D
O
1

M

O
2

 chứng tỏ pha của sóng phản xạ đã thay đổi
một lƣợng  khi ánh sáng phản xạ trên bề mặt
môi trƣờng có chiết suất lớn hơn môi trƣờng tới.
 tia phản xạ dài thêm một đoạn λ/2 .
6.5 GIAO THOA BỞI BẢN MỎNG
1. Bản mỏng có bề dày thay đổi
d
r
i
B
C
M
R
O
22
12
L L 2d n sin i
2

   
_ Hiệu quang lộ:
Cực đại:
Cực tiểu:
12
L L k  
12
1

L L (k )
2
   



C
M
d
I
L

1


2


1

12
L L 2d
2

  
Vị trí vân tối:
t
dk
2



(k = 0,1,2,…)
s
1
dk
22





Vị trí vân sáng:
(k = 1,2,3… )
6.5 GIAO THOA BỞI BẢN MỎNG
Cạnh nêm là vân tối (k = 0)
1.a. Nêm không khí



Ví dụ: Chiếu chùm ás đơn sắc có λ=0,6m vuông
góc với mặt dƣới của nêm không khí. Khoảng
cách giữa 4 vân sáng kế nhau là 1,8mm. Tính góc
nghiêng  của nêm.

d
Giải
6.5 GIAO THOA BỞI BẢN MỎNG
1.b Vân tròn Newton
O
R

M
d
k

r
k

H
C
r
k

6.5 GIAO THOA BỞI BẢN MỎNG
O
R
d
k

r
k

H
C
2 2 2
k k k
r R (R d ) 2Rd   
k
r k.R
k =1, 2, 3,…
r

k

t
dk
2


Vị trí vân tối:
_ Bán kính vân tối thứ k:
s
1
dk
22





Vị trí vân sáng:
6.5 GIAO THOA BỞI BẢN MỎNG
1.b Vân tròn Newton


12
L L 2d
2

  
M
2. Bản mỏng có bề dày không đổi

i
i
n d
M
F
22
12
L L 2d n sin i
2

   
Vân sáng 
12
1
L L (k )
2
   
12
L L k  
6.5 GIAO THOA BỞI BẢN MỎNG
_ Vân giao thoa là
những vòng tròn
sáng, tối xen kẽ
trên tiêu diện của
TK, có tâm F (vân
cùng …………….)
Vân tối 
3. Hình ảnh giao thoa trong tự nhiên:
6.5 GIAO THOA BỞI BẢN MỎNG
6.6 ỨNG DỤNG HIỆN TƢỢNG GIAO THOA AS

_ Khử phản xạ các mặt kính
_ Kiểm tra phẩm chất các mặt quang học
_ Đo chiết suất của chất lỏng, khí – giao
thoa kế Rayleigh
_ Đo khoảng cách, độ dài – giao thoa kế
Michelson
_ Toàn kí.