Bài giảng Nhiễu xạ ánh sáng. Giao thoa ánh sáng

Khi ¸nh n¾ng xuyªn qua mét ®¸m m©y

S
O
V
M
Hãy dự đoán trên thành
VM thu được vết sáng
có đặc điểm gì?

HIỆN TƯỢNG NHIỄU XẠ ÁNH SÁNG
D`
D
S
O
V
Nếu ánh sáng truyền thẳng
Khi gặp mép lỗ, ánh sáng đã
truyền sai lệch với sự truyền
thẳng
Hiện tượng truyền sai lệch so với
sự truyền thẳng khi ánh sáng gặp
vật cản gọi là hiện tượng
nhiễu xạ ánh sáng.
Ánh sáng có tính chất sóng.
Mỗi chùm sáng đơn sắc coi như
một sóng có bước sóng xác định.
M

a. §Þnh nghÜa :
Nhiễu xạ ánh sáng là hiện tượng ánh sáng
không tuân theo định luật truyền thẳng,
quan sát được khi ánh sáng truyền qua lỗ
nhỏ hoặc gần mép những vật trong suốt
hoặc không trong suốt.
1. NhiÔu x¹ ¸nh s¸ng

.M
c
f
λ
=
'
v c
f nf n
λ
λ
= = =
a
b
S
O
V
Sù nhiÔu x¹ ¸nh s¸ng ë lç trßn
b. Giải thích :

Thõa nhËn ¸nh s¸ng cã tÝnh chÊt
sãng


Mỗi chùm sáng đơn sắc là một chùm
sáng có bước sóng và tần số xác định

Liên hệ giữa b$íc sãng cña sãng ¸nh
s¸ng và tần số ánh sáng:
+ trong ch©n kh«ng :
+Trong m«i tr$êng cã chiÕt suÊt n

H×nh
¶nh
nhiÔu
x¹
¸nh
s¸ng
qua
lç
trßn

Trong hiện tượng nhiễu xạ, ánh sáng không đi thẳng mà đi vòng
Trong hiện tượng nhiễu xạ, ánh sáng không đi thẳng mà đi vòng
quanh các chướng ngại vật. Ảnh của một lỗ nhỏ, một khe hẹp , một
quanh các chướng ngại vật. Ảnh của một lỗ nhỏ, một khe hẹp , một
cạnh biên có những vân sáng và tối gọi là vân nhiễu xạ, đó là do sự
cạnh biên có những vân sáng và tối gọi là vân nhiễu xạ, đó là do sự
chồng chất của các sóng ánh sáng bị nhiễu xạ tại mép của lỗ nhỏ
chồng chất của các sóng ánh sáng bị nhiễu xạ tại mép của lỗ nhỏ
hoặc khe hẹp. Hiện tượng NXAS chỉ đáng kể khi đường kính của lỗ,
hoặc khe hẹp. Hiện tượng NXAS chỉ đáng kể khi đường kính của lỗ,
bề ngang của khe cùng cỡ với bước sóng (bằng hoặc lớn hơn vài lần)
bề ngang của khe cùng cỡ với bước sóng (bằng hoặc lớn hơn vài lần)

của ánh sáng. NXAS là một
của ánh sáng. NXAS là một


bằng chứng về tính chất sóng của ánh
bằng chứng về tính chất sóng của ánh
sáng.
sáng.
Nhiễu xạ ánh
sáng
S. Nguồn sáng;
T. Màn chắn; C.
Lỗ nhiễu xạ; M.
Màn hình; H.
Hình nhiễu xạ
qua lỗ nhỏ

Nếu ánh sáng có tính chất sóng th
Nếu ánh sáng có tính chất sóng th
ỡ
ỡ
phải có hiện tợng
phải có hiện tợng
đặc trng của sóng là giao thoa.
đặc trng của sóng là giao thoa.
Vậy hiện tợng giao thoa của sóng ánh sáng sẽ quan
Vậy hiện tợng giao thoa của sóng ánh sáng sẽ quan
sát đợc nh thế nào ?
sát đợc nh thế nào ?

Y-âng
(Thomas Young, 1773 - 1829,
nhà vật lý ng$ời Anh )
Năm 1801 nhà vật lý Y-âng đã thực hiện thí
nghiệm về giao thoa ánh sáng, khẳng định giả
thuyết về sóng ánh sáng




2.Thí nghiệm Iâng về hiện t$ợng giao thoa ánh sáng.
2.Thí nghiệm Iâng về hiện t$ợng giao thoa ánh sáng.
a- Dụng cụ.
a- Dụng cụ.
- Đèn chiếu sáng Đ. - Màn chắn M
1
có khe hẹp S.
- Màn chắn M
2
đặt song song M
1
, có hai khe hẹp
S
1
&S
2
rất gần nhau và cùng song song với S.
b- Tiến trình thí nghiệm.
b- Tiến trình thí nghiệm.
- Sử dụng ánh sáng đơn sắc đỏ.

- Các tấm kính lọc sắc F
Đ
M
1
S
M
2
S
1
S
2
F
*Hiện t$ợng quan sát đ$ợc.
Có một vùng sáng hẹp trong đó xuất hiện những
vạch sáng đỏ và những vạch tối xen kẽ nhau đều đặn.

Sử dụng ánh sáng trắng.
Sử dụng ánh sáng trắng.
*Hiện t$ợng quan sát đ$ợc
*Hiện t$ợng quan sát đ$ợc.
Một vạch sáng trắng ở chính giữa, hai bên có những dải màu
nh3 cầu vồng, tím ở trong, đỏ ở ngoài.
Ta gọi những vạch sáng tối ở trên là
Vân giao
thoa

c. Giải thích hiện t$ợng.
c. Giải thích hiện t$ợng.
Chỉ có thể giải thích bằng sự giao thoa 2 sóng.
S

M
1
M
2
S
1
S
2
- Hai nguồn S
1
và S
2
là hai nguồn sóng kết hợp
+ Những vạch sáng là tập hợp của những điểm có biên độ
dao động tổng hợp ( dao động 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 đơn sắc.
* Với ánh sáng đơn sắc.

Víi nguån s¸ng tr¾ng.
Víi nguån s¸ng tr¾ng.
- ¸nh s¸ng
tr¾ng lµ tËp
hîp cña v« sè
c¸c ¸nh s¸ng
®¬n s¾c kh¸c
nhau cã mµu

biÕn thiªn liªn
tôc tõ ®á ®Õn
tÝm.
o
V©n tr¾ng chÝnh gi÷a

Hiện t$ợng giao thoa ánh sáng th$ờng gặp.
- ánh sáng phản xạ trên các váng dầu, mỡ, mặt đĩa CD
hoặc bong bóng xà phòng có màu sắc sặc sỡ.
S
A
B
C

Hiện t$ợng giao thoa ánh sáng là một bằng
chứng thực nghiệm quan trọng khẳng định ánh
sáng có tính chất Sóng.
3. Kết luận.
3. Kết luận.

Câu tiếp theo
Câu hỏi 1
Kết luận quan trọng nhất rút ra từ thí nghiệm Iâng là?
A- ánh sáng trắng là hỗn hợp của vô số các ánh sáng đơn sắc khác
nhau có màu biến thiên liên tục từ đỏ đến tím.
B - Là bằng chứng thực nghiệm quan trọng khẳng định ánh sáng có
tính chất sóng.
C - Giải thích đ$ợc sự hình thành vân sáng xen kẽ vân tối đều đặn,
khi làm thí nghiệm với ánh sáng đơn sắc và dải sáng màu biến đổi
liên tục khi làm thí nghiệm với ánh sáng trắng.

A
B
C
Hãy chọn đáp án đúng

Ch$a đúng, hãy đọc lại câu hỏi.
A
Câu hỏi 2
Kết luận quan trọng nhất rút ra từ thí nghiệm Iâng là?
A- ánh sáng trắng là hỗn hợp của vô số các ánh sáng đơn sắc khác
nhau có màu biến thiên liên tục từ đỏ đến tím.
B - Là bằng chứng thực nghiệm quan trọng khẳng định ánh sáng có
tính chất sóng.
C - Giải thích đ$ợc sự hình thành vân sáng xen kẽ vân tối đều đặn,
khi làm thí nghiệm với ánh sáng đơn sắc và dải sáng màu biến đổi
liên tục khi làm thí nghiệm với ánh sáng trắng.
Kết quả

B
Rất tốt, hoàn toàn chính xác.
Câu hỏi 3
Kết luận quan trọng nhất rút ra từ thí nghiệm Iâng là?
A- ánh sáng trắng là hỗn hợp của vô số các ánh sáng đơn sắc khác
nhau có màu biến thiên liên tục từ đỏ đến tím.
B - Là bằng chứng thực nghiệm quan trọng khẳng định ánh sáng có
tính chất sóng.
C - Giải thích đ$ợc sự hình thành vân sáng xen kẽ vân tối đều đặn,
khi làm thí nghiệm với ánh sáng đơn sắc và dải sáng màu biến đổi
liên tục khi làm thí nghiệm với ánh sáng trắng.
Kết quả

Ch$a chính xác.
C
Câu hỏi 4
Kết luận quan trọng nhất rút ra từ thí nghiệm Iâng là?
A- ánh sáng trắng là hỗn hợp của vô số các ánh sáng đơn sắc khác
nhau có màu biến thiên liên tục từ đỏ đến tím.
B - Là bằng chứng thực nghiệm quan trọng khẳng định ánh sáng có
tính chất sóng.
C - Giải thích đ$ợc sự hình thành vân sáng xen kẽ vân tối đều đặn,
khi làm thí nghiệm với ánh sáng đơn sắc và dải sáng màu biến đổi
liên tục khi làm thí nghiệm với ánh sáng trắng.
Kết quả

Trong thí nghiệm I âng, năng l3ợng ánh sáng:
A. Không đ3ợc bảo toàn, vì vân sáng lại sáng hơn nhiều so
với khi không có giao thoa.
B. Không đ3ợc bảo toàn vì, ở chỗ vân tối ánh sáng cộng ánh
sáng lại thành bóng tối.
C. Vẫn đ3ợc bảo toàn, nh3ng đ3ợc phân phối lại, phần bớt ở
chỗ vân tối đ3ợc chuyển sang cho vân sáng.
Hãy chọn đáp án đúng
A
B
C
Câu hỏi 5

Trong thí nghiệm I âng, năng l3ợng ánh sáng:
A- Không đ3ợc bảo toàn, vì vân sáng lại sáng hơn nhiều so
với khi không có giao thoa.

B- Không đ3ợc bảo toàn vì, ở chỗ vân tối ánh sáng cộng ánh
sáng lại thành bóng tối.
C- Vẫn đ3ợc bảo toàn, nh3ng đ3ợc phân phối lại, phần bớt ở
chỗ vân tối đ3ợc chuyển sang cho vân tối
Ch$a chính xác.
A
Câu hỏi 6
Kết quả

Trong thí nghiệm I âng, năng l3ợng ánh sáng:
A- Không đ3ợc bảo toàn, vì vân sáng lại sáng hơn nhiều so
với khi không có giao thoa.
B- Không đ3ợc bảo toàn vì, ở chỗ vân tối ánh sáng cộng ánh
sáng lại thành bóng tối.
C- Vẫn đ3ợc bảo toàn, nh3ng đ3ợc phân phối lại, phần bớt ở
chỗ vân tối đ3ợc chuyển sang cho vân tối
Rất đáng tiếc, ch$a chính xác.
B
Câu hỏi 7
Kết quả

Trong thí nghiệm I âng, năng l3ợng ánh sáng:
A- Không đ3ợc bảo toàn, vì vân sáng lại sáng hơn nhiều so
với khi không có giao thoa.
B- Không đ3ợc bảo toàn vì, ở chỗ vân tối ánh sáng cộng ánh
sáng lại thành bóng tối.
C- Vẫn đ3ợc bảo toàn, nh3ng đ3ợc phân phối lại, phần bớt ở
chỗ vân tối đ3ợc chuyển sang cho vân sáng
Kết quả
C

Rất xuất sắc.
Câu hỏi 8