Tiểu luận môn vật lý Hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng

HIỆN TƯỢNG
NHIỄU XẠ ÁNH
SÁNG
THÀNH VIÊN CỦA
NHÓM:
PHẠM THỊ HỒNG NHI
NGUYỄN THANH NHỰT
LÊ NGỌC NHẬT QUANG
HUỲNH LÂM THIỆN
PHẠM THỊ THƠM
-LÀ HIỆN TƯỢNG TIA SÁNG BỊ LỆCH KHỎI
PHƯƠNG TRUYỀN THẲNG KHI GẶP VẬT
CẢN CÓ KÍCH THƯỚC NHỎ.
Dùng nguyên lý Huygens – Fresnel
giải thích hiện tượng nhiễu xạ ánh
sáng
+PHƯƠNG PHÁP ĐỚI CẦU
FRESNEL:
Định nghĩa: Xét nguồn sáng điểm S phát ra ánh sáng đơn
sắc bước sóng λ và điểm M được chiếu sáng.
-
Dựng mặt cầu tâm S bán kính R
-
Dựng các mạt cầu tâm M bán kính b, b+λ/2, b+2λ/2,….
-
Các mặt cầu tâm M chia mặt cầu tâm S thành các đới cầu
TÍNH CHẤT
-Diện tích các đới cầu bằng nhau:

- Bán kính của đới cầu thứ k:
- Theo nguyên lý Huygens mỗi đới cầu đều thành
nguồn phát sáng thứ cấp, gọi a
k
là biên độ dao động
sáng thứ k gửi đến M, a
1
> a
2
> a
3
> …., khi k →∞ thì a
k

→ 0.
- Khoảng cách 2 đới cầu kế tiếp là λ/2, hiệu pha của 2
đới cầu kế tiếp gửi đến M ngược pha nhau. Biên độ
dao động sáng tại M: a = a
1
– a
2
+ a
3
– a
4
+ a
5
-…
-Coi gần đúng:
λ

π
bR
Rb
S
+
=∆
k
bR
Rb
r
k
+
=
λ
)(
2
1
11 +−
+=
kkk
aaa
BIÊN ĐỘ DAO ĐỘNG SÁNG TỔNG HỢP TẠI
M:
A = A
1
–A
2
+ A
3
– A

4
+….±A
N






−≈−
++






+−+






+−+=
−
22
2

22222

1
5
4
33
2
11
n
n
n
n
a
a
a
a
a
a
aa
a
aa
a
22
1
n
a
a
a ±=
LẤY DẤU + NẾU LÀ LẺ, DẤU – NẾU N CHẴN
*KHI KHÔNG CÓ LỖ TRÒN AB HOẶC KÍCH
THƯỚC AB LỚN THÌ N→∞, CƯỜNG ĐỘ SÁNG
TẠI M

4
2
1
2
0
a
aI ==
22
1
n
a
a
a ±=
*KHI AB CHỨA SỐ LẺ ĐỚI CẦU
2
11
2222






+=→+=
nn
a
a
I
a
a

a
I > I
0
, đặc biệt nếu chứa 1 đới a =a
1
, I = 4I
0
,
sáng nhất
* Khi AB chứa số chẵn đới cầu
2
11
2222






−=→−=
nn
a
a
I
a
a
a
I < I
0
, đặc biệt nếu chứa 2đới a = a

1
-

a
2
, I = 0 ,
tối nhất
1 – B trí thí nghi m:ố ệ
b
O
R
Nhiễu xạ của sóng cầu qua lỗ tròn nhỏ
Xét nguồn sáng điểm S phát ra ánh sáng đơn sắc bước
sóng .
λ qua lỗ tròn nhỏ AB đến điểm M.
Dựng mặt cầu tâm S tựa vào AB
Dựng các đới cầu Fresnel
Gỉa sử lỗ tròn AB chứa n đới cầu.
2 – Phân b c ng đ nh nhi u x :ố ườ ộ ả ễ ạ
Ảnh nx có tính đối xứng
tâm M.
Tâm M có lúc sáng, lúc
tối, tùy theo bán kính lỗ
tròn và khoảng cách từ
lỗ tròn tới màn quan sát.

3 – Gi i thích k t qu b ng pp đ i c u ả ế ả ằ ớ ầ
Fresnel:
2 2 2 2 2
k k k

r R (R h ) (b k ) (b h )
2
λ
= − − = + − +
k
k b
h
2(R b)
λ
⇒ =
+
k k
k Rb
r 2Rh
R b
λ
≈ =
+
Rb
S
R b
πλ
∆ =
+
k k
R b
S h .2 R k.
R b
π λ
⇒ = π =

+
Di n tích c a m i đ i ệ ủ ỗ ớ
c u:ầ
Bán kính c a đ i c u th k:ủ ớ ầ ứ

1 – Thí nghi m:ệ
O
b
K t qu :ế ả
Tâm nh nx ả
luôn có m t ộ
ch m sáng ấ
(ch m sáng ấ
Fresnel)

2 – Gi i thích k t qu :ả ế ả
m+1
O
b
M
Giả sử đĩa tròn chắn hết m đới cầu
Fresnel thì biên độ sáng tại M chỉ
do các đới cầu thứ m +1, m +2, …
gởi tới.
1 m m 1 m 1
M
a a a a a
a
2 2 2 2 2
+ ∞ +

= ± + ± =
2
2
m 1
M
a
I a
2
+
 
= =
 ÷
 
Cường
độ sáng
Vậy tại M luôn
là điểm sáng.
BIÊN ĐỘ DAO ĐỘNG SÁNG TẠI M:
A = A
M+1
–A
M+2
+A
M+3
–A
M+4
+…
Nếu đĩa che mất ít đới thì a
m+1
không khác a

1
mấy, tại M
sáng đặc biệt nếu đĩa che 1 đới thì tại M sáng nhất.

222
3
2
11
+






+−+=
+
+
++ m
m
mm
a
a
aa
a
2
1+
=
m
a

a

Cám n cô ơ
và các b n ạ
đã chú ý l ng ắ
nghe