BÁO CÁO THÍ NGHIỆM MÔN HỌC BÀI TN QUANG HỌC SÓNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA KHOA HỌC CÔNG NGHỆ TIÊN TIẾN CHƯƠNG TRÌNH TIÊN TIẾN BÁO CÁO THÍ NGHIỆM MƠN HỌC : BÀI TN :QUANG HỌC SĨNG Sinh viên thực : Nguyễn Văn Thìn Lớp: 18ES Ngưới hướng dẫn: PGS.TS LÊ CUNG THÍ NGHIỆM GIAO THOA KẾ MICHELSON Cấu tạo giao thoa kế Michelson: Giao thoa kế Michelson bao gồm: -Hai gương phẳng M1 M2 - Bản chia sóng (SP) -Bản bổ (CP) -Kính cản nhiệt (AC) 2.Bố trí thí nghiệm giao thoa kế giao thoa kế Michelson: 1|Page  Bố trí thí nghiệm: Chiếu chùm tia từ miền vào giao thoa kế.Xác định đường nguồn sáng sau qua chia sóng SP Một phần nguồn sáng di theo đường thứ chiếu thẳng đến gương M1 phản xạ lại SP, Phần lại theo đường thứ hai bị phản xạ lại SP chiếu đến gương M2, sau từ M2 tiếp tục phản xạ lại SP lần Lúc Này, SP có nguồn tia tới(từ M1 M2).Chúng ta xét phần tia phản xạ SP M1 chiếu tới phần tia từ M2 chiếu tới xuyên qua SP Như Hình 2|Page sd SP  Ảnh giao thoa giao thoa kế trường hợp gương giao thoa kế điều chỉnh thành khơng khí mặt song song, nguồn laser khoảng cách hữu hạn so với gương:các khoảng vân vòng tròn đồng tâm Khi dịch chuyển M1để M1’ tiến gần đến M2 khoảng vân tăng lên mà tâm khơng thay đổi điều chỉnh M1 đến M1’ M2 trùng hoàn toàn Trên màu (hình bên dưới) 3|Page Ứng dụng giao thoa kế Michelson- Đo bước sóng ánh sáng:  Hiệu quang lộ P : = 2e*cos(  Hiệu quang lộ tâm H: = 2e  Cường độ sáng P: I(P) = I0 1+ cos( )  Cường độ sáng tâm H: I(H) = I0 1+cos( ) Khi dịch chuyển M1 với vận tốc vtrong khoảng thời gian t thì: e = v*t Lúc cường độ sáng tâm H là: I(H) = I0 1+cos( ) (dạng hình sin với T = ) Dùng cảm biến để đo I(H) sau sửu dụng tiếp nhận số liệu SYSAMSP5 phần mềm 4|Page LatisPro để tiếp nhận số liệu vẽ đồ thị I(C) theo t ta suy T từ T tính bước sóng ánh Laser.(Dưới hình ảnh đồ thị I(C) 5|Page 6|Page THÍ NGHIỆM HIỆN TƯỢNG NHIỄU XẠ Ở VÔ CỰC CỦA ÁNH SÁNG Nhiễu xạ sóng phẳng qua khe hẹp: Bố trí thí nghiệm: Chiếu chùm tia laserdọi tới chắn có đục khe a thay đổi bề rộng Từ từ thay đổi bề rộng khe a quan sát thay đổi ánh sáng qua khe a rộng hẹp Mô tả ảnh nhiễu xạ: Khi a lớn chùm tia thu ảnh giống hệt chùm tia khơng có vật cản Sự thay đổi ảnh nhiểu xạ thay thu nhỏ bề rộng khe a: Vệt sáng lớn dần theo phương vng góc với khe trung tâm vệt sáng điểm sáng xuất vệt sáng thứ cấp đối xứng với qua vệt sáng trung tâm 7|Page Nhiễu xạ cảu sóng phẳng qua cách tử khe: Cách tử khe gì? Là tập hợp N khe hẹp giống nhau, song song cách khảng a Nằm mặt phẳng Bố trí thí nghiệm: Chiếu chùm sáng phẳng đơn sắc vng góc với khe cách tử Quan sát ảnh nhiễu xạ qua khe cách tử 8|Page Mô tả ảnh nhiễu xạ :từ chùm sáng sau qua khe cách tử.chùm sáng bị phân tán thành nhiều vệt sáng cách nhau, nằm dọc theo đường thẳng vng góc với khe Cách tìm vị trí cách tử ứng với góc lệch cực tiểu tia nhiễu xạ ứng với p = 1: Dùng ánh sáng đèn thủy ngân bố trí hình đây: 9|Page Quan sát ảnh nhiễu xạ độ rộng a nhỏ Nhận thấy quan sát xuất vệt sáng hẹp có màu sắc khác nhau(hình đây) Theo hệ thức cách tử: SinθP = sinθi+ p đạo hàm hai vế: cosθP = cosθi với D hàm θi ta có: = –1 10 | P a g e = Góc lệch cực tiểu D qua giá trị cực tiểu Lúc này: θi = - θP thay vào công thức cách tử: Sin(- = sinθi+ p  sin( ) = p (vì D = Dm= -2θi) Dựa vào p a biết trước xác định Dm Xác định bước sóng ánh sáng sử dụng giác kế cách tử: Cách quan sát vạch phổ đèn Hg-Cd giác kế:  Chiếu vào khe F ống chuẩn trực chùm ánh sáng phát từ ngồn sáng  Ánh sáng phát từ nguồn sáng thấu kính hội tụ ống chuẩn trực biến thành chùm tia song song  Khi chùm sáng song song vào lăng kính chúng bị tách thành chùm sáng đơn sắc song song lệch theo phương khác  Quang phổ nguồn sáng thu buồng tối 11 | P a g e Máy đo quang phổ lăng kính Các vạch quang phổ quan sát được: 12 | P a g e 13 | P a g e Phương pháp đo góc lệch cực tiểu tương ứng với vạch phổ yêu cầu giác kế  Trước hết, đặt cách tử vng góc với ống chuẩn trực đặt kính ngắm thẳng hàng với ống chuẩn trực Quan sát thấy vạch phổ bậc p = (màu giống màu đèn hơi)  Quay kính ngắm để đưa vạch phổ bậc trùng với dây chữ thập kính ngắm  Xoay kính ngắm đến nhìn thấy vạch phổ bậc Cần xác định góc lệch cực tiểu , ví dụ vạch phổ màu tím  Xoay cách tử quan sát để tìm vạch phổ màu tím ứng với góc lệch cực tiểu(vị trí vạch phổ dừng lại đổi chiều chuyển động) 14 | P a g e  Điều chỉnh kính ngắm để đưa vạch phổ màu tím bậc nói trùng với chữ thập  Đọc giá trị góc gm1 du xích giác kế  Xác định góc lệch cực tiểu Dm=  Tính bước sóng vạch phổ: = == = 112+ = = 142 + = 15 | P a g e Dm = = 14.75 Ta có : sin(  sin( = )=p => = 4.27 mm 16 | P a g e ... thành chùm sáng đơn sắc song song lệch theo phương khác  Quang phổ nguồn sáng thu buồng tối 11 | P a g e Máy đo quang phổ lăng kính Các vạch quang phổ quan sát được: 12 | P a g e 13 | P a g e Phương... bên dưới) 3|Page Ứng dụng giao thoa kế Michelson- Đo bước sóng ánh sáng:  Hiệu quang lộ P : = 2e*cos(  Hiệu quang lộ tâm H: = 2e  Cường độ sáng P: I(P) = I0 1+ cos( )  Cường độ sáng tâm H: