Quyet dinh quy dinh cong nhan sang kien doc CHUYÊN ĐỀ GIAO THOA ÁNH SÁNG A MỞ ĐẦU 1 Lí do chọn đề tài Hiện nay các chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi về Giao thoa ánh sáng đã được một số sách viết, tuy[.]
CHUYÊN ĐỀ: GIAO THOA ÁNH SÁNG A MỞ ĐẦU Lí chọn đề tài Hiện chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi Giao thoa ánh sáng số sách viết, nhiên nhận thấy tập chưa nhiều nhiều sách khác nhau, hệ thống tập chưa tập trung thành chuyên đề dạng bài, hệ thống tập cũ, sử dụng dạng để thi học sinh giỏi, có nhiều dạng tập hay chưa cập nhật Đây vấn đề khó, tài liệu nhiên khả người viết có nhiều hạn chế, nên khơng tránh khỏi khiếm khuyết, mong bạn đọc thông cảm Mục tiêu đề tài Mục tiêu kiến thức chuyên đề tập trung giải toán giao thoa khe Iâng giao thoa xảy mỏng, xây dựng hệ thống công thức đơn giản cơng thức tính khoảng vân giao thoa khe Iâng, nêm khơng khí cơng thức tính bán kính vân trịn Niwton để giải tốn đơn giản chương trình ơn thi học sinh giỏi Đồng thời giúp người dạy học chuyên đề thuận lợi việc xây dựng hệ thống kiến thức tổng hợp, dạng tập bổ sung cho phù hợp kỳ thi giải tập giao thoa với khe Iâng giao thoa xảy mỏng kỳ thi học sinh giỏi B NỘI DUNG I Sự giao thoa ánh sáng - Quang trình ( n.l ) tia sáng tích chiều dài đường ( l )với n chiết suất ( n ) môi trường truyền ánh sáng ∆ = ∑ nil1 i =1 Điều kiện có cực đại cực tiểu giao thoa - Cực đại: ∆ = k λ - Cực tiểu: ∆ = (k + )λ 2 Các loại giao thoa 2.1 Giao thoa vân không định xứ Màn đặt vị trí vùng giao thoa ta hứng vân giao thoa 2.2 Giao thoa định xứ Nhìn vào bề mặt váng dầu, mỡ bong bóng xà phòng, ta thường thấy quầng mầu rực rỡ Đó vân giao thoa mỏng Các vân xuất mặt mỏng nằm vị trí xác định Đó vân định xứ Ta giải thích giao thoa ánh sáng váng dầu Một vùng nhỏ váng dầu coi lớp mỏng có chiết suất n có hai mặt phẳng làm với góc α nhỏ, tạo thành nêm dầu Nguồn sáng nguồn sáng trắng rộng xa điểm mà ta quan sát váng dầu Mắt người quan sát nằm xa điểm Từ điểm S đến Vào mắt 2 C Một tia sáng đơn sắc ( λ ) phát từ điểm sáng S nguồn, chiếu tới mặt nêm (tia số 1) Tia khúc xạ, truyền vào nêm, phản xạ mặt nêm, trở lại mặt điểm C, ngồi khơng khí Góc ló góc tới Một tia sáng đơn sắc thứ hai ( λ ) phát từ S (tia số 2) chiếu đến mặt nêm C, gặp tia số giao thoa với (vì hai tia kết hợp) Tín hiệu trạng thái giao thoa truyền tới mắt theo chùm tia hẹp1,2 Một vùng nhỏ váng dầu quanh điểm C coi mặt song song có bề dày d Các tia tới coi song song với nhau, với góc tới i Hai tia vào mắt coi trùng i H A d C r B Hiệu quang trinh hai tia là: λ Δ=(AB+BC).n -(HC- ) Lưu ý: Khi phản xạ môi trường chiết quang quang trình giảm Với AB = BC = λ d ; HC = 2d t anr.sin i = n.sinr; cosr Tia số bị nửa bước sóng phản xạ từ khơng khí dầu Chính hiệu quang trình hai tia sáng định trạng thái giao thoa hai tia λ λ Kết quả: Δ=2d n − sin i + = 2d cos r + 2 Nếu ∆ = k λ , ( k = 1,2,3 ) ta thấy có cực đại tia sáng có bước sóng λ Nếu ∆ = (k + )λ hay 2d n − sin i = k λ (k = 1,2,3 ) có cực tiểu giao thoa ánh sáng Khi thay đổi điểm quan sát C d i thay đổi chậm, đó, vùng cực đại giao thoa chiếm khoảng tương đối rộng mặt váng dầu Một số trường hợp l Bản hai mặt song song: Hệ vân vơ Nêm: Nêm có dạng hai mặt phẳng giao (HV), cực đại giao thoa có dạng giải sáng màu, nằm song song cạnh nêm Cực tiểu giao thoa có dạng vạch tối nằm song song với cạnh nêm cách + Ngay cạnh nêm vân tối d = → ∆ = + Nếu r nhỏ → cosr =1→ ∆ =2nd+ λ → vân tối λ + Nếu quan sát theo phương vng góc với mặt nêm, khoảng cách hai vân tối liên tiếp là: l = λ 2nα Biết λ n; đo l , ta tính α Đây phương pháp thường dùng để đo góc nhỏ hai mặt lớp mỏng Nếu nguồn phát ánh trắng mặt nêm xuất giải màu sặc sỡ , tương đối rộng Các mỏng dụng cụ tiện lợi cho việc nghiên cứu màu sắc ánh sáng Vân tròn Newton Thiết bị tạo vân trịn Newton gồm thấu kính hội tụ, mặt phẳng, mặt cầu, đặt thủy tinh phẳng (HV) Mặt cầu thấu kính tiếp xúc với thủy tinh Lớp khơng khí nằm xen kẽ thấu kính thủy tinh tạo mỏng khơng khí Xét trường hợp chúm sáng song song, đơn sắc, chiếu vng góc vào mặt phẳng thấu kính Hiệu quang trình tia sáng phản xạ mặt tia sáng phản xạ mặt lớp khơng khí, điểm có bề dày d Δ=2d+ λ Tia phản xạ mặt bị nửa bước sóng Tất điểm nằm mặt cầu ứng với bề dày d tạo thành vân giao thoa có dạng trịn Gọi r bán kính vân, R bán kính mặt cầu, ta có: r = d (2 R − d ) ≈ Rd với d