lý thuyết chương 5sóng ánh sángvật lý 12

còn 7 ngày nữa là kì thi thpt quốc gia 2023 sẽ đến, mình gửi các bạn lý thuyết của 7 chương vật lý 12, vì đề thi 75% là lý thuyết và tính toán đơn giản nên các bạn cần học chắc các kiến thức cơ bản để có kết quả thật tốt chúc các bạn thành công

CHƯƠNG V: SÓNG ÁNH SÁNG I TÁN SẮC ÁNH SÁNG Đối với lăng kính sin i n sin r sin i ' n sin r '   r  r '  A   D i  i ' A - Cơng thức lăng kính: Với i, i’ góc tới góc ló; A góc chiết quang; D góc lệch tạo tia tới tia ló D  n  1 A - Trường hợp góc nhỏ: - Góc lệch cực tiểu: + Khi có góc lệch cực tiểu, đường tia sáng đối xứng qua mặt phân giác góc chiết quang + Kí hiệu góc lệch cực tiểu Dmin, góc tới ứng với góc lệch cực tiểu imin, ta có: A  r '  r     Dmin 2imin  A  D A A sin n sin 2  - Góc lệch hai tia sáng đơn sắc qua lăng kính (chiết suất lăng kính lần D  n1  n2  A  Dđt  nt  nđ  A lượt n1 n2 (n1 > n2)): - Bề rộng quang phổ liên tục chắn đặt phía sau lăng kính cách lăng kính ÐT d  tanDt  tan Dđ  d A  nt  nđ  khoảng d: (góc nhỏ tan D D  A  n  1 ) Với nt nđ chiết suất ánh sáng tím ánh sáng đỏ lăng kính A tính radian Tán sắc từ mơi trường sang môi trường khác * Nếu dùng ánh sáng đơn sắc thì: - Màu đơn sắc khơng thay đổi (vì f khơng đổi) - Bước sóng đơn sắc thay đổi Vận tốc bước sóng ánh sáng mơi trường có chiết suất n: c  v  ; n  n Trong c n vận tốc bước sóng ánh sáng chân không sin i n2  n21 hay n1 sin i n2 sin r s inr n1 - Dùng định luật khúc xạ để tìm góc khúc xạ: - Nếu ánh sáng từ môi trường chiết quang lớn sang môi trường chiết quang nhỏ phải  sin igh  n2 n1 xác định igh: * Nếu dùng ánh sáng trắng thì: - Có tượng tán sắc xuất chùm quang phổ liên tục - Các tia đơn sắc bị lệch, so với phương tia tới thì: + Tia đỏ lệch + Tia tím lệch nhiều Thang sóng điện từ 10 11 m 10 m 0, 4 m0,75 m0, 001m  m   f  Hz  Tia gama Tia X Tia tử ngoại Ánh sángTia trắng hồng ngoại Sóng vơ tuyến II GIAO THOA ÁNH SÁNG Gọi khoảng cách hai khe S1S2 a, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến chắn D, bước S2 sóng ánh sáng  a Cơng thức S1 - Hiệu đường điểm có tọa độ x màn: ax d d  d1  D d1 x d2 O D  Vân sáng: d k  ; Vân tối: x k - Vị trí vân sáng: Vân sáng bậc n với 1  d  k    2  D ki a k n D i   D x  k    2k  1  2k  1 2a  2 a - Vị trí vân tối: + k > 0: vân tối thứ n ứng với k = n – + k < 0: vân tối thứ n ứng với k = - n Ví dụ: vân tối thứ ứng với k = -5 k = D i  xtk  Nhớ: xsk  xs (k  1) xtn  n  0,5  i a [Chú ý đơn vị:  ( m); D(m); a(mm)  i(mm) ]  D - Bước sóng ánh sáng: - Khoảng vân: f  - Tần số xạ: c  i d n - Khoảng cách n vân sáng liên tiếp d thì: - Khoảng cách vân sáng bậc k là: 2ki Số vân sáng, tối a Tính số vân sáng tối đoạn AB có tọa độ xA xB xA < xB - Số vân sáng đoạn AB số nghiệm k (nguyên) thỏa mãn hệ thức: x A ki  xB - Số vân tối đoạn AB số nghiệm k (nguyên) thỏa mãn hệ thức: 1  x A  k   i  xB 2  k Z Lưu ý: Tọa độ xA, xB âm dương tùy vị trí A B trục tọa độ b Xác định số vân sáng, vân tối vùng giao thoa (trường giao thoa) có bề rộng L (đối xứng qua vân trung tâm) éù L N 2êú + S= êú i ëû + Số vân sáng (là số lẻ): é ù L ê+ ú N ,5 t= ê ú i ë û + Số vân tối (là số chẵn): Trong [x] phần ngun x Ví dụ: [6] = 6; [5,05] = 5; [7,99] = Xác định xem điểm M vùng giao thoa có vân sáng (bậc mấy) hay vân tối ta tính khoảng vân i lập tỉ số: + Tại M có vân sáng khi: x M OM  i i x M OM  i i để kết luận: = k, →đó vân sáng bậc k xM i + Tại M có vân tối khi: = k + 0,5 → tối bậc k+1 ( k  N ) Khoảng cách hai vân: x x  xlon  xnho - Cùng bên so với vân sáng TT: x  x x lon nho - Khác bên so với vân sáng TT: Giao thoa môi trường suốt có chiết suất n thì: - Bước sóng khoảng vân: - Vị trí vân sáng: xs = l = c f Với , i= khơng khí (n=1) D a : ln= l D i l Þ in = n = n a n D k a.n - Vị trí vân tối: xt = (k + D 0,5) a.n Bước sóng khoảng vân tiến hành thí nghiệm giao thoa Bức xạ trùng (sử dụng 2, 3, xạ) a Vân sáng trùng màu vân trung tâm * Khi sử dụng hai ánh sáng đơn sắc: vân sáng trùng màu vân trung tâm, khi: D D k  p xs  xs  k1 k2    a a k2 1 n  k1 , k2  Z   + Cặp số nguyên nhỏ nhất: trùng lần + Cặp số nguyên trùng lần 2, 3… Vị trí hai vân sáng hai xạ trùng nhau: x  xs1  pi1 x x ni s2  * Nếu sử dụng ba ánh sáng đơn sắc trở lên, ta làm sau: Bước 1: Các vân sáng trùng nhau, khi: k1λ1 = k2λ2 = k3λ3 = = knλn k1i1 = k2i2 = k3i3 = = knin k1a = k2b = k3c = = knd Bước 2: Tìm BSCNN a,b,c,d (với hai bước sóng ta lập tỉ số tìm ln k1 k2) Lưu ý: Có thể sử dụng MT bỏ túi để tìm BSCNN: Bấm LCM(a,b,c,d) = k1  BSCNN BSCNN ; k2  a b ; k3  BSCNN BSCNN ; k4  c d Bước 3: Tính: Khoảng cách gần nhất: + vân sáng trùng nhau: xs min k1.i1 k2 i2 k3 i3 k4 i4 + vân tối trùng nhau: xt min (k1  0,5).i1 (k2  0,5).i2 (k3  0,5).i3 N q /sát  N tínhtốn  N trùng  Số vân sáng quan sát được:  b Các vân tối hai xạ trùng 1 D k k Giả sử: xT11  xT22   2k1  1 2a 2k  2 p     2k2  1 q  2k  1 2 D 2a 2k1   p  2n  1  2k2  q  2n  1 xt   xTk1  p  2n  1 1 D 2a Vị trí vân tối trùng nhau: c Vân sáng xạ trùng với vân tối xạ  Giả sử: xsk11  xTk22  k1i1  2k  1   i2  k1 i  p  2k2  q  2n  1      2k2  2i1 21 q   k1  p  2n  1 Vị trí vân sáng trùng vân tối: x  xSk1  p  2n  1 i1 Giao thoa với ánh sáng trắng: Đối với ánh sáng trắng - Bề rộng vân sáng (quang phổ) bậc k: xk    0,38 m 0, 76 m  kD  đ  t  k  iđ  it  a - Bề rộng vùng phủ quang phổ bậc quang phổ bậc 3: x23  xsd2  xst3  D  2d  3t  a x k * Ánh sáng đơn sắc có vân sáng điểm xét: 0,38 m  k xác định từ bất phương trình: * Ánh sáng đơn sắc có vân tối điểm xét: D xa   a kD xa 0, 76  m kD (Bấm Mode 7)  D xa  x  k     1 2 a   k  D 2  xa 0, 38 m  0, 76  m 1  k  D 2  k xác định từ bất phương trình (Bấm Mode 7) Lưu ý: Vị trí có màu màu với vân trung tâm vị trí trùng tất vân sáng xạ thành phần có nguồn sáng M Giao thoa ánh sáng Y-âng có đặt thêm mặt song S1 e d1 x0 song có bề dày e, chiết suất n, hệ vân dịch chuyển I d2 a e(n  1) D x0  a phía có song song đoạn: O S2 Dịch chuyển nguồn sáng S khe sáng S1, S2 Gọi: D khoảng cách hai khe tới D’ khoảng cách từ nguồn sáng đến hai khe - Khi nguồn sáng S di chuyển theo phương song song với S1S2 hệ vân dịch chuyển ngược chiều, khoảng vân i không d đổi độ dời hệ vân là: D x0  y D D x D’ (với y độ dịch chuyển nguồn sáng) - Khi nguồn sáng S đứng yên hai khe dịch chuyển theo phương song song với hệ vân dịch chuyển chiều, khoảng vân i không đổi độ dời hệ D  x0    y D   vân là: (với y độ dịch chuyển hai khe S1 S2) 10 Mở rộng khe S để hệ vân giao thoa biến Muốn hệ vân hồn tồn biến mất, vân tối hệ vân A, B phải trùng với A S1 I s O 1’ vân sáng trung tâm Khi vân sáng S trùng với vân tối hai nguồn điểm A, B tượng giao thoa biến Muốn khoảng cách OO1=i/2 Tam giác ASI đồng dạng tam giác IOO1 nên ta có: SA/OO1=SI/IO suy SA = Di D D  D   2D a2D 2a Vậy khoảng mở rộng: AB = 2SA  Độ mở rộng khe S là: AB   D a