TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI 2 KHOA VẬT LÝ TRẦN THỊ THU HIỆN TƢỢNG GIAO THOA ÁNH SÁNG Chuyên ngành Vật lý đại cƣơng KHÓA LUẬN TÔT NGHIỆP ĐẠI HỌC Ngƣời hƣớng dẫn khoa học TS Đào Công Nghinh HÀ NỘI, 2[.]
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI KHOA VẬT LÝ TRẦN THỊ THU HIỆN TƢỢNG GIAO THOA ÁNH SÁNG ẠI Đ Chuyên ngành: Vật lý đại cƣơng C Ọ H SƯ KHĨA LUẬN TƠT NGHIỆP ĐẠI HỌC ẠM PH Ngƣời hƣớng dẫn khoa học TS Đào Công Nghinh HÀ NỘI, 2017 LỜI CẢM ƠN Khóa luận tốt nghiệp với đề tài: “Hiện tượng giao thoa ánh sáng” hoàn thành với nỗ lực thân giúp đỡ tận tình, chu đáo thầy giáo - TS Đào Công Nghinh thầy cô tổ Vật lý đại cƣơng khoa Vật lý trƣờng Đại học Sƣ phạm Hà Nội Tôi xin chân thành cảm ơn giúp đỡ q báu q thầy cơ, đồng thời xin chân thành cảm ơn thƣ viện trƣờng Đại học Sƣ phạm Hà Nội tạo điều kiện tốt để tơi hồn thành đề tài Trong trình nghiên cứu, thân sinh viên bƣớc đầu làm ẠI Đ quen với phƣơng pháp nghiên cứu khoa học nên khơng tránh khỏi thiếu sót hạn chế Vì tơi mong nhận đƣợc ý kiến đóng góp q thầy Ọ H bạn để đề tài đƣợc hồn thiện C Tôi xin chân thành cảm ơn! SƯ Hà Nội, ngày 18 tháng 04 năm 2017 ẠM PH Sinh viên Trần Thị Thu LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan nội dung tơi trình bày khóa luận tốt nghiệp với đề tài: “Hiện tượng giao thoa ánh sáng” kết nghiên cứu thân với hƣớng dẫn thầy giáo - TS Đào Công Nghinh Những nội dung không trùng với kết nghiên cứu tác giả khác Hà Nội, ngày 18 tháng 04 năm 2017 Sinh viên ẠI Đ Trần Thị Thu C Ọ H SƯ ẠM PH MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài M c đích nghiên cứu Đối tƣợng nghiên cứu Nhiệm v nghiên cứu Phƣơng pháp nghiên cứu NỘI DUNG CHƢƠNG LÝ THUYẾT VỀ GIAO THOA ÁNH SÁNG ẠI Đ 1.1 Tổng quan sóng ánh sáng 1.1.1 Phương trình sóng ánh sáng Ọ H 1.1.2 Nguyên lý chồng chất ánh sáng C 1.2 Sự giao thoa ánh sáng SƯ 1.2.1 Khái niệm giao thoa ánh sáng PH 1.2.3 Điều kiện để có giao thoa ánh sáng 1.2.4 Nguyên tắc tạo sóng kết hợp ẠM 1.3 Giao thoa nguồn điểm 1.3.1 Sơ đồ thí nghiệm giao thoa ánh sáng với khe Y Âng 1.3.2 Điều kiện cực đại, cực tiểu 1.3.3 Hình dạng vân giao thoa 1.3.4 Vị trí vân giao thoa - khoảng vân 1.3.5 Giao thoa với ánh sáng trắng 1.4 Giao thoa với mỏng 1.4.1 Bản mỏng có độ dày không đổi 1.4.2 Bản mỏng có độ dày thay đổi 10 1.4.3 Vân cho nêm khơng khí 11 1.4.4 Vân tròn Niuton 11 1.5 Ứng d ng tƣợng giao thoa 12 CHƢƠNG MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP VỀ GIAO THOA ÁNH SÁNG 13 2.1 Giao thoa ánh sáng qua khe Y Âng 13 2.1.1 Giao thoa với ánh sáng đơn sắc 13 2.1.2 Giao thoa với ánh sáng đơn sắc 30 2.1.3 Giao thoa với hay nhiều ánh sáng đơn sắc 44 2.1.4 Giao thoa với ánh sáng trắng 49 2.2 Giao thoa với mỏng 53 2.2.1 Giao thoa với mỏng có độ dày thay đổi 53 ẠI Đ 2.2.2 Vân giao thoa cho nêm không khí 55 2.2.3 Vân tròn Niuton 56 H KẾT LUẬN 58 Ọ C TÀI LIỆU THAM KHẢO 59 SƯ ẠM PH MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài - Quang học vật lý mơ hình đầy đủ ánh sáng, gồm hiệu ứng có chất sóng nhƣ nhiễu xạ hay giao thoa khơng thể giải thích quang hình học Sự phát triển lý thuyết điện từ học kỷ 19 dẫn đến khám phá ánh sáng có chất xạ điện từ - Hiện tƣợng giao thoa ánh sáng tƣợng chung cho sóng có chất vật lý bất kỳ, chứng tỏ ánh sáng có tính chất sóng Hiện tƣợng gặp hay nhiều sóng ánh sáng tạo không gian ẠI Đ dải sáng, tối xen kẽ - Đối với sóng ánh sáng, lý thuyết giao thoa ánh sáng đóng vai trị Ọ H quan trọng nghiên cứu tính chất sóng Trong chƣơng "Sóng ánh C sáng - Vật lý 12", toán giao thoa ánh sáng tốn hay, SƯ khơng thể thiếu đề thi tuyển sinh nhƣ chƣơng trình PH học vật lý đại cƣơng Do cần hệ thống hóa lí thuyết xây dựng dạng tập giao thoa ánh sáng đồng thời đƣa phƣơng pháp giải tốn ẠM - Vì chọn đề tài nghiên cứu ‘‘Hiện tƣợng giao thoa ánh sáng’’ Nghiên cứu đề tài mong muốn có nhìn tổng quan, hiểu sâu giao thoa ánh sáng hứng thú giải tập phần Từ vận d ng kiến thức vào thực tiễn nhƣ niềm yêu thích, đam mê nghiên cứu vật lý Mục đ ch nghi n cứu - Hệ thống hóa lý thuyết giao thoa ánh sáng - Phân loại dạng tập phƣơng pháp giải Đối tƣợng nghi n cứu - Hiện tƣợng giao thoa ánh sáng - Bài tập giao thoa ánh sáng Nhiệm vụ nghi n cứu - Hệ thống hóa lý thuyết giao thoa ánh sáng - Phân loại tập, đƣa phƣơng pháp giải giải tập Phƣơng pháp nghi n cứu - Đọc nghiên cứu tài liệu - Sƣu tầm, phân loại giải tập giao thoa ánh sáng ẠI Đ C Ọ H SƯ ẠM PH NỘI DUNG CHƢƠNG LÝ THUYẾT VỀ GIAO THOA ÁNH SÁNG 1.1 Tổng quan sóng ánh sáng 1.1.1 Phƣơng trình sóng ánh sáng - Ánh sáng sóng điện từ đƣợc đặc trƣng vecto cƣờng độ điện trƣờng ⃗ vng góc với vecto cƣờng độ từ trƣờng ⃗ phƣơng truyền sóng - Vecto ⃗ đƣợc dùng để đặc trƣng cho sóng ánh sáng đƣợc gọi dao động sáng - Giả sử ánh sáng phát từ nguồn S đƣợc biểu diễn hàm sóng: ( ) Đ Trong đó: ẠI E: li độ dao động H Ọ E0: biên độ dao động C 𝛼: pha ban đầu dao động SƯ - Sau khoảng thời gian t sóng ánh sáng truyền đến M cách S PH khoảng r phƣơng trình sóng M: ( ( ] ) ) ( Hay ) ẠM [ ( ) phƣơng trình sóng ánh sáng Trong đó: : bƣớc sóng ánh sáng chân khơng: = c.T L: quang trình tia sáng đoạn r: L= [𝑆𝑀]= n.r - Cƣờng độ sáng điểm tỉ lệ với bình phƣơng biên độ sáng điểm đó: - Trong mơi trƣờng chiết suất n: 1.1.2 Nguyên lý chồng chất ánh sáng Khi hay nhiều sóng ánh sáng gặp sóng khơng làm nhiễu loạn sóng sau gặp sóng truyền trước gặp nhau; cịn miền sóng gặp nhau, dao động sáng tổng dao động sáng thành phần ⃗ ⃗⃗⃗⃗ ⃗⃗⃗⃗ ⃗⃗⃗⃗ ∑ ⃗⃗⃗ 1.2 Sự giao thoa ánh sáng 1.2.1 Khái niệm giao thoa ánh sáng - Giao thoa ánh sáng gặp hay nhiều sóng ánh sáng ẠI Đ tạo không gian dải sáng tối xen kẽ Miền khơng gian có giao thoa ánh sáng gọi trường giao thoa C Ọ H SƯ ẠM PH Hình ảnh giao thoa ánh sáng 1.2.2 Tổng hợp hai dao động sáng phương tần số Xét sóng ánh sáng phƣơng tần số gặp M đƣợc biểu diễn phƣơng trình sau: ( ) ( ) - Theo nguyên lý chồng chất, dao động tổng hợp M: ⃗ - Vì ⃗⃗⃗⃗ ⃗⃗⃗⃗ dao động phƣơng nên ta viết: ( ) ( ) - Kết tính tốn cho thấy dao động tổng hợp M dao động cosin có tần số: ( - Biên độ E0 pha ban đầu ) sóng tổng hợp đƣợc xác định nhƣ sau: ( ) ẠI Đ H √ Ọ - Cƣờng độ sáng tổng hợp M là: ( ) C 1.2.3 Điều kiện để có giao thoa ánh sáng SƯ - Các sóng ánh sáng phải sóng kết hợp, có tần số hiệu 1.2.4 Nguyên tắc tạo sóng kết hợp ẠM chúng khác 90 PH quang trình chúng nhỏ độ dài kết hợp Mặt khác, phƣơng dao động - Tách sóng phát từ nguồn thành sóng, sau lại cho chúng gặp - Hai nguồn riêng biệt thơng thƣờng khơng có tính kết hợp 1.3 Giao thoa nguồn điểm 1.3.1 Sơ đồ thí nghiệm giao thoa ánh sáng với khe Y Âng Màu sắc vân trung tâm đƣợc tạo thành chồng chập ba ánh sáng đơn sắc , Vậy tọa độ vân sáng màu với vân trung tâm thỏa mãn: x k i1 k i k i với i1 k1 Hay D a , 0 , k2 6 1, 3 k3 3 ( m ) 1, ( m m ) k1 k k 3 k k k n với n số nguyên dƣơng Vậy ta có bảng sau: Đ … 15 30 45 60 … 24 36 48 … 20 30 40 … SƯ n 72 96 … ẠI 10 ( ) C Ọ H 12 24 PH x m ax ( c m ) 0 ( m m ) ẠM Giá trị cực đại x 48 Vậy ta thấy giá trị lớn n Vậy tổng số vân màu vân trung tâm là: N (vân) 2.1.3.2 Dạng 2: T nh số vân sáng, số vân tối, số vạch sáng đếm đƣợc, số vân sáng đơn sắc khoảng vân màu đầu ti n với vân trung tâm tr n * Phƣơng pháp: Khi tƣợng giao thoa với khe Y-âng thực đồng thời với ba vân sáng đơn sắc ánh sáng cho hệ thống vân giao thoa riêng 45 Tại trung tâm trùng vân sáng bậc hệ vân có màu định Nếu điểm M có vân màu với vân trung tâm vân sáng hệ trùng Khi ta có: x m k i1 k i k i k1 k2 k3 → a k1 b k c k Tiếp theo tìm bội số chung nhỏ (BSCNN) (a,b,c) Gọi m BSCNN (a,b,c) bậc vân sáng gần màu vân sáng trung tâm là: ẠI Đ m k a k1 m n0 n 1 a k1 b k c k m n k k b k3 m k3 c Ọ H C ( n số nguyên dƣơng) SƯ Giữa hai vân sáng liên tiếp có màu giống màu vân trung tâm quan sát PH m m k1 N1 vệt m àu xạ a a m m đƣợc: k N v Ư t m µ u b ø c x ¹ b b m vệt m àu xạ c ẠM m N 0 k3 c Tổng số vân sáng xạ chƣa tính đến trùng là: N x N1 N2 N3 Tổng số vân trùng xạ là: N xy n1 n1 n Tổng số vân quan sát đƣợc: N N x N xy Tổng số vân đơn sắc quan sát đƣợc: 46 N N x N xy Để xác định Nxy ta xét trùng cặp xạ khoảng này: vệt màu xạ Giữa ta có: k1 k2 a k1 b k k1 b k2 a m k2 b k a ; a ; a n k a Giữa ta có: k1 k3 c a k1 c k k1 a k3 ta có: k2 k3 b k2 ck3 k2 c b k3 Ọ H Giữa ẠI Đ m k3 c k a ; a ; a n k a C m k3 c k b ; b ; b n k b SƯ PH Tìm số vân màu với vân trung tâm khoảng hai điểm ẠM M,N m x m k i1 a n i1 với x M x m x N n Tìm số vân màu với vân trung tâm trƣờng giao thoa L x m k i1 m a n i1 với L xm L n * Các ví dụ: VD1 Trong thí nghiệm y-âng giao thoa ánh sáng, khe hẹp S phát đồng thời ba xạ đơn sắc có bƣớc sóng 47 0, 42 m ; 0, 56 m ; 0, m Trong khoảng hai vân sáng màu với vân trung tâm, có vân sáng màu đỏ (ứng với bƣớc sóng A B C 11 )? D 12 Giải Vạch sáng màu với vân sáng trung tâm thỏa mãn: k1 k2 k3 , k1 , k , k k1 k k 3 Đặt m = BSCNN (3;4;5) Ta có: B S C N N (3; ; ) ẠI Đ k1 n0 n 1 k1 k k m n k k3 k1 k2 15 k3 Ọ H Giữa hai vân ánh sáng liên tiếp có màu giống màu vân trung tâm quan sát đƣợc: C SƯ { PH + Giữa ta có: k1 k2 ẠM - Ta xét trùng cặp xạ khoảng này: , k1 , k k1 k2 60 15 k2 k 3; ; ; k Hệ trùng với hệ vị trí + Giữa ta có: k 1 k3 48 , k1 , k k1 k3 60 12 k1 k 3; ; 15 k Hệ trùng với hệ vị trí + Giữa ta có: k k3 0, 56 k2 0, k3 k2 k3 60 12 k3 k3 4; k Hệ trùng với hệ vị trí ẠI Đ Vậy số vân sáng màu đỏ (ứng với bƣớc sóng 11 ) thu đƣợc là: (vân) C Ọ H Đáp án A * Bài tập áp dụng: SƯ Bài Chiếu đồng thời xạ đơn sắc =0,4m; =0,52m; = PH 0,6 m vào khe thí nghiệm y âng Biết khoảng cách khe mm, ẠM khoảng cách từ khe tới 2m Khoảng cách gần vị trí có màu với vân sáng trung tâm là: A 31,2 mm B 15,6 mm C 7,8 mm D 5,4 mm Đáp án A 2.1.4 Giao thoa với ánh sáng trắng 2.1.4.1 Dạng 1: Tìm số vân trùng điểm M cho trƣớc tọa độ xM * Phƣơng pháp: - Nếu điểm M có vân sáng Vì T Đ T a.x M kD Đ xM xs k k Z 49 D a a x M kD (1) Thay k vào (1) để xác định xạ cho vân sáng M Số giá trị k nguyên số xạ cho vân sáng - Nếu điểm M cho vân tối x M x t ( m 1) Thay m vào (2) để xác định xạ D a a x M (m 0, 5) D (2) cho vân tối M Số giá trị M nguyên số xạ cho vân tối * Các v dụ: VD1 Một khe F hẹp phát ánh sáng trắng chiếu sáng khe song song với F cách 1,2m Màn quan sát M song song với mặt phẳng chứa cách 2m Cho biết giới hạn phổ khả kiến từ 380nm đến ẠI Đ 760nm Tại điểm A M cách vân trắng trung tâm 4mm có vân sáng? Của xạ nào? B Có vân sáng C Ọ H A Có vân sáng SƯ C Có vân sáng D Có vân sáng , , , PH Giải D xs k Lại có T a a x s 3 1, kD Đ 2k 0, 38 ẠM Tại điểm M có vân sáng: 2, 3 2, 6 (m ) k 2, ( m ) k , 3, k , k Mà k nguyên nên nhận giá trị 4; tƣơng ứng với xạ: 2, , ( m ); 2, Đáp án B * Bài tập áp dụng: 50 , ( m ); 2, 0, ( m ) Bài Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng dùng khe Y Âng, khoảng cách khe 1mm, khoảng cách khe tới 2m Chiếu ánh sáng ( trắng có bƣớc sóng từ ) đến ( ), Khoảng cách gần từ nơi có vạch màu đơn sắc khác trùng đến vân sáng trung tâm là: A 3,24mm B 2,34mm C 2,4mm D 1,64mm Đáp án B Bài Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng dùng khe Y Âng, khoảng cách khe 1mm, khoảng cách khe tới 2m Chiếu ánh sáng ( trắng có bƣớc sóng từ ) đến ( ( ) ngƣời ta khoét khe hẹp (song ẠI Đ ánh sáng đơn sắc có bƣớc sóng ) Tại vị trí vân sáng bậc song với khe) đặt cửa sổ máy quang phổ lăng kính Hỏi H Ọ máy quang phổ ngƣời ta quan sát đƣợc vạch sáng? B C C A SƯ Đáp án C D PH 2.1.4.2 Dạng 2: Xác định bề rộng quang phổ k * Phƣơng pháp: ẠM - Độ rộng quang phổ bậc k khoảng cách từ vân sáng đỏ bậc k đến vân sáng tím bậc k (cùng phía vân trung tâm): x xđ (k ) x t(k ) k D a đ t * Các ví dụ: VD1 Trong thí nghiệm Y Âng dùng ánh sáng trắng có bƣớc sóng từ ( ) đến ( ) Bề rộng quang phổ bậc 0,7mm Khi dịch xa hai khe thêm 40cm bề rộng quang phổ bậc 0,84mm Tính khoảng cách khe Giải 51 Lúc đầu bề rông quang phổ bậc là: x1 D a đ t D a 0, 75 , 3, 1 4 D 0, (1) a Khi dịch xa 40 cm thì: x2 (D 0, ) a đ t 3, 1 4 (D 0, ) 0, 84 (2) a Giải hệ phƣơng trình từ (1) (2) ta đƣợc a ( m m ) Vậy khoảng cách khe a ( m m ) * Bài tập áp dụng: ( Bài Chiếu ánh sáng có bƣớc sóng ) đến ( ) Vào khe Đ sáng S thí nghiệm Y Âng giao thoa ánh sáng Khoảng cách ẠI khe hẹp 0,5mm Khoảng cách hai khe đến quan sát 2m Bề A 1,52 mm Ọ H rộng vùng quang phổ quan sát đƣợc là: B 2,32mm C 2,56mm D 3,55mm C SƯ Đáp án A 2.1.4.3 Dạng 3: Xác định bề rộng phủ bậc quang phổ liên PH tiếp: ẠM * Phƣơng pháp: F1 I a D O T1 Quang phổ bậc Đ1 F2 T2 Quang phổ bậc T3 Đ2 M 52 : nguồn sáng trắng Trên M có hệ vân giao thoa, O vân sáng trắng Quang phổ bậc 1: x Đ1 Quang phổ bậc 2: x Đ Đ D ; x T1 a Đ D a T D a iđ xT2 ; T D a it Quang phổ bậc 3: x Đ iđ ; x t i t Nếu x T x Đ quang phổ bậc phủ lên quang phổ bậc 2.Vị trí gần vân sáng trung tâm cho ánh sáng đơn sắc: x xT3 * Các v dụ: Đ ẠI VD1 Trong thí nghiệm Y – Âng giao thoa ánh sáng, khoảng cách H khe 2mm, khoảng cách từ khe tới 2m Nguồn S phát ánh đến Vùng phủ quang C Ọ sáng trắng có bƣớc sóng từ A SƯ phổ bậc hai bậc ba có bề rộng là: B C D PH Giải ẠM Vị trí vân đỏ bậc 2: , 1, ( m m ) Vị trí vân tím bậc 3: = , 1,1 ( m m ) Vùng phủ quang phổ bậc bậc 3: x x đ x t 1, 1, , ( m m ) Đáp án A 2.2 Giao thoa với mỏng 2.2.1 Giao thoa với mỏng có độ dày thay đổi * Các v dụ: 53 VD1 Chiếu chùm sáng trắng xiên góc 45 lên màng nƣớc xà phịng Tìm bề dày nhỏ màng để tia phản chiếu có màu vàng Cho biết bƣớc sóng ánh sáng vàng 6.10 -5 cm Chiết suất n=1,33 A B C D Giải Hiệu quang lộ tia phản xạ mặt xà phịng đƣợc xác định cơng thức: L1 L2 d n s in i1 2 Muốn tia phản chiếu có màu vàng ánh sáng vàng ( ánh sáng ẠI Đ trắng ) phải thỏa mãn điều kiện cực đại giao thoa: L1 L k 2d n s in i1 2 H C Ọ Bề dày nhỏ màng thỏa mãn điều kiện (k=0) 1, 1 SƯ d m in 5 (cm ) n s in i1 2 PH Đáp án D ẠM VD2 Một chùm ánh sáng khuếch tán đơn sắc có bƣớc sóng đập vào mỏng thủy tinh (chiết suất n=1,5) Xác định bề dày khoảng cách góc cực đại liên tiếp ánh sáng phản xạ (quan sát dƣới góc lân cận i=45 ( tính từ pháp tuyến ) S Giải 45 d Vân sáng mặt ứng với góc tới i thỏa mãn cơng thức: 54 2d n s in i k (1) i đồng thời góc quan sát cực đại Khoảng cách góc | | cực đại sáng đƣợc xác định cách lấy vi phân (1): s in i c o s i i 2d k n s in i 2 Khoảng cách góc | s in i i d k n s in i 2 | cực đại sáng liên tiếp ứng với n s in i d hay s in i i 1, ( m ) ẠI Đ * Bài tập áp dụng: Bài Trên thủy tinh phẳng (chiết suất H Một chùm tia sáng đơn sắc song song, bƣớc đƣợc chiếu gần thẳng góc với mặt Tính bề dày màng C sóng n 1, ), ngƣời ta phủ Ọ màng mỏng có chiết suất n 1, SƯ mỏng, biết tƣợng giao thoa, chùm tia phản xạ có cƣờng độ sáng ( ) ẠM Đáp số: PH cực tiểu Bài Một chùm ánh sáng trắng đƣợc rọi vng góc với thủy tinh mỏng mặt song song, dày , chiết suất n=1,5 Hỏi phạm vi quang phổ thấy đƣợc chùm ánh sáng trắng ( bƣớc sóng từ đến ), chùm tia phản chiếu có bƣớc sóng đƣợc tăng cƣờng? Đáp số: 2.2.2 Vân giao thoa cho n m không kh * Các v dụ: VD1 Chiếu chùm tia sáng đơn sắc song song thẳng góc với mặt dƣới nêm khơng khí Ánh sáng tới có bƣớc sóng 55 Tìm góc nghiêng nêm, biết cm dài mặt nêm, ngƣời ta quan sát thấy 10 vân giao thoa Giải 𝑆 𝑆 𝐼 𝐼 𝛼 𝑑𝑘+ 𝑑𝑘 𝛼 𝑁 𝑁 - Vị trí vân tối đƣợc xác định công thức: đƣợc xác định bởi: k 10 ẠI Đ - Vị trí vân tối thứ s in d k 10 ( k ) C bề rộng ( tính cm) 10 vân: k I1 I , PH SƯ (k 10) (cm ) (2) I1 I Ọ Trong (1) (cm ) d k 10 d k H Theo hình vẽ ta có: dk k I1 I đó: 4 4 (rad ) ẠM * Bài tập áp dụng: I1 I ( c m ) , Bài Một chùm tia sáng đơn sắc có bƣớc sóng đƣợc rọi vng góc với mặt nêm thủy tinh (chiết suất n=1,5) Xác định góc nghiêng nêm? Biết số vân giao thoa chứa khoảng cm 10 vân Đáp án: (rad) 2.2.3 Vân tròn Niuton * Các v dụ: VD1 Chiếu chùm tia sáng đơn sắc song song thẳng góc với thủy tinh phẳng hệ thống cho vân tròn Niuton Đƣờng kính vân tối thứ tƣ đo đƣợc ( coi tâm hệ thống vân tối thứ khơng) 56 Tìm bƣớc sóng ánh sáng tối, biết bán kính mặt lồi thấu kính ; thấu kính thủy tinh khơng khí Giải: Bán kính vân tối thứ k: rk ( k ,1, , ) kR Nếu coi tâm hệ thống vân tối số khơng ( (ứng với ) có bán kính: r4 d4 4R ) số vân tối thứ Bƣớc sóng ánh sáng tới: d4 ( 16 R 3 ) , 6 (m ) 0, 589 ( m ) , ẠI Đ VD2 Thấu kính hệ thống cho vân trịn Niuton có bán kính cong 15m Chùm ánh sáng đơn sắc tới vng góc với hệ thống Quan sát H Ọ vân giao thoa chum tia phản chiếu Tìm bƣớc sóng ánh sáng tới, biết C khoảng cách vân tối thứ vân tối thứ 25 9mm SƯ Giải Khoảng cách vân thứ Bƣớc sóng ánh sáng: rk rk R k2 là: k1 rk kR rk rk ( ẠM PH Áp d ng cơng thức tính bán kính vân trịn Niuton 3 k2 k1 ) R 15.5 , 6 (m ) * Bài tập áp dụng: Bài Xét hệ thống cho vân tròn Niuton Xác định bề dày lớp khơng khí ta quan sát thấy vân sáng đầu tiên, biết ánh sáng tới có bƣớc sóng = 0,6 Đáp án: d= 0,15 57 KẾT LUẬN Với đề tài: “HIỆN TƢỢNG GIAO THOA ÁNH SÁNG”, hoàn thành việc nghiên cứu vấn đề sau: - Lý thuyết tƣợng giao thoa ánh sáng - Phân loại dạng tập đƣa phƣơng pháp giải cho dạng - Vận d ng phƣơng pháp giải để giải tập liên quan - Phần tập giúp củng cố sâu sắc cho phần lý thuyết nắm vững phƣơng pháp giải tập tƣợng giao thoa ánh sáng Do vậy, đề tài bổ sung thêm vào kho tài liệu tham khảo cho bạn ẠI Đ học sinh, sinh viên trình tìm hiểu giao thoa ánh sáng Hà Nội, ngày 18 tháng năm 2017 H C Ọ Sinh viên SƯ ẠM PH Trần Thị Thu 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO Chu Văn Biên, Tuyệt phẩm công phá giải nhanh theo chủ đề kênh VTV2 Vật lý, NXB Đại học Sƣ phạm TP Hồ Chí Minh Lƣơng Dun Bình (1997), Bài tập Vật lý đại cương, tập 3, NXB Giáo D c Huỳnh Huệ (1981), Quang học, NXB Giáo D c Nguyễn Công Nghênh, Vũ Ngọc Hồng, Huỳnh Huệ (1982), Bài tập Vật lý đại cương, tập 2, NXB Giáo D c Đ ẠI Nguyễn Anh Vinh (2011), Cẩm nang ôn thi đại học môn vật lý, tập 2, C Ọ H NXB Đại học sƣ phạm SƯ ẠM PH 59