CHUONG III.ppt

CHƯƠNG III CHƯƠNG III NHIỄU XẠ ÁNH SÁNG NHIỄU XẠ ÁNH SÁNG NHIỄU XẠ GÂY BỞI SÓNG CÂU I.Định nghĩa:Là hiện tượng tia sáng bị lệch khỏi phương truyền thẳng khi gặp vật cản có kích thước nhỏ - Nguyên lý Huygens - Nguyên lý Fresnel - Dùng nguyên lý Huygens – Fresnel giải thích hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng II. 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 = )aa( 2 1 a 1k1kk +− += III. 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 Biên độ dao động sáng tổng hợp tại M: a = a 1 –a 2 + a 3 – a 4 +….±a n      −≈− ++       +−+       +−+= − 2 a a 2 a 2 a 2 a a 2 a 2 a a 2 a 2 a a n n 1n n 5 4 33 2 11 2 a 2 a a n1 ±= 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 *Khi AB chứa số lẻ đới cầu I > I 0 , đặc biệt nếu chứa 1 đới a =a 1 , I = 4I 0 , sáng nhất * Khi AB chứa số chẵn đới cầu I < I 0 , đặc biệt nếu chứa 2đới a = a 1 - a 2 , I = 0 , tối nhất 4 a aI 2 1 2 0 == 2 11 2222       +=→+= nn a a I a a a 2 11 2222       −=→−= nn a a I a a a IV. Nhiễu xạ của sóng cầu qua đĩa tròn nhỏ Giữa nguồn sáng điểm S và điểm M có đĩa tròn nhỏ chắn sáng, dựng các đới cầu fresnel, giả sử đĩa che mất m đới cầu đầu tiên. 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. 2 a a 2 a 2 a a 3m 2m 1m1m +       +−+= + + ++ 2 a a 1m+ = Nhiễu xạ ánh sáng của sóng phẳng I. Nhiễu xạ của sóng phẳng qua một khe hẹp Chiếu chùm tia sáng đơn sắc song song vuông góc với khe hẹp có độ rộng b, sau khi đi qua khe hẹp tia sáng bị lệch theo các phương khác nhau. Tùy theo góc nhiễu xạ φ tại điểm gặp nhau của các tia sáng trên màn quan sát đặt tại mặt phẳng tiêu diện của thấu kính có thể là sáng hoặc tối. - Xét góc nhiễu xạ φ = 0, các tia sáng hội tụ tại tiêu điểm F của thấu kính. Tại đó là sáng nhất và gọi là vân sáng trung tâm - Xét góc nhiễu xạ φ ≠ 0, dựng các mặt phẳng vuông góc tia nhiễu xạ và cách nhau λ/2, chúng chia mặt khe thành các dải sáng Độ rộng một dải Số dải sáng trên khe: ϕ λ = sin2  λ ϕ == sinb2b N  Theo nguyên lý Huygens, mỗi dải sáng là nguồn phát sáng thứ cấp, vì quang lộ của 2 dải kế tiếp gửi đến M là λ/2 nên dao động sáng do 2 dải kế tiếp gửi đến M ngược pha nhau. Do đó điều kiện tại M là vân tối: Điều kiện tại M là vân sáng: Các vân sáng này có cường độ nhỏ hơn rất nhiều so với vân sáng trung tâm , 3,2,1,sin2 sin2 ±±±==== k b khayk b N λ ϕ λ ϕ ( ) , 3,2,1, 2 12sin12 sin2 ±±=+=+== k b khayk b N λ ϕ λ ϕ . CHƯƠNG III CHƯƠNG III NHIỄU XẠ ÁNH SÁNG NHIỄU XẠ ÁNH SÁNG NHIỄU XẠ GÂY BỞI SÓNG CÂU I.Định nghĩa:Là hiện. a 4 + a 5 -… -Coi gần đúng: λ + π =∆ bR Rb S k bR Rb r k + λ = )aa( 2 1 a 1k1kk +− += III. Nhiễu xạ của sóng cầu qua lỗ tròn nhỏ Xét nguồn sáng điểm S phát ra ánh sáng đơn sắc bước sóng. đại chính có n – 2 cực đại phụ và n -1 cực tiểu phụ. Hình ảnh nhiễu xạ ánh sáng qua 3 khe hẹp III. Nhiễu xạ trên tinh thể -Các nguyên tử phân tử hay Ion cấu tạo nên vật rắn được sắp xếp theo