Vật lý đại cương - Quang học sóng phần 1 pps

Vật lý đại cươngQuang học sóng Bμi giảng của PGS.. Các khái niệm cơ sở 1.1 Quang lộ : Quang lộ L giữa hai điểm A, B AB=d lμ đoạn đường ánh sáng truyền được trong chân không trong khoảng

Vật lý đại cương

Quang học sóng Bμi giảng của PGS TS Đỗ Ngọc Uấn

Viện Vật lý kỹ thuật Trường Đại học Bách Khoa Hμ nội

Chương I Giao thoa ánh sáng

1 Các khái niệm cơ sở

1.1 Quang lộ : Quang lộ L giữa hai

điểm A, B (AB=d) lμ đoạn đường ánh sáng truyền được trong chân không trong

khoảng thời gian t, trong đó t lμ khoảng

thời gian mμ ánh sáng đi được đoạn AB

trong môi trường.

L =

L=n1d1+n2d2+ +nndn =

v

c

n =

∑

i

i

id n

n1d1

n2d2

n3d3

⇒

=

v

d

chiÕt suÊt m«i tr−êng

NÕu ¸nh s¸ng ®i qua

nhiÒu m«i tr−êng:

1.2 §Þnh lý Malus (Maluýt):

Quang lé gi÷a hai mÆt trùc giao cña mét chïm s¸ng th× b»ng nhau

hai mÆt trùc giao hai mÆt trùc giao

L1= n1A1I1+n2I1A2+n2A2A3

L2= n1B1B2+n1B2I2+n2I2B3

n1sini1 = n2sini2

Quang lé L1 gi÷a A1,A3 vμ L2 gi÷a B1,B3:

A2

A3

I2

B3

n2

n1

A1

I1

B2

B1

i1

i2

i1

i2

2

2

I

I

1

2 1

I

B sini =

2

2

I

A

1

1 2

I

I sini =

Suy ra2 n1B2I2 = n2I1A2vμ L1=L2

2

I

I

1

2

1 1

1

I

B

n sini

2

2

I

A

1

1

2 2

2

I

I

n sini

2 C¬ së cña quang häc sãng

2.1 Hμm sãng cña ¸nh s¸ng:

¸ nh s¸ng lμ mét lo¹i sãng ®iÖn tõ : Tõ tr−êng vμ ®iÖn tr−êng biÕn thiªn trong kh«ng gian.

Er

H r

v r

ChØ cã thμnh phÇn ®iÖn tr−êng t¸c dông vμo m¾t míi g©y c¶m gi¸c s¸ng

Tại r:(τ thời gian trễ)

)

L

2 t

cos(

a

) c

L T

2 t

cos(

a

λ

π

ư ω

=

π

ư ω

Er

→ Dao động của lμ dao động sáng:

r

O

x0= a.cosωt -dao động tại gốc O

x= a.cos ω(t -τ) =

)

L

2 t

cos(

a

x

λ

π

ư ω

=

2 2 cường độ sáng:

Cường độ sáng tại một điểm lμ một đại lượng có trị số bằng năng lượng truyền qua một đơn vị

diện tích đặt vuông góc với phương truyền sáng trong một đơn vị thời gian:

I = ka2, k lμ hệ số tỷ lệ Lấy k = 1 có: I = a2

2.3 Nguyên lý chồng chất:

Khi hai hay nhiều ánh sáng gặp nhau thì từng

sóng riêng biệt không bị các sóng khác lμm

nhiễu loạn Sau khi gặp nhau, các sóng ánh sáng vẫn truyền đi nh− cũ, Còn tại những điểm gặp

nhau dao động sáng bằng tổng các dao động

thμnh phần

2.4 Nguyên lý Huyghen:

Những sóng từ nguồn O truyền ra ngoμi mặt kín bất kì S bao quang nguồn O, có tính chất giống hệt những sóng mμ ta sẽ có, nếu ta bỏ nguồn O

đi vμ thay bằng những nguồn phụ (thứ cấp) thích hợp phân phối trên mặt S

3 Giao thoa ánh sáng bởi hai nguồn kết hợp

3.1 Tạo hai nguồn sáng kết hợp : Hai

sóng kết hợp có hiệu pha không đổi

Hai nguồn sáng khác nhau không đáp ứng

điều kiện đó

khe Young hay gương Frenen :

r1

r2D y

O1

O2

l

O2

O1

S

O1O2 lμ 2 nguồn

kết hợp (thứ cấp)

O1O2 lμ 2 nguồn kết hợp (ảo)

3.2 Khảo sát hiện t−ợng

giao thoa: x a cos( t 2 L1 )

π

− ω

=

)

L

2 t

cos(

a

λ

π

− ω

=

) L L

(

2

2

1 − λ

π

= ϕ Δ

Khoảng cách 2 vân sáng liên tiếp i= λD/l

Hiệu pha:

2l

D 1)

(2k t

+

=

l

D k

s

=

ΔLS = L1-L2=r1-r2=kλ Vân sáng

ΔLT = L1-L2

= r1-r2=(2k+1)λ/2 Vân tối

r1

r2D y

O1

O2 l

Các vân giao thoa có dạng hypecbol đối xứng

qua vân giữa

Vân giữa lμ vân sáng

Tổng hợp:A2=2a2(1+cosΔϕ)

• Giao thoa ¸nh s¸ng tr¾ng

0,4μm ≤ λ ≤ 0,76μm

...

Tổng hợp:A2=2a2 (1+ cosΔϕ)

ã Giao thoa ánh sáng trắng

0,4m