Cơ sở quang học sóng

Quang học là một ngành của vật lý học nghiên cứu các tính chất và hành xử của ánh sáng, bao gồm tương tác của nó với vật chất và các chế tạo ra các dụng cụ nhằm sử dụng hoặc phát hiện nó.1 Phạm vi của quang học thường nghiên cứu ở bước sóng khả kiến, tử ngoại, và hồng ngoại. Bỏi vì ánh sáng là sóng điện từ, những dạng khác của bức xạ điện từ như tia X, sóng vi ba, và sóng vô tuyến cũng thể hiện các tính chất tương tự.1 Hầu hết các hiện tượng và hiệu ứng quang học có thể được miêu tả phù hợp bởi điện từ học cổ điển. Tuy nhiên, cách miêu tả điện từ đầy đủ của ánh sáng lại rất khó áp dụng trong thực tiễn. Quang học thực hành thường sử dụng các mô hình đơn giản. Theo nghĩa chung nhất đó là quang hình học, ngành nghiên cứu tính chất của tia sáng khi nó lan truyền trong môi trường theo đường thẳng hoặc bị lệch hay phản xạ giữa các môi trường. Quang học vật lý là mô hình đầy đủ hơn về ánh sáng, bao gồm các hiệu ứng có bản chất sóng như nhiễu xạ và giao thoa mà không thể giải thích bởi quang hình học. Về mặt lịch sử, các nhà vật lý đã phát triển mô hình tia sáng đầu tiên, sau đó là mô hình sóng và mô hình hạt ánh sáng. Sự phát triển của lý thuyết điện từ học trong thế kỷ 19 đã dẫn tới khám phá ra rằng ánh sáng có bản chất là một loại bức xạ điện từ.

CHƯƠNG IV QUANG HỌC SÓNG 1. Các đặc trưng quang hình học Cơ sở quang học sóng 2. 3. Giao thoa ánh sáng 4. Hiện tượng nhiễu xạ 5. Hiện ệ tượng ợ gp phân cực ự ánh sángg 1. Các đặc trưng quang hình học ) Ánh sáng sóng điện từ, có bước sóng phạm vi từ 400 nm đến 700 nm ⇒ mắt người cảm thụ được. ) Sự ự truyền y sóng g điện ệ từ ⇔ ự di chuyển y ((lan truyền) y ) mặt ặ sóng g ((dạng g hình cầu gần tâm dao động, dạng phẳng xa tâm dao dộng). 1. Các đặc trưng quang hình học Định luật truyền thẳng ánh sáng ) Sự lan truyền ánh sáng môi trường mô tả cách gần đường thẳng vuông góc mặt sóng ⇔ tia sáng. Mặt sóng Mặt sóng Tia sáng Tia sáng ♦ Trong môi trường suốt đồng tính đẳng hướng, ánh sáng truyền g thẳng. g theo đường 1. Các đặc trưng quang hình học Định luật phản xạ khúc xạ ánh sáng ) Khi ánh sáng qua môi trường 1&2: ♦ Tia sáng đến mặt phân cách ⇒ tia tới; ♦ Tia sáng bật từ mặt phân cách ⇒ tia phản xạ; ♦ Tia Ti sáng vào môi ôi trường t thứ hai h i từ mặt phân cách ⇒ tia khúc xạ. Tia tới Pháp tuyến Ti phản Tia xạ Mặt phân hâ cách h Tia khúc xạ ♦ Tia tới, tới tia phản xạ, xạ tia khúc xạ pháp tuyến mặt phân cách hai môi trường nằm mặt phẳng, vuông góc với mặt phẳng phân cách môi trường. 1. Các đặc trưng quang hình học Định luật phản xạ khúc xạ ánh sáng ) Sự phản xạ ánh sáng: ♦ Bề mặt phân cách phẳng ⇒ phản xạ gương ♦ Bề mặt p phân cách mấp p mô ⇒ tán xạ ánh sáng Pháp tuyến Tia tới Tia phản xạ ♦ Trên bề mặt phân cách phẳng môi trường bất kỳ, bước sóng, có góc phản xạ góc tới, θ1’ = θ1. 1. Các đặc trưng quang hình học Đị h lluật Định ậ phản xạ vàà khúc khú xạ ánh h sáng ) Sự khúc xạ: phụ thuộc vận tốc truyền sóng hay môi trường truyền sóng. sóng Tia tới Pháp tuyến Pháp tuyến Tia tới Tia khúc xạ Tia khúc úc xạạ ♦ Khi ánh sáng đơn sắc truyền qua hai môi trường có tỷ số sin góc tới sin góc khúc xạ tương ứng tỷ số vận tốc truyền sóng ỗ môi trường: sin θ1 v1 = sin θ v2 1. Các đặc trưng quang hình học Đị h lluật Định ậ phản xạ vàà khúc khú xạ ánh h sáng ) Chỉ số (thước đo) khúc xạ (index of refraction) hay chiết suất môi trường: ♦ Đại lượng vật lý xác định tỷ số vận tốc truyền sóng chân không (c) vận tốc truyền sóng môi trường (v), n= c v ♦ c vận tốc truyền sóng lớn ⇒ có c ≥ v hay y n ≥ 1. ♦ n: chiết suất tuyệt đối. ) Chiết suất tỷ đối môi trường: n21 = ⎧− v1 > v2 hay n1 < n2 ⇒ n21 > n2 v1 = ⇒⎨ n1 v2 ⎩− v1 < v2 hay n1 > n2 ⇒ n21 < ♦ Khi ánh sáng g đơn sắc truyền y q qua hai môi trường, g, tỷỷ số g sin g góc tới sin góc khúc xạ nghịch đảo tỷ số chiết suất môi trường, hay: n1sinθ1 = n2sinθ2 1. Các đặc trưng quang hình học Định luật phản xạ khúc xạ ánh sáng ) Hiện tượng phản xạ toàn phần: ♦ Khi ánh sáng từ môi trường chiết suất nhỏ vào môi trường lớn hơn, tức là, n1 < n2 hay v1 > v2 ⇒ có khúc xạ hay θ2 < π/2. ♦ Khi góc tới đạt đến giá trị tới hạn θ1 = θc ⇒ không tia khúc xạ. θc θ1 ♦ Từ giá trị θ1 > θc ⇒ có tia phản xạ = phản xạ toàn phần. θ2 ♦ Ứng dung: sợi dẫn quang truyền thông tin. ) Hiện tượng tán sắc: ắ n = f(λ) hay θ2 ∈ λ. Đỏ Da cam Vàng Lục Lam Tím Phổ cầu vồng 1. Các đặc trưng quang hình học Quang lộ ) Định nghĩa: Quang g lộ g điểm A&B đoạn đường g ánh sáng g truyền y g chân ♦ Q không với vận tốc c tương ứng khoảng thời gian t mà ánh sáng đoạn đường đó: L = c.t ♦ Thời gian ánh sáng từ A đến B, cách khoảng d, môi trường đồng tính, đẳng hướng: t= d v A B ♦ Quang lộ điểm A, B môi trường đồng tính, đẳng hướng: L = n.d ) Ánh sáng truyền qua nhiều môi trường chiết suất n khác với quãng đường d khác ⇒ quang lộ tổng cộng: L = n1d1 + n2 d + . = ∑ ni d i ) Ánh sáng truyền qua môi trường chiết suất n thay đổi liên tục đoạn nhỏ ds ⇒ quang lộ tổng cộng: B B L = ∫ n(s )ds A A 2. Cơ sở quang học sóng Hàm sóngg ánh sángg ) Ánh sáng sóng điện từ sóng ngang (phương d/đ ⊥ phương truyền sóng) ⇒ thực nghiệm cho thấy mắt người cảm thụ thành phần điện trường r ⇒ E gọi vector dao động sáng. ) Xét dao động sáng truyền theo phương Ox chân không: y a t y τ ♦ Dao động sáng O (thời điểm t): y0 = a.cosωt ♦ Dao động g sáng g M (thời điểm τ): yM = a.cosω ((t - τ) M 2π L τ = (L: quang lộ; c: vận tốc truyền sóng chân không) T c 2π L ⎞ 2πL ⎞ ⎛ ⎛ y = a cos⎜ ωt − ) Hàm Hà sóng ó ủ ánh h sáng: ⎟ = a cos⎜ ωt − ⎟ T c⎠ λ ⎠ ⎝ ⎝ 2πL ♦ Bước sóng λ = c.T pha ban đầu: ϕ = − ω = λ ) Khi truyền theo chiều ngược lại: 2πL ⎞ ⎛ y = a cos⎜ ωt + ⎟ λ ⎝ ⎠ 10 4. Hiện tượng nhiễu xạ Nhiễu xạ qua đĩa tròn nhỏ ) Đặt đĩa tròn nhỏ BD, bán kính rk, nguồn sáng S quan sát, cho SP ≡ trục đĩa. Σ Mk R S ♦ BD che khuất n đới cầu đầu tiên. Màn quan sát n +3 n +2 n+1 B Đĩa tròn M0 P b D ♦ Biên độ dao động sáng tổng hợp P: A = An+1 – An+2 + An+3 - … ± Ak An +1 ⎛ An +1 An + ⎞ Ak Hay: A = +⎜ − An + + ⎟ + . ± 2 ⎠ ⎝ An +1 ) Với k lớn coi biên độ Ak ≈ ⇒ A = 31 4. Hiện tượng nhiễu xạ Nhiễu xạ qua đĩa tròn nhỏ ♦ Nếu BD che số đới cầu ⇒ biên độ An+1 khác A1 cường độ sáng P: Σ R A I ⎛A ⎞ I = A2 = ⎜ ⎟ = = 4 ⎝ ⎠ S ⇒ P điểm sáng ♦ Nếu BD che khuất nhiều đới cầu ⇒ biên độ An+11 ≈ cường độ sáng P: Mk Màn Mà quan sát n +3 n +2 n+1 B Đĩa tròn M0 P b D ⎛A ⎞ I = A = ⎜ n +1 ⎟ ≈ ⎝ ⎠ ⇒ P điểm tối 32 4. Hiện tượng nhiễu xạ Nhiễu xạ qua lỗ tròn nhỏ ) Giữa nguồn sáng S quan sát có chắn có lỗ tròn nhỏ BD, bán kính rk, cho SP ≡ trục lỗ Màn chắn Σ Màn quan sát Mk R S ♦ Nếu BD chứa số lẻ đới cầu Fresnel ⇒ biên độ cường độ sáng tổng hợp P: A1 Ak A1 A12 I1 A= + > ⇒I =A > = = I0 2 4 ♦ Nếu BD chứa đới cầu Fresnel: I = A12 = I1 = 4I0 B Lỗ tròn M0 b P D Điểm P sáng so với chắn sáng nguồn sáng S. 33 4. Hiện tượng nhiễu xạ Nhiễu xạ qua lỗ tròn nhỏ ♦ Nếu BD chứa số chẵn đới cầu Fresnel ⇒ biê độ vàà cường biên độ sáng tổng hợp P: A A A A= + k < 2 A12 I I=A < = = I0 4 Màn chắn Σ R S Màn quan sát Mk B Lỗ tròn M0 b D Điểm P tối so với chắn sáng nguồn sáng S. ♦ Nếu BD chứa hai đới cầu Fresnel ⇒ cường độ sáng tổng hợp P: I = A2 = (A1 – A2)2 ≈ ⇒ điểm P tối hoàn toàn. ) Ảnh nhiễu xạ gây á/s truyền qua lỗ tròn gồm vòng tròn sáng, sáng tối xen kẽ có tâm trùng P (có thể sáng tối so với chắn có lỗ tròn). 34 P 4. Hiện tượng nhiễu xạ Nhiễu xạ qua khe hẹp ) Chiếu chùm sáng song song hướng vuông góc vào khe hẹp BD (độ rộng b) chắn C ⇒ ảnh nhiễu xạ khảo sát quan sát đ tạii mặt phẳng đặt hẳ tiêu i cự thấu kính hội tụ L. ♦ Một vùng g sáng g g (tại tiêu điểm F thấu kính L) gọi cực đại nhiễu xạ trung tâm; ♦ Các điểm sáng có cường độ yếu xen kẽ điểm tối, phân bố đối xứng bên cực đại trung tâm gọi cực đại cực tiểu nhiễu xạ. L C Màn quan sát b B D Cực đại nhiễu xạ Cực tiểu nhiễu hiễ xạ CĐ trung tâm, I = I0 35 4. Hiện tượng nhiễu xạ Nhiễu xạ qua khe hẹp ) Á/s tới sóng phẳng ⇒ mf khe mặt sóng ⇒ điểm có pha dao động. ) Dựng mặt phẳng Σ0, Σ1, Σ2, cách nửa bước sóng vuông góc với chùm tia nhiễu xạ: L C b B ϕ P D ♦ chia mf khe thành dải có bề rộng d = (λ/2)sin / ) ϕ với ới số ố dải: d i n= Màn quan sát b 2bsinϕ = (ϕ = góc lệch tia nhiễu xạ) λ/2sinϕ λ Σ0 Σ1 Σ2 ♦ Nguyên lý Huyghen: dải trở thành nguồn phát sóng á/s thứ cấp ⇒ quang lộ từ tia NX = λ/2 ⇒ dao động sáng từ dải ngược pha ⇒ dao dộng sáng khử nhau. 36 4. Hiện tượng nhiễu xạ Nhiễu xạ qua khe hẹp ♦ mf khe chứa số chẵn dải ⇒ d/đ sáng tổng hợp P tối, hay: 2bsinϕ k = 2k ⇒ sinϕ = λ b λ L C Màn quan sát b B ϕ P (k = ± 1, ± 2, …) ♦ mf khe chứa số lẻ dải ⇒ d/đ sáng tổng hợp P sáng, hay: 2bsinϕ 2k + = 2k + ⇒ sinϕ = λ λ 2b (k = +1, ± 2, ± …) D Σ0 Σ1 Σ2 ễ xạ giữa; + sinϕ = ⇒ Cực đại nhiễu + sinϕ = ± λ λ λ ,±2 ,±3 , . ⇒ Các cực đại nhiễu xạ; b b b + sinϕ = ±3 λ λ ,±5 , . ⇒ Các cực tiểu nhiễu xạ. 2b b 37 4. Hiện tượng nhiễu xạ Nhiễu xạ qua nhiều khe hẹp ) Chiếu chùm sáng song song, đơn sắc, vuông góc tới N khe hẹp (độ rộng b) giống song song cách (kh/cách khe liên tiếp d) chắn C ⇒ khe tạo nhiễu xạ ⇒ ảnh nhiễu xạ quan sát đặt mặt pphẳng g tiêu cự thấu kính hội tụ L kết tượng nhiễu xạ giao thoa. ♦ Một vùng sáng (tại tiêu điểm F thấu kính L) gọi cực đại nhiễu xạ giữa; Màn quan sát L C b ϕ d P ϕ Cực đại Cực đại bậc k Cực tiểu ♦ Các vùng sáng có cường độ khác xen kẽ vùng tối, phân bố đối xứng bên cực đại gọi cực đại (bậc k) cực tiểu nhiễu xạ. 38 4. Hiện tượng nhiễu xạ Nhiễu xạ qua nhiều khe hẹp Màn quan sát L C ) Phân tích ảnh nhiễu xạ: ♦ Cực tiểu nhiễu xạ tương ứng đ/k góc lệch ϕ tia nhiễu xạ (sau khe nhỏ): k (k = ± 1, ± 2, …)) sinϕ = λ b ♦ Trường hợp số khe N = 2, tương tự giao thoa khe Young, Young cực đại nhiễu xạ ứng với điều kiện hiệu quang lộ: L1 - L2 = dsin d i θ = kλ hay sinϕ = ⇒ gọi cực đại b ϕ d ϕ k ± 1, ± 2, …)) λ (với: k = 0, d cực tiểu nhiễu xạ ứng với đ/k: sinϕ = (2k + 1) ⇒ gọi cực tiểu nhiễu xạ P λ 2d 39 4. Hiện tượng nhiễu xạ I Nhiễ xạ qua nhiều Nhiễu hiề kh khe h hẹp ♦ Trường hợp số khe N = 3, vị trí cực tiểu (do dao động ngược pha khe liên tiếp) xuất thêm cực đại xen vào giữa, có cường độ sáng yếu kết dao động sáng từ khe thứ gửi tới ⇒ gọi cực đại phụ (thứ cấp). Khi cực đại có cực tiểu. ể ♦ Trường hợp số khe N > 3, số cực ự đại p phụ ụg cực ự đại tương ứng N – 2, số cực tiểu nhiễu xạ tương ứng N – 1. ♦ Điều kiện để quan sát thấy cực đại nhiễu xạ chính: λ < d. N=2 Cực tiểu Cực đại trung tâm (nhiễu xạ khe) Cực đại Cực đại phụ N=3 N=4 N=5 40 4. Hiện tượng nhiễu xạ l Cách tử nhiễu xạ ) Định nghĩa: hệ thống nhiều khe hẹp giống nhau, song song cách mặt phẳng. ♦ Khoảng cách d khe kế tiếp: chu kỳ cách tử. l ♦ Số khe: n = b ) Phân loại: ♦ Cách tử truyền qua b d ♦ Cách tử phản xạ 41 4. Hiện tượng nhiễu xạ Nhiễu xạạ tinh thể ) Chất rắn: nguyên tử (hoặc phân tử, i-ôn) xếp theo trật tự cấu trúc tuần hoàn không gian kích thước nm ⇒ mạng tinh thể. ) Chiếu vào tinh thể chất rắn chùm tia X theo phương hợp với mặt phẳng tinh thể góc θ ⇒ tia X va chạm với nguyên tử mạng ⇒ lệch phương truyền ề ⇒ nhiễu ễ xạ λ ♦ Giao thoa tia nhiễu xa đượ thu th nhận hậ qua peak phổ, thỏa mãn đ/k: 2dsinθ = ± kλ ) Ứng dung: kỹ thuật phân tích cấu trúc chất rắn tinh thể. 2θ 2θ 42 5. Hiện tượng phân cực ánh sáng Ánh sáng tự nhiên r r ) Ánh sáng sóng điện từ với thành phần dao động E B ⊥ với ⊥ phương truyền sóng ⇒ sóng ngang ) Thực nghiệmr cho thấy mắt người cảm thụ thành phần điện trường ⇒ E gọi vector dao động sáng. r y r E r B E y r E x x Phương truyền r E r E z ) Á/s Á/ tự nhiên: ó điện điệ từ r hiê sóng có vector E dao động theo tất phương ⊥ phương truyền truyền. r E r E 43 5. Hiện tượng phân cực ánh sáng Ánh sáng phân cực r ) Sự truyền sóng á/s chịu ảnh hưởng phương dao động vector E r vector t E vàà phương h t ề ⇒ mff truyền ♦ mff chứa dao động. y mf dao động r E ♦ mf chứa phương truyền ⊥ mf dao động ⇒ mf phân cực. ) Khi á/s tự nhiên qua môi trường bất đẳng hướng mặt quang (một số tinh thể) xảy trường hợp giữ lại r pphươngg dao động ộ g vector E ⇒ kính phân cực x mf phân cực Á/ tự Á/s t nhiên hiê Trục phân cực ♦ Á/s sau qua kính phân cực ⇒ ánh sáng phân cực. cực Tinh thể (kính) phân cực Á/s phân cực 5. Hiện tượng phân cực ánh sáng Ánh sángg phân p cực ự r ♦ Ánh sáng phân cực toàn phần: giữ lại dao động E theo phương. r ♦ Ánhr sáng phân cực phần: vector E dao động theo phương ⊥ phương truyền, có phương dao dộng mạnh, có phương dao động yếu. Định luật Malus ) Chiếu Chiế á/s á/ tự t nhiên hiê vào kính kí h phân hâ cực T1 ⇒ quay T1 quanh tia sáng ⇒ cường độ sáng I1 sau T1 ko thay đổi. a1 Á/s tự nhiên r a α Δ1 Δ2 I1 T1 I2 T2 ) Đặt Đặ thêm T2 sau T1 cho h trục quang Δ2 hợp h với ới Δ1góc ó α ⇒ ế quay T2 quanh tia sáng ⇒ biên độ sáng sau T2: a2 = a1cosα. ♦ Cường độ sáng sau T2: I2 = a22 = I1cos2α. ♦ Khi chùm sáng tự nhiên truyền ề qua hệ tinh thểể phân cực, cường độ sáng nhận phía sau hệ tỷ lệ với bình phương cosin góc hợp trục quang tinh thể này. 5. Hiện tượng phân cực ánh sáng Ứng dụng tượng phân cực ánh sáng ) Công nghệ hiển thị hình ảnh dùng vật liệu dạng Tinh thể lỏng ⇒ LCD Kính phân cực (polarizer) Kính lọc mầu (colour filter) Tinh thẻ lỏng (Liquid crystal)) Nguồn điện Kính tráng màng mỏng (TFT) Kí h phân Kính hâ cực (polarizer) Đèn làm nguồn g sángg (Backlit) 46 [...]... E4 + … g p sóng 1 sóng 2 sóng 1 sóng 1 + sóng 2 sóng 2 sóng 1 + sóng 2 11 2 Cơ sở của quang học sóng Nguyên lý Huyghen Bất kỳ một điểm nào trên mặt sóng cũng đều có thể trở thành nguồn sóng thứ cấp phát ánh sáng về phía trước nó, tạo ra mặt sóng mới là kết quả của quá trình chồng chập các sóng thứ cấp này AA’: mặt sóng sơ cấp B A Sóng thứ cấp S1 S2 S3 S4 Nguồn sóng thứ cấp S5 S6 S7 BB’: mặt sóng mới...2 Cơ sở của quang học sóng Cường độ sáng Đại lượng đặc trưng cho độ sáng có trị số bằng năng lượng truyền qua một đơn vị diện tích đặt vuông góc với phương truyền sóng trong một đơn vị thời gian ♦ Cường độ sáng tỷ lệ với bình phương biên độ dao động sáng: I = a2 Nguyên lý chồng chất Khi hai hay nhiều sóng ánh sáng gặp nhau, phương truyền vẫn được giữ... Nguồn sóng thứ cấp S5 S6 S7 BB’: mặt sóng mới ặ g do chồng chập từ các sóng thứ cấp S8 S9 A’ B’ 12 2 Cơ sở của quang học sóng Nguyên lý H N ê Huyghen h Áp dụng giải thích định luật khúc xạ v1 t AD v2 t sin θ 2 = AD sin θ1 = Tia tới sin θ1 v1 = sin θ 2 v2 1 2 Tia khúc xạ 13 3 Giao thoa ánh sáng Hiện tượng Sự chồng chập của hai nguồn sóng kết hợp (có cùng biên độ, cùng tần số và hiệu pha không phụ thuộc... ωt − L2 ⎟ λ ⎝ ⎠ Sóng tổng hợp tại M (cách S1 và S2 1 khoảng D), có: D ♦ L1 và L2: quang lộ trên đoan đường r1 và r2 ⇒ hiệu quang lộ: δ = L2 – L1 ♦ Hiệu pha : Δϕ = 2π λ (L2 − L1 ) 16 3 Giao thoa ánh sáng Cường độ Cực đại và cực tiểu giao thoa k = +2 Khi Δϕ = 2kπ hay L2- L1 = dsinθ = kλ (k = 0, ± 1, ± 2, …) k = +1 S1 ♦ Cực đại giao thoa (những điểm á đ ể sáng nhất) tương ứ hấ ) ứng hiệu quang lộ bằng một... Á/s tới là sóng phẳng ⇒ mf khe là mặt sóng ⇒ các điểm trên đó có cùng pha dao động Dựng các mặt phẳng Σ0, Σ1, Σ2, cách nhau nửa bước sóng và vuông góc với chùm tia nhiễu xạ: L C b B ϕ P D ♦ chia mf khe thành các dải có bề rộng d = (λ/ ) ϕ với số d i /2)sin ới ố dải: n= Màn quan sát b 2bsinϕ = (ϕ = góc lệch của tia nhiễu xạ) λ/2sinϕ λ Σ0 Σ1 Σ2 ♦ Nguyên lý Huyghen: mỗi dải trở thành nguồn phát sóng á/s... AB = BC = ì 21 3 Giao thoa ánh sáng Giao h bả Gi thoa bản mỏng ỏ Độ dày không đổi Khi á/s truyền từ môi trường it n1 chiết quang hơn vào môi trường chiết quang hơn, hay n1 < n2 ⇒ n2 > n1 tia phản xạ trên mặt phân cách sẽ có pha dịch thêm 1800 (tương ứng Pha tia phản xạ nửa bước sóng) ⇒ hiệu pha khi dịch 1800 đó: 2π (L2 − L1 ) + π = π ⎛ 2 (L2 − L1 ) + 1⎞ Δϕ = ⎜ ⎟ λ λ ⎝ ⎠ ♦ Cực đại giao thoa tương ứng... tới Nguồn sáng không bị che chắn Nguồn sáng bị che chắn Nguyên lý Huyghen trong hiện tượng khúc xạ: mỗi điểm trên bề mặt phân cách 2 môi trường quang đều trở thành các nguồn thứ cấp phát ánh sáng về phía trước ⇔ ấ ề đường truyền á/s thay đổi Mặt sóng tới Mặt sóng chồng chập g ập Nguồn thứ câp Tia khúc xạ 26 4 Hiện tượng nhiễu xạ Pháp tuyến của dS p y N Nguyên lý Huyghen - Fresnel Xét dao động sáng tại... nhất) tương ứ hấ ) ứng hiệu quang lộ bằng một số nguyên lần bước sóng (k = 0, ± 1, ± 2, …) S k = +1/2 k=0 S2 k = -1/2 k = -1 k = -3/2 3/2 Khi Δϕ = (2k +1)π hay L2 − L1 = d sin θ = (2k + 1) k = +3/2 λ k = -2 1⎞ ⎛ = ⎜ k + ⎟λ 2 ⎝ 2⎠ Màn quan sát ♦ Cực tiểu giao thoa (những điểm tối nhất) tương ứng hiệu quang lộ bằng một số lẻ lần nửa bước sóng ằ ố ầ 17 3 Giao thoa ánh sáng Cực đại à C đ i và cực tiểu giao... ló ra ngoài ⇒ hình y p g thành 2 tia kết hợp ⇒ có hiện tượng giao thoa Tia tới Thủy tinh Không khí ô G1 α d G2 ♦ Hiệu quang lộ trong trường hợp ánh sáng đi vào bản mỏng: L2 – L1 = 2nkkd cos0 = 2nkkd = 2d ♦ Do nkk < nG1 ⇒ tia phản xạ trên mặt G2 có pha dịch thêm 1800 (tương ứng nửa bước sóng) ⇒ hiệu pha: 2π (L2 − L1 ) + π = π ⎛ 2 (L2 − L1 ) + 1⎞ Δϕ = ⎜ ⎟ λ λ ⎝ ⎠ 23 3 Giao thoa ánh sáng Vân sáng G1 Giao... mặt trên, tạo ra tia phản xạ (1) và tia (2), khúc xạ đi vào bản mỏng, sau đó phản xạ ở bề mặt dưới, rồi tiếp tục khúc xạ đi ra ngoài ⇒ 2 tia xuất phát từ một nguồn tạo ra sóng kết hợp ⇒ có giao thoa ở vị trí quan sát p g q ♦ Hiệu quang lộ: L2 – L1 = n2(AB+BC) - n1AD Tia tới 1 2 θ1 n1 = 1 A n2 = n θ2 D C 2 d B d ; AD = AC.sinθ1 = 2dtgθ2 sinθ1 và n1sinθ1 = n2sin θ2 cos θ 2 ⎛ 1 - sin 2 θ 2 ⎞ 2d − 2n2 . CHƯƠNG IV QUANG HỌCSÓNG QUANG HỌC SÓNG 1.Cácđặctrưng cơ bảncủa quang hình học 2 Cơ sở của quang học sóng 2 . Cơ sở của quang học sóng 3. Giao thoa ánh sáng 4. Hiệntượng nhiễuxạ 5.Hi ệ ntư ợ n g p hân. phầntạinhững điểm g ặ p nhau, E = E 1 + E 2 + E 3 + E 4 +… g p 1 2 3 4 sóng 1 11 sóng 1 sóng 2 sóng 1 + sóng 2 sóng 1 sóng 2 sóng 1 + sóng 2 Nguyên lý Huyghen 2. Cơ sở của quang họcsóng Nguyên lý Huyghen ). cùng mộtmặtphẳng, vuông góc vớimặtphẳng phân cách 2 môi trường. 4 Định luậtphảnxạ và khúc xạ ánh sáng 1. Các đặctrưng cơ bảncủa quang hình học ) Sự phảnxạ ánh sáng: Định luật phản xạ và