Thực nghiệm khảo sát hiện tượng nhiễu xạ fraunhofer qua khe hẹp”

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP.HCM KHOA VẬT LÝ  LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI : GVHD : ThS TRẦN VĂN TẤN SVTH : VÕ THỊ XUÂN THUẬN Niên khóa 2009 - 2013 LỜI CẢM ƠN Một mùa hè lại đến, tôi, thời gian cuối tháng ngày học tập, phấn đấu rèn luyện ghế nhà trường Chỉ thời gian ngắn thôi, phải rời xa mái trường đại học, rời xa người bạn thân yêu, rời xa thầy cô kính mến để bước tiếp nghiệp trồng người Bốn năm học đại học, khoảng thời gian dài đủ để khắc ghi kỉ niệm bên mài trường, thầy cô, bạn bè, khoảng thời gian sống quan tâm, dạy tận tình đầy nhiệt huyết thầy cô Và bốn năm ấy, khoảng thời gian vừa học tâp, rèn luyện để bổ sung, tích lũy kiến thức, kỹ sư phạm cần thiết Vừa trao dồi mặt đạo đức để trở thành người giáo viên tốt tương lai, tự tin đứng bục giảng Với tôi, có ngày hôm nay, cố gắng thân nhờ công lao dạy dỗ, dìu dắt, tận tình bảo yêu thương quý thầy cô Cha mẹ - Người cho sống, Thầy cô – Người cho tồn đời này, cho tảng kiến thức vững Lời thầy cô dạy “ hư người thầy hư hệ…” công ơn thầy cô suốt đời , em xin nguyện ghi nhớ mãi, không đền đáp Chỉ mong quý thầy cô nhận nơi em tình cảm chân thành lòng biết ơn sâu sắc Em xin chân thành cám ơn Ban giám hiệu, quý Thầy cô trường Đại học Sư Phạm Tp.HCM đặc biệt quý thầy cô khoa Vật Lý tạo điều kiện thuận lợi cho em học tập, rèn luyện trao dồi kiến thức giúp đỡ em hoàn thành tốt luận văn tốt nghiệp lần Và em không quên bảo hướng dẫn nhiệt tình thầy Trần Văn Tấn với hỗ trợ giúp đỡ tận tâm thầy Nguyễn Hoàng Long, cô Ngô Thị Phương…trong suốt tiến trình em thực luận Cuối em xin gửi lời cảm ơn chân thàh đến Thầy cô, gia đình ban bè cổ vũ, động viên, khích lệ tinh thần cho em suốt trình học tập thực luận văn lần Một lần em xin chân thành cám ơn gửi đến quý Thầy cô lời kính chúc sức khỏe LỜI MỞ ĐẦU Trong thời đại phát triển khoa học công nghệ nay, người không ngừng tìm tòi, nghiên cứu, đưa thành tựu khoa học vào lao động, sản xuất, công nông nghiệp, y học,… Và để đóng góp thành tựu Vật lý học phải trải qua muôn vàng khó khăn thử thách Là môn khoa học đời sớm nhân loại, Vật lý học cổ điển Là hệ thống lý thuyết dựa tảng vững học Newton, lý thuyết điện từ học Maxwell bắt đầu đưa kiểm chứng lý thuyết thực nghiệm Nhưng đến đầu kỉ 19, số vấn đề lớn khiến nhà Vật lý giải thích lý thuyết Vật lý học cổ điển tượng: xạ vật đen tuyệt đối, bền vững nguyên tử…và đặc biệt giao thoa nhiễu xạ ánh sáng tượng mà quang hình lý giải Để giải thích tượng dựa vào thuyết sóng ánh sáng Cũng giống ngành khoa học khác, giới Vật lý phong phú, đa dạng muôn màu muôn vẻ Cơ, Nhiệt, Điện, Quang phận thiếu ngành Vật lý học Mỗi lĩnh vực nghiên cứu vấn đề khác hỗ trợ, bổ sung cho nhau, góp phần làm hoàn thiện môn học vốn chứa dựng bí ẩn,luôn thúc người tìm tòi nghiên cứu giải thích tượng, kỳ bí vũ trụ Từ lúc học Trung học, phần Quang học phần khó, với trừu tượng, mơ hồ khó hiểu Những học phải liên hệ thực tế, tượng chưa hoàn toàn giải thích được: cầu vồng xuất sau mưa, đũa bỏ vào ly nước hình ảnh tự dưng bị gãy khúc hay bong bóng xà phòng lấp lánh nhiều màu sắc… Lên bậc Đại học, cảm nhận Quang học môn học hay, thú vị, ứng dụng giải thích nhiều tượng đời sống Những điều thúc tạo hứng thú cho tìm đến với môn học Khác với quang hình học, quang học sóng khó hình dung tượng mà lý thuyết liên quan thời sóng gió vật lý học nhân loại Trong hai tượng quan trọng giao thoa nhiễu xạ ánh sáng, hai tượng thể rõ chất sóng ánh sáng Và lần tiến hành thí nghiệm nhiễu xạ qua khe hẹp, bị thu hút, thú vị hệ vân sáng tối xen kẽ lẫn Còn riêng thân tôi, kiến thức giải thích tượng nhiễu xạ qua khe hẹp nhiều hạn chế, mơ hồ chưa rõ ràng Vì đề tài luận văn lần này, mong có thêm hội nghiên cứu kỹ , tiếp thu, hiểu đầy đủ giải thích chặt chẽ tượng nhiễu xạ ánh sáng Đồng thời hy vọng luận văn làm tài liệu cho bạn sinh viên học đến phần Quang học Trong luận “ Thực nghiệm khảo sát tượng nhiễu xạ Fraunhofer qua khe hẹp”, nội dung trình bày gồm có hai phần sau: Phần I: Lý thuyết tượng nhiễu xạ Fraunhofer qua khe hẹp Trong phần này, trình bày cách ngắn gọn, chứng minh đầy đủ tượng nhiễu xạ ánh sáng qua khe hẹp Đồng thời xác định vị trí cực đại, cực tiểu, cường độ vân nhiễu xạ giao thoa nhiễu xạ qua khe, hai khe ,…, N khe lỗ tròn Đối với nhiễu xạ từ hai khe trở lên tượng nhiễu xạ ánh sáng, có giao thoa chùm tia nhiễu xạ Phần II : Thực nghiệm khảo sát nhiễu xạ Fraunhofer qua khe hẹp Trong phần khảo sát nhiễu xạ qua khe, khe, N khe lỗ tròn + Đối với khe: Khảo sát hệ vân nhiễu xạ, xác định bước sóng đèn Lazer, xác định vị trí tiểu, cực đại nhiễu xạ, khảo sát cường độ sáng tỉ đối cực đại nhiễu xạ qua khe có bề rộng khác + Đối với hai khe: Khảo sát hình ảnh nhiễu xạ qua khe, phụ thuộc số vân vào bề rộng khoảng cách hai khe +Đối với n khe: Khảo sát hình ảnh nhiễu xạ qua N khe, xác định khoảng cách hai cực đại giao thoa + Đối với lỗ tròn: Khảo sát kiểm chứng hình dạng hệ vân qua lỗ tròn Ngoài có phần “ Phụ lục” bổ sung thêm nội dung trình bày ngắn gọn Mặc dù có nhiều cố gắng thời gian điều kiện hạn chế nên luận nhiều thiếu sót Tôi mong nhận bảo, sữa chữa đóng góp ý kiến quý thầy cô bạn Luận văn tốt nghiệp - Thực nghiệm khảo sát nhiễu xạ Fraunhofer qua khe hẹp MỤC LỤC PHẦN I: LÝ THUYẾT VỀ HIỆN TƯỢNG NHIỄU XẠ FRAUNHOFER QUA KHE HẸP PHẦN I: LÝ THUYẾT VỀ HIỆN TƯỢNG NHIỄU XẠ FRAUNHOFER QUA KHE HẸP .5 Chương I : TỔNG QUAN VỀ GI O THO NH NG Chương II: HIỆN TƯỢNG NHIỄU XẠ Gi i thiệ I II C th nghiệ ầ nhiễ nh ng Thí nghiệm Thí nghiệm Chương III: NG N Th nghiệ I II Ng H ịnh ề F III IV n H Ng gh n n n tắ Gi i thiệ II GHEN - FRESNEL gh n Chương IV: NHIỄ I H 10 ụng ng ẠF n H gh n- Fresnel 12 NHOFE 14 14 th nghiệ 14 Nguyên tắc áp dụng nhiễu xạ Fraunhofer 14 thí nghiệm 15 SVTH: Võ Thị Xuân Thuận GVHD: Thầy Trần Văn Tấn Luận văn tốt nghiệp - Thực nghiệm khảo sát nhiễu xạ Fraunhofer qua khe hẹp III Nhiễ ạF nh h hẹ 15 Nhiễ t h 16 Nhiễ h i khe 22 Nhiễu xạ qua nhiều khe hẹp 35 Cách tử nhiễu xạ 48 IV Nhiễu xạ Fraunhofer qua m t lỗ tròn 55 Phương h hi i Fresnel 55 Nhiễu xạ Fraunhofer qua lỗ tròn 58 PHẦN II: Error! Bookmark not defined THỰC NGHIỆM KHẢO SÁT NHIỄU XẠ FRAUNHOFER QUA KHE HẸP63 PHẦN THỰC NGHIỆM 64 MỤC ÍCH 64 I II NGUYÊN TẮC 64 Nhiễu xạ qua khe hẹp 64 Nhiễu xạ qua lỗ tròn 71 III DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM 72 Ngu n Laser ( He – Ne) 72 Tế bà M ng iện 72 ường sáng (microvoltmeter) 73 Khe nhiễu xạ 73 Hệ thống thấu kính 74 Gương hẳng 75 IV BỐ TRÍ THÍ NGHIỆM 75 V CÁCH TÍNH SAI SỐ 77 SVTH: Võ Thị Xuân Thuận GVHD: Thầy Trần Văn Tấn Luận văn tốt nghiệp - Thực nghiệm khảo sát nhiễu xạ Fraunhofer qua khe hẹp TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM VÀ LẤY KẾT QUẢ 78 A Tiến hành chung 78 M ngu n Laser 78 iều chỉnh chùm tia Laser thấu kính 78 ối v i riêng khe 79 B I Nhiễu xạ qua m t khe 79 ịnh bư c sóng củ ịnh vị trí cự ịnh ường ô vân èn z – HE – NE 80 ại, cực tiễu nhiễu xạ 84 ng nhiễu xạ m t khe 87 II Nhiễu xạ qua hai khe hẹp 92 ịnh bề r ng khoảng cách hai khe củ h ôi 92 ịnh số vân sáng, vân tối vân nhiễu xạ 93 ịnh vị trí cực tiểu nhiễu xạ, cự ại cực tiểu giao thoa vâ nhiễu xạ 96 III IV Nhiễu xạ qua N khe 103 ịnh khoảng cách hai cự ại vân nhiễu xạ 103 IV NHIỄU XẠ QUA LỖ TRÒN 110 Cách tiến hành 110 2 Báo cáo kết thí nghiệm 110 SVTH: Võ Thị Xuân Thuận GVHD: Thầy Trần Văn Tấn Luận văn tốt nghiệp - Thực nghiệm khảo sát nhiễu xạ Fraunhofer qua khe hẹp PHẦN I: LÝ THUYẾT VỀ HIỆN TƯỢNG NHIỄU XẠ FRAUNHOFER QUA KHE HẸP SVTH: Võ Thị Xuân Thuận GVHD: Thầy Trần Văn Tấn Luận văn tốt nghiệp - Thực nghiệm khảo sát nhiễu xạ Fraunhofer qua khe hẹp PHẦN I: LÝ THUYẾT VỀ HIỆN TƯỢNG NHIỄU XẠ FRAUNHOFER QUA KHE HẸP Chương I : TỔNG QUAN VỀ GIAO THOA ÁNH SÁNG Trong môi trường suốt đồng tính ánh sáng truyền theo đường thẳng Nhưng lúc định luật truyền thẳng ánh sáng Đối với sóng ánh sáng riêng biệt, tồn không làm thay đổi truyền sóng khác môi trường Khi có gặp hai hay nhiều sóng riêng biệt, kết hợp dẫn đến phân bố lại cường độ sáng không gian Có vị trí cường độ tăng cường, có vị trí cường độ ánh sáng bị triệt tiêu Đó giao ánh sáng Ngoài ra, tượng nhiễu xạ ánh sáng làm cho định luật truyền thẳng ánh sáng không hoàn toàn, tượng chùm tia sáng bị lệch phương gặp vật cản mà phản xạ hay khúc xạ Đây tượng đặc trưng chung trình truyền sóng phần mặt sóng bị chặn vật cản Giao thoa nhiễu xạ hai tượng quan trọng thể rõ chất sóng ánh sáng, mà Quang hình học cuối kỷ XVIII không tài giải thích Các tượng quang học như: giao thoa, nhiễu xạ, phân cực ánh sáng giải thích dựa vào thuyết sóng ánh sáng Và để giải thích tượng này, tiếp nghiên cứu thêm tượng nhiễu xạ ánh sáng SVTH: Võ Thị Xuân Thuận GVHD: Thầy Trần Văn Tấn Luận văn tốt nghiệp - Thực nghiệm khảo sát nhiễu xạ Fraunhofer qua khe hẹp Kế ả a Nhiễ ự t ỗ t òn Th ết ả th ết Th ết ả thự hành  R = 0.5 mm SVTH: Võ Thị Xuân Thuận 111 GVHD: Thầy Trần Văn Tấn Luận văn tốt nghiệp - Thực nghiệm khảo sát nhiễu xạ Fraunhofer qua khe hẹp  R = 1mm Nhận ét: Qua kết thực nghiệm cho thấy, hệ vân nhiễu xạ Fraunhofer qua lỗ tròn hệ tròn, sáng tối xen kẽ lẫn Càng xa bề dày vân tròn nhỏ cường độ vân giảm theo, cường độ sáng chủ yếu tập trung vào vân tròn trung tâm Bán kính lỗ nhỏ bề dày vân tròn lớn, hệ vân thu vòng tròn Như kết thực nghiệm hoàn toàn phù hợp với kết lý thuyết b Nhiễ Th th h i ỗ t òn ết SVTH: Võ Thị Xuân Thuận 112 GVHD: Thầy Trần Văn Tấn Luận văn tốt nghiệp - Thực nghiệm khảo sát nhiễu xạ Fraunhofer qua khe hẹp Th ết ả thự hành  R = 0.5mm d = 1.5mm SVTH: Võ Thị Xuân Thuận 113 GVHD: Thầy Trần Văn Tấn Luận văn tốt nghiệp - Thực nghiệm khảo sát nhiễu xạ Fraunhofer qua khe hẹp  R = 0.25mm d = 1mm Nhận ét Tương tự nhiễu xạ qua hai khe, ánh sáng qua hai lỗ tròn, tựợng nhiễu xạ lỗ gây ra, xuất hiện tượng giao thoa hai chùm ánh sáng tới Hệ vân nhiễu xạ vân tròn đồng tâm, sáng tối xen kẽ lẫn Và giao thoa làm xuất cực đại giao thoa vân tròn trung tâm, vân sáng, thẳng hình quan sát Khi bán kính lỗ tròn tăng , cường độ ánh sáng qua khe lớn, hệ vân thu rõ ràng sắc nét SVTH: Võ Thị Xuân Thuận 114 GVHD: Thầy Trần Văn Tấn KẾT LUẬN Qua trình nghiên cứu tiến hành khảo sát tượng nhiễu xạ qua khe hẹp, cho hiểu sâu tượng nhiễu xạ Fraunhofer thu kết thực nghiệm sau: Phần I : Trình bày chứng minh, bổ sung chi tiết lý thuyết nhiễu xạ Fraunhofer qua khe hẹp học Phần II: Thực nghiệm khảo sát kiểm chứng nhiễu xạ qua khe hẹp Fraunhofer Trong phần đạt yêu cầu sau:  Đối với nhiễu xạ qua khe: + Dựa vào vị trí cực tiểu nhiễu xạ thứ nhất, xác định bước sóng đơn sắc tương đối xác đèn Lazer   6329  2.2477(A) (bước sóng xác  = 6328A) + Dựa vào mẫu hình nhiễu xạ thực nghiệm quan sát màn, cho thấy bề rộng cường độ vân phụ thuộc vào bề rộng khe + Kiểm chứng lại công thức xác định cực tiểu nhiễu xạ X t  k đại nhiễu xạ xs  (2k  1) L 2a  a L cực thông qua việc xác định vị trí cực tiểu cực đại nhiễu xạ + Vẽ đồ thị thể cường độ sáng tỉ đối hệ vân khe khác Qua cho thấy 90% lượng tập trung vào vân nhiễu xạ  Đối với nhiễu xạ qua hai khe: Tiến hành so sánh lý thuyết thực nghiệm, chứng minh số vân phụ thuộc vào tỉ số bề rộng khoảng cách hai khe + Xác định số liệu xác số hệ hai khe hẹp + Khảo sát số cực đại vân nhiễu xạ vân nhiễu xạ + Kiểm nghiệm hai tượng giao thoa nhiễu xạ qua trường hợp d d   ( số liệu khe không xác nên có thêm trường a a hợp này) việc xác định kiểm chứng công thức vị trí cực tiểu nhiễu xạ, cực đại cực tiểu giao thoa  Đối với nhiễu xạ N khe + Xác định hệ vân nhiễu xạ qua N khe + Khảo sát công thức xác định khoảng cách cực đại liên tiếp: x   d L Đối với nhiễu xạ qua lỗ tròn:Đã xác định hình ảnh nhiễu xạ chùm tia sáng qua lỗ lỗ tròn hệ vân tròn đồng tâm, sáng tối xen kẽ lẫn Riêng nhiễu xạ qua hai lỗ tròn tượng nhiễu xạ thấy tượng giao thoa thông qua hệ vân chúng Vậy thông qua việc thực nghiệm khảo sát nhiễu xạ qua khe hẹp lần này, việc kiểm nghiệm lại lý thuyết nhiễu xạ Fraunhofer qua khe hẹp, lần chứng minh ánh sáng có chất sóng.Và quan sát nhiễu xạ qua N khe thấy hai tượng xuất đồng thời: Nhiễu xạ ánh sáng qua khe hẹp giao thoa N chùm tia nhiễu xạ Hướng phát triển đề tài: Do thời gian hạn chế nên việc thực đề tài gặp nhiều khó khăn Nếu có nhiều thời gian mở rộng nghiên cứu khảo sát thêm phân bố cường độ sáng qua khe, N khe, lỗ tròn phân bố hệ vân sử dụng nguồn ánh sáng trắng nguồn hỗn tạp Như đề tài hoàn thiện đầy đủ NHẬN XÉT TIẾN TRÌNH TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM Những khó khăn hạn chế - Việc điều chỉnh cho hai thấu kính L1, L2 đồng trục với khó nên cường độ sáng phân bố hai bên không đồng Vì hệ vân hai bên không đối xứng qua vân sáng trung tâm - Mặc dù che thêm rất nhiều cửa, phòng thí nghiệm chưa thật tối, nhiễu ánh sáng từ bên Nên việc tiến hành đo đạc khoảng cách, xác định vị trí vân chưa xác không cao - Khi dùng gương để tăng bề dày vân nhiễu xạ lớp bán mạ phía sau gương không dày bị trầy ( tróc) nên cường độ sáng tới gương bị hao hụt nhiều truyền thẳng phía sau - Vì sử dụng đèn Lazer nguồn sáng điểm nên hệ vân thu điểm sáng - Khi chụp lại mẫu hình nhiễu xạ: + Đối với khe đơn : 90% lượng tập trung vào cực đại nhiễu xạ, mắt quan sát kỹ ta thấy vân sáng bậc 2,3 Nhưng khó để chụp ảnh vân + Đối với N khe : cường độ cực đại lớn nhiều so với cường độ cực đại phụ, nên khó xác định chụp lại ảnh cực đại phụ Riêng trường hợp cách tử quan sát - Bề rộng vân phụ thuộc vào khoảng cách L, L cách quan sát lớn việc đo đạc khó xác - Việc điều chỉnh ảnh nhiễu xạ vào khe tế bào quang điện (cảm biến ) hay dịch chuyển cảm biến để đo cường độ vân tay khó nên mẫu hình nhiễu xạ, đồ thị cường độ vân không đặn đối xứng theo lý thuyết - Máy đo cường độ sáng nhạy nên dịch chuyển cảm biến cường độ vân hiển thị bảng số không ổn định - Đối với nhiễu xạ qua hai khe, số liệu khe nên gây cản trở cho việc xác định xác định số vân vị trí vân qua nhiễu xạ Biện pháp khắc phục - Phải dùng gương phản xạ có lớp bán mạ phía sau dày, tốt để hạn chế mát cường độ sáng - Khi tiến hành đo thí nghiệm nên thực vào buổi chiều, hạn chế ánh sáng nhiễu tốt - Phòng thí nghiệm phải trang bị hoàn toàn tối - Các thiết bị đo cường độ vân phải nhạy, sử dụng tốt - Để khắc phục việc chụp ảnh, nên chọn máy ảnh tốt, có độ sắc nét cao Nên đặt chậu nước phía quan sát để thu bớt tia sáng hay quan sát gương mờ ta chụp hình từ phía sau Để hiệu ta cần đặt kính lọc màu trước vật kính máy ảnh - Để đo xác thông số khe nên dùng kính hiển vi đo lại giá trị - Có thể thực việc đo đạc số liệu vào buổi chiều bị nhiễu ánh sáng PHỤ LỤC A Nhiễu xạ qua lỗ hổng hình chữ nhật Giả sử chắn E lỗ hổng có dạng hình chữ nhật cạnh a, b Chiếu chùm tia sáng tới song song theo phương SP0 qua lỗ hình chữ nhật ( theo hình ) Ta khảo sát cường độ ánh sáng nhiễu xạ theo phương OP Chọn dao động P (∞) ứng với tia SOR làm tia gốc ( tia qua điểm O 2 t làm gốc) có phương trình sóng : S0  a0 cos (1) T Khi dao động R (∞) truyền từ diện tích vi cấp d = dx*dy lân cận t r1  r2  )d  T  2  ds d , P  K ( ,  ')a cos(t  )d  ds d , P  K ( ,  ')a0 cos 2 (  điểm O : Phương trình sóng tổng hợp P E :   S P   Ka0 cos  t  2 d  (2)   () Trong đó: r1 + r2 = : hiệu quang lộ tia nhiễu xạ qua O tia nhiễu xạ qua M : diện tích lỗ hình nhật Xét hiệu quang lộ hai tia SMP SOP là:  = ( SMP) –(SOP ) = ( SM + MP) –( SO + OP) = (SM – SO) + ( MP – OM) = MH + MH’ = xsin i0 + xsini = x( sini  sin i0) = x (3) Với  = sini  sin i0 Trong đó: i0, i góc hợp tia tới tia nhiễu xạ so với phương nằm ngang x: khoảng cách từ O đến vị trí M cần xét x   Thay (3) vào (2) ta : SP   Ka0 cos  t  2 d  (4)    ( ) Chọn trục tọa độ mặt phẳng lỗ Ox, Oy ( biểu diễn hình) Khi chùm tia sáng qua khe hẹp, gặp vật cản nhiễu xạ theo nhiều phương khác nhau, ta xét phương OP theo phương Ox nên d = bdx x[-a/2; a/2]  SP  x   Ka0b cos  t  2 dx     a /2 a /2  a /2  Ka0b  cos(t  2  a /2 a /2 =  Ka0b  x )dx  (cost *cos 2  a /2 x x  sin 2 *sin t )dx   a /2 a /2  x x   Ka0b cos t  cos 2 dx  sin t  sin 2 dx      a /2  a /2   Ka0b  cos tI1  sin tI  a /2   a /2 a /2   2  x 2  dx   cos  xdx  sin  x Với I1 =  cos 2     2   a /2  a /2       a /2   2*  a *sin( ) 2   a /2 I2    a /2 sin 2  a  a sin   a*     a   sin x dx  ( cận chẵn, hàm hàm lẻ)  Vậy phương trình sóng P là:   a sin  a sin u   S P  Ka0b cos t  A0 cos t  A0 cos t   u a a    S P  A cos t (5) sin Với : A0 = Ka0ba  sin  a sin u  A = A0  A0  u a   u  (sin i  sin i0 )a  (6) So sánh với (5) với (1) ta thấy: Phương trình sóng gây lỗ hổng đồng pha với phương trình sóng tia qua điểm lỗ hổng, với biên độ thay biểu thức (6) Vậy A0 biên độ dao động tổng hợp theo phương OP, nghĩa ảnh hình học B CÁCH SỬ DỤNG PHẦN MỀM ORIGIN VẼ ĐỒ THỊ CƯỜNG ĐỘ TỈ ĐỐI CỦA CÁC VÂN CỰC ĐẠI Tiến hành đo đạc, sử lý số liệu chuẩn Sử dụng phần mềm Origin để vẽ đồ thị Mở phần mềm Origin có dạng sau : Chọn số liệu nhập vào cột A bảng biểu Nhập số liệu cột B bảng biểu Xác định tên đại lượng cho cột Chọn công cụ vẽ đồ thị Chỉnh sữa hình dạng, sai số, màu sắc… đồ thị TÀI LIỆU THAM KHẢO  Tiếng Việt [1] David Halliday – Robert Resnick – Jearl Walker, Cơ sở Vật Lý ( Tập sáu) : Quang học vật lý lượng tử , [61;125], nhà xuất giáo dục Tp HCM (1999) [2] Nguyễn Trần Trác, Diệp Ngọc Anh, Giáo trình Quang học , 2005, Nhà xuất đại học Quốc gia thành phố Hồ Chí Minh [3] Lê Khắc Bình, Quang học sóng, 2006, Nhà xuất đại học Quốc gia thành phố Hồ Chí Minh [4] Vũ Quang, Giáo trình Quang học, 1983, Nhà xuất Giáo dục Website: [5] http://360.thuvienvatly.com/bai-viet/dien-quang/339-su-nhieu-xa-anh-sang [6] http://dethi.violet.vn/present/show?entry_id=8914542 [7] http://vi.wikipedia.org/wiki/Nguy%C3%AAn_l%C3%BD_Huygens-Fresnel [8] http://en.wikipedia.org/wiki/Huygens–Fresnel_principle [...]... nghiệp - Thực nghiệm khảo sát nhiễu xạ Fraunhofer qua khe hẹp Chương IV: NHIỄU XẠ FRAUNHOFER ệ I Nhiễu xạ là hiện tượng chùm tia sáng bị lệch phương truyền sáng khi gặp vật cản, tạo ra những vân giao thoa khi cho một chùm tia sáng truyền qua một khe hở hay đi rất sát cạnh của một vật chắn sáng Khi đặt vật cản và màn quan sát trong một khoảng cách giới nội, ta có thể quan sát được hình ảnh nhiễu xạ do... tốt nghiệp - Thực nghiệm khảo sát nhiễu xạ Fraunhofer qua khe hẹp Chương II: HIỆN TƯỢNG NHIỄU XẠ ệ I Các thí nghiệm trong giao thoa ánh sáng đã chứng minh thành công ánh sáng có bản chất song và sự truyền thẳng của nó Tuy nhiên, các thí nghiệm này vẫn chưa làm rõ được một số hiện tượng quang học như: sự phát xạ, khúc xạ ánh sáng và một số trường hợp ánh sáng không đi đường thẳng mà đi vòng qua các chướng... sáng trên một cơ sở thực nghiệm vững vàng khi chứng minh rằng hai sóng ánh sáng chồng lên nhau có thể giao thoa với nhau Từ đó thấy được hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng khi qua 2 khe hẹp Sơ đồ thí nghiệm của Young : SVTH: Võ Thị Xuân Thuận 22 GVHD: Thầy Trần Văn Tấn Luận văn tốt nghiệp - Thực nghiệm khảo sát nhiễu xạ Fraunhofer qua khe hẹp Hình 10: Sơ đồ thí nghiệm của ánh sáng qua khe Young Khi cho ánh... đi qua khe theo các góc khác nhau Theo nguyên lý Huyghens – Fresnel mỗi điểm của mặt sóng đạt tới khe là một nguồn phát ra sóng thứ cấp truyền theo các phương khác nhau Hình 7: Sơ đồ thí nghiệm nhiễu xạ qua một khe hẹp – khi cho chùm tia sáng song song qua khe hẹp ta thu được hệ vân nhiễu xạ trên màn quan sát Kết quả TN: ảnh nhiễu xạ thu về một đường thẳng PX thẳng góc với khe Phương trình sóng qua khe. .. thẳng mà đi vòng qua các chướng ngại vật, ảnh của một lỗ nhỏ, của một khe hẹp là những vân sáng tối, xen kẽ lẫn nhau Đó chính là vân nhiễu xạ của hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng Và để tìm hiểu các hiện tượng nhiễu xạ như thế nào, chúng ta tìm hiểu về các thí nghiệm biểu diễn, mở đầu cho hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng ệ II ễ Quan sát nhiều thí nghiệm ta thấy rằng, khi ánh sáng truyền vào một môi trường trong... qua 2 khe ta thay màn D của nhiễu xạ bởi 1 khe hẹp bằng một màn chắn D’ có 2 khe hẹp, độ rộng của mỗi khe là a và khoảng cách giữa hai khe là d Hình 11: Sơ đồ biểu diễn đường truyền của tia sáng qua hai khe hẹp và ảnh hình học của nguồn S trên màn quan sát SVTH: Võ Thị Xuân Thuận 23 GVHD: Thầy Trần Văn Tấn Luận văn tốt nghiệp - Thực nghiệm khảo sát nhiễu xạ Fraunhofer qua khe hẹp b Bi n nhiễ ạ tổng... chùm tia nhiễu xạ là các chùm tia song song nên thừa số xiên k có cùng một trị số hay , ’ là hằng số, do đó có thể mang ra ngoài dấu tích phân - Khi cho chùm tia nhiễu xạ đi qua điểm giữa của vật nhiễu xạ thì r1  r2   là hiệu quang lộ của tia tới đi qua gốc và điểm M đang xét SVTH: Võ Thị Xuân Thuận 14 GVHD: Thầy Trần Văn Tấn Luận văn tốt nghiệp - Thực nghiệm khảo sát nhiễu xạ Fraunhofer qua khe hẹp... nghiên cứu nên được gọi là nhiễu xạ Fraunhofer Để quan sát rõ được hiện tượng nhiễu xạ Fraunhofer ta bố trí thí nghiệm quan sát sau : ệ II 1 Nguyên tắc áp dụng nhiễu xạ Fraunhofer Xét 1 điểm P bất kỳ có phương trình sóng: SP  t r r cos[2 (  1 2 )   ]d T  1 2 a  k ( , ') r r () (4.1) - Màn và nguồn đặt ở rất xa nên r1, r2 đều lớn vô hạn - Chùm tia tới và chùm tia nhiễu xạ là sóng phẳng nên biên... tốt nghiệp - Thực nghiệm khảo sát nhiễu xạ Fraunhofer qua khe hẹp Khi k = 1 ứng với trường hợp vân sáng bậc 1( ứng với 1 cực đại giao thoa) nên số cực đại giao thoa trong vân giữa nhiễu xạ là : n = [(Bề rộng vân giữa nhiễu xạ) / ( Bề rộng 1vân giao thoa)] + 1 n 2  a  1  2d  1  a d (4.23) Nhưng thực tế có hai vị trí vân cực đại trùng với vị trí cực tiểu nhiễu xạ nên chúng ta chỉ quan sát được n... sáng đi qua khe bị loe ra do nhiễu xạ và gặp 2 lỗ kim S1, S2 trên màn B S1, S2 được xem như những nguồn phát ra sóng thứ cấp và tại 2 khe này lại tiếp tục nhiễu xạ một lần nữa Hai sóng phát ra là sóng cầu chồng trên nhau lan truyền vào không gian phía bên phải của màn B và chúng có thể giao thoa với nhau Tương tự thí nghiệm của Young , trong phòng thí nghiệm, để khảo sát hiện tượng nhiễu xạ qua 2 khe ta ... lên tượng nhiễu xạ ánh sáng, có giao thoa chùm tia nhiễu xạ Phần II : Thực nghiệm khảo sát nhiễu xạ Fraunhofer qua khe hẹp Trong phần khảo sát nhiễu xạ qua khe, khe, N khe lỗ tròn + Đối với khe: ... đến phần Quang học Trong luận “ Thực nghiệm khảo sát tượng nhiễu xạ Fraunhofer qua khe hẹp”, nội dung trình bày gồm có hai phần sau: Phần I: Lý thuyết tượng nhiễu xạ Fraunhofer qua khe hẹp Trong... defined THỰC NGHIỆM KHẢO SÁT NHIỄU XẠ FRAUNHOFER QUA KHE HẸP63 PHẦN THỰC NGHIỆM 64 MỤC ÍCH 64 I II NGUYÊN TẮC 64 Nhiễu xạ qua khe hẹp 64 Nhiễu xạ qua