Bài 25 SỰ GIAO THOA ÁNH SÁNG I MỤC TIÊU BÀI HỌC - Trình bày thí nghiệm giao thoa ánh sáng - Nêu vân sáng, vân tối kết giao thoa ánh sáng - Nêu điều kiện để xảy tượng giao thoa ánh sáng - Nêu tượng giao thoa chứng tỏ ánh sáng có tính chất sóng nêu tư tưởng thuyết điện từ ánh sáng - Nêu ánh sáng đơn sắc có bước sóng xác định - Nêu chiết suất môi trường phụ thuộc vào bước sóng ánh sáng chân không II PHƯƠNG TIỆN DẠY HỌC - Dụng cụ thí nghiệm giao thoa sóng ánh sáng khe Yâng III HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC Kiểm tra cũ : Trình bày thí nghiệm Niu-tơn tán sắc ánh sáng - Trình bày thí nghiệm ánh sáng đơn sắc Niu-tơn Bài Hoạt động 1: Tìm hiểu tượng nhiễu xạ ánh sáng Hoạt động GV Hoạt động hs Nội dung - Mô tả tượng nhiễu xạ - HS ghi nhận kết thí I Hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng ánh sáng nghiệm thảo luận để giải thích tượng - O nhỏ → D’ lớn so với D - Nếu ánh sáng truyền thẳng OS D D’ lại có tượng - Hiện tượng truyền sai lệch so với trên? - HS ghi nhận tượng truyền thẳng ánh sáng gặp vật cản gọi → gọi tượng tượng nhiễu xạ ánh sáng nhiễu xạ ánh sáng → tượng nào? - Chúng ta giải thích thừa nhận ánh - HS thảo luận để trả lời - Mỗi ánh sáng đơn sắc coi sóng sáng có tính chất sóng, có bước sóng xác định tượng tương tự tượng nhiễu xạ sóng mặt nước gặp vật cản Hoạt động 2: Tìm hiểu tượng giao thoa ánh sáng - Mô tả bố trí thí nghiệm Y- - HS đọc Sgk để tìm hiểu kết II Hiện tượng giao thoa ánh sáng âng thí nghiệm Thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng M F1 Đ - Hệ vạch sáng, tối → hệ vận giao thoa - Y/c Hs giải thích lại - HS ghi nhận kết thí nghiệm - Kết thí nghiệm F K F2 Vân sáng Vân tối A O B L xuất vân sáng, tối M? - Trong thí nghiệm này, bỏ M không? - Vẽ sơ đồ rút gọn thí nghiệm Y-âng - Lưu ý: a x thường bé (một, hai milimét) Còn D thường từ vài chục đến hàng trăm xentimét, lấy gần đúng: d2 + d1 ≈ 2D giải thích giao thoa hai sóng: + Hai sóng phát từ F1, F2 hai sóng kết hợp + Gặp M giao thoa với - Không “được” mà “nên” bỏ, để ánh sáng từ F1, F2 rọi qua kính lúp vào mắt, vân quan sát sáng Nếu dùng nguồn laze phải đặt M - Ánh sáng từ bóng đèn Đ → M trông thấy hệ vân có nhiều màu - Đặt kính màu K (đỏ…) → M có màu đỏ có dạng vạch sáng đỏ tối xen kẽ, song song cách - Giải thích: Hai sóng kết hợp phát từ F1, F2 gặp M giao thoa với nhau: + Hai sóng gặp tăng cường lẫn → vân sáng + Hai sóng gặp triệt tiêu lẫn → vân tối - HS dựa sơ đồ rút gọn với GV tìm hiệu đường hai sóng đến A Vị trí vân sáng H F1 I a F2 A d1 d2 D x O B M - Để A vân sáng hai sóng gặp A phải thoả mãn điều kiện gì? - Tăng cường lẫn hay d2 – d1 = kλ λD xk = k a → với k = 0, ± 1, ±2, … Gọi a = F1F2: khoảng cách hai nguồn kết hợp D = IO: khoảng cách từ hai nguồn tới M λ: bước sóng ánh sáng d1 = F1A d2 = F2A quãng đường hai sóng từ F1, F2 đến điểm A vân sáng O: giao điểm đường trung trực F1F2 với x = OA: khoảng cách từ O đến vân sáng A - Hiệu đường δ 2ax δ = d2 − d1 = d2 + d1 - Vì D >> a x nên: d2 + d1 ≈ 2D ax d2 − d1 = D → - Để A vân sáng thì: d2 – d1 = kλ - Làm để xác định vị trí vân tối? - Lưu ý: Đối với vân tối khái niệm bậc giao thoa - Vì xen hai vân sáng vân tối nên: d2 – d1 = (k’ + )λ λD x k ' = ( k '+ ) a với k’ = 0, ± 1, ±2, … - GV nêu định nghĩa khoảng vân - Ghi nhận định nghĩa - Công thức xác định khoảng vân? λD i = xk +1 − xk = [(k + 1) − k ] a λD i= a → - Tại O, ta có x = 0, k = δ = không phụ thuộc λ - Quan sát vân giao thoa, - Không, ánh sáng nhận biết vân đơn sắc → để tìm sử dụng vân không? - Y/c HS đọc sách cho ánh sáng trắng biết tượng giao thoa - HS đọc Sgk thảo luận ánh sáng có ứng dụng để ứng dụng tượng giao thoa làm gì? Hoạt động 3: Tìm hiểu bước sóng màu sắc - Y/c HS đọc Sgk cho biết - HS đọc Sgk để tìm hiểu quan hệ bước sóng màu sắc ánh sáng? - Hai giá trị 380nm 760nm gọi giới hạn phổ nhìn thấy → xạ có bước sóng nằm phổ nhìn thấy giúp cho mắt nhìn vật phân biệt màu sắc - Quan sát hình 25.1 để biết bước sóng màu quang phổ với k = 0, ± 1, ±2, … - Vị trí vân sáng: xk = k λD a k: bậc giao thoa - Vị trí vân tối λD x k ' = ( k '+ ) a với k’ = 0, ± 1, ±2, … Khoảng vân a Định nghĩa: (Sgk) b Công thức tính khoảng vân: λD i= a c Tại O vân sáng bậc xạ: vân hay vân trung tâm, hay vân số Ứng dụng: - Đo bước sóng ánh sáng Nếu biết i, a, D suy λ: ia λ= D III Bước sóng màu sắc Mỗi xạ đơn sắc ứng với bước sóng chân không xác định Mọi ánh sáng đơn sắc mà ta nhìn thấy có: λ = (380 ÷ 760) nm Ánh sáng trắng Mặt Trời hỗn hợp vô số ánh sáng đơn sắc có bước sóng biến thiên liên tục từ đến ∞ Nguồn kết hợp - Hai nguồn phát ánh sáng có bước sóng - Hiệu số pha dao động hai nguồn không đổi theo thời gian IV CỦNG CỐ VÀ BTVN Củng cố Vị trí vân sáng TN Y-âng xác định kλ D kλ D x= x= a 2a A B kλD (2k + 1)λD x= x= a 2a C D Hiện tượng giao thoa ánh sáng quan sát hai nguồn ánh sáng hai nguồn A đơn sắc B Kết hợp C Cùng màu sắc D Cùng cường độ ánh sáng BTVN ... Quan sát vân giao thoa, - Không, ánh sáng nhận biết vân đơn sắc → để tìm sử dụng vân không? - Y/c HS đọc sách cho ánh sáng trắng biết tượng giao thoa - HS đọc Sgk thảo luận ánh sáng có ứng dụng... Mọi ánh sáng đơn sắc mà ta nhìn thấy có: λ = (380 ÷ 760) nm Ánh sáng trắng Mặt Trời hỗn hợp vô số ánh sáng đơn sắc có bước sóng biến thiên liên tục từ đến ∞ Nguồn kết hợp - Hai nguồn phát ánh sáng. .. giải thích giao thoa hai sóng: + Hai sóng phát từ F1, F2 hai sóng kết hợp + Gặp M giao thoa với - Không “được” mà “nên” bỏ, để ánh sáng từ F1, F2 rọi qua kính lúp vào mắt, vân quan sát sáng Nếu