µ Giáo án Vật lí 12 µ Biên soạn : Nguyễn Văn Khai - Trường THPT Cầu Quan µ Trang Ngày 18/9/09 Tiết 43-Tuần 22 Bài 25 GIAO THOA ÁNH SÁNG I MỤC TIÊU - Mô tả thí nghiệm nhiễu xạ ánh sáng thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng - Viết công thức cho vị trí vân sáng, tối cho khoảng vân i - Nhớ giá trị chưng bước sóng ứng với vài màu thông dụng: đỏ, vàng, lục… - Nêu điều kiện để xảy tượng giao thoa ánh sáng II CHUẨN BỊ Giáo viên: Làm thí nghiệm Y-âng với ánh sáng đơn sắc (với ánh sáng trắng tốt) Học sinh: Ôn lại 8: Giao thoa sóng III HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC Hoạt động 1: Ổn định lớp Hoạt động : Kiểm tra cũ -Trình bày thí nghiệm Niu-tơn tán ánh sáng ? -Trình bày thí nghiệm với ánh sáng đơn sắc Niu-tơn ? Hoạt động 3: Tìm hiểu tượng nhiễu xạ ánh sáng Hoạt động GV Hoạt động HS Kiến thức - GV vẽ hình 25.1 mô tả tượng nhiễu - Nghe gv mô tả tượng nhiễu xạ ás I Hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng xạ ánh sáng : - Hiện tượng truyền sai lệch so với truyền thẳng ánh sáng gặp vật cản gọi O S tượng nhiễu xạ ánh sáng D D’ - Mỗi ánh sáng đơn sắc coi sóng có bước sóng xác định - O nhỏ → D’ lớn so với D - Nếu ánh sáng truyền thẳng lại có - HS thảo luận để trả lời: Khi ánh sáng gặp lỗ tròn có truyền sai lệch với tượng ? → Gọi tượng nhiễu xạ ánh sáng → truyền thẳng (gọi nhiễu xạ ánh sáng) tượng nào? - Chúng ta giải thích thừa nhận - HS ghi nhận tượng ánh sáng có tính chất sóng, tượng tương tự tượng nhiễu xạ sóng mặt nước gặp vật cản Hoạt động 4: Tìm hiểu tượng giao thoa ánh sáng Hoạt động GV Hoạt động HS Kiến thức - Mô tả bố trí thí nghiệm Y-âng HS nghe gv mô tả TN đọc Sgk để II Hiện tượng giao thoa ánh sáng M tìm hiểu kết thí nghiệm Vẽ hình thí Thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh F1 nghiệm vào tập học sáng A - Ánh sáng từ bóng đèn Đ → M trông O thấy hệ vân có nhiều màu Đ F B L - Đặt kính màu K (đỏ…) → M có F2 K màu đỏ có dạng vạch sáng đỏ tối xen kẽ, song song cách Vân sáng Vân tối - Giải thích: -Kết quả: Hệ vạch sáng, tối xen kẽ - HS ghi nhận kết thí nghiệm Hai sóng kết hợp phát từ F1, F2 gặp → hệ vân giao thoa M giao thoa với nhau: - Y/c Hs giải thích lại xuất - Kết thí nghiệm giải thích + Hai sóng gặp tăng cường lẫn giao thoa hai sóng: vân sáng, tối M ? , gọi vân sáng + Hai sóng phát từ F 1, F2 hai sóng + Hai sóng gặp triệt tiêu lẫn Trong thí nghiệm này, bỏ M kết hợp gọi vân tối + Gặp M giao thoa với Vị trí vân sáng không ? Những vạch tối chỗ hai sóng ánh Gọi a = F1F2: khoảng cách hai nguồn sáng triệt tiêu lẫn (nếu ta thừa nhận kết hợp ánh sáng có tính chất sóng) Những vạch D = IO: khoảng cách từ hai nguồn tới - Vẽ sơ đồ rút gọn thí nghiệm Y-âng sáng chổ sóng ánh sáng tăng cường M A H lẫn Những vạch sáng tối xen kẽ λ: bước sóng ánh sáng d1 vân giao thoa sóng d1 = F1A d2 = F2A quãng đường x F1 ánh sáng d hai sóng từ F1, F2 đến điểm A I a O - Không “được” mà “nên” bỏ, vân sáng D F2 để ánh sáng từ F1, F2 rọi qua kính lúp vào O: giao điểm đường trung trực F1F2 mắt, vân quan sát sáng Nếu với B dùng nguồn laze phải đặt M x = OA: khoảng cách từ O đến vân sáng - HS dựa sơ đồ rút gọn với GV A M - Lưu ý: a x thường bé (một, hai tìm hiệu đường hai sóng đến A 2ax milimét) Còn D thường từ vài chục đến hàng - Hiệu đường đi: d − d1 = d + d1 trăm xentimét, lấy gần đúng: d2 + d1 ≈ 2D µ Giáo án Vật lí 12 µ Biên soạn : Nguyễn Văn Khai - Trường THPT Cầu Quan µ Trang - Để A vân sáng hai sóng gặp A phải thoả mãn điều kiện gì? - Tăng cường lẫn hay d2 – d1 = kλ d2 − d1 = - Làm để xác định vị trí vân tối? ax D → xk = k λD a với k = 0, ± 1, ± 2, … - Vì xen hai vân sáng vân tối nên: )λ λD xk' = (k'+ ) a d2 – d1 = (k’ + - Lưu ý: Đối với vân tối khái niệm bậc giao thoa - GV nêu định nghĩa khoảng vân - Công thức xác định khoảng vân? - Tại O, ta có x = 0, k = δ = không phụ thuộc λ với k’ = 0, ± 1, ± 2, … - Ghi nhận định nghĩa -Công thức: i = xk+1 − xk = →i - Quan sát vân giao thoa, nhận biết vân vân không? - Y/c HS đọc sách cho biết tượng giao thoa ánh sáng có ứng dụng để làm gì? = λD a λD [(k + 1) − k] a - Không, ánh sáng đơn sắc → để tìm sử dụng ánh sáng trắng - HS đọc Sgk thảo luận ứng dụng tượng giao thoa - Vì D >> a x nên: d2 + d1 ≈ 2D ax → d2 − d1 = D - Để A vân sáng thì: d2 – d1 = kλ với k = 0, ± 1, ± 2, … -Vị trí vân sáng: xk = k λD a k: bậc giao thoa - Vị trí vân tối λD xk' = (k '+ ) a với k’ = 0, ± 1, ± 2, … Khoảng vân a Định nghĩa: khoảng vân i khoảng cách hai vân sáng, hai vân tối liên tiếp λD b Công thức tính khoảng vân: i= a c Tại O vân sáng bậc xạ: vân hay vân trung tâm, hay vân số Ứng dụng: - Đo bước sóng ánh sáng ia Nếu biết i, a, D suy λ: λ = D Hoạt động 5: Tìm hiểu bước sóng màu sắc Hoạt động GV Hoạt động HS Kiến thức - Y/c HS đọc Sgk cho biết quan hệ - HS đọc Sgk để tìm hiểu III Bước sóng màu sắc bước sóng màu sắc ánh sáng? Mỗi xạ đơn sắc ứng với bước - Hai giá trị 380nm 760nm gọi sóng chân không xác định giới hạn phổ nhìn thấy → Mọi ánh sáng đơn sắc mà ta nhìn thấy có: λ = (380 ÷ 760) nm xạ có bước sóng nằm phổ nhìn thấy giúp cho mắt nhìn Ánh sáng trắng Mặt Trời hỗn vật phân biệt màu sắc hợp vô số ánh sáng đơn sắc có bước - Quan sát hình 25.1 để biết bước sóng sóng biến thiên liên tục từ đến ∞ màu quang phổ Hoạt động : Giao nhiệm vụ nhà Hoạt động GV Hoạt động HS - Nhắc lại kiến thức học - Nắm kiến thức học -Học làm tập : 7,8,9,10 trang 133 -Nhận nhiệm vụ nh2 thực - Yêu cầu: HS chuẩn bị sau - Ghi chuẩn bị cho sau ... - Y/c HS đọc sách cho biết tượng giao thoa ánh sáng có ứng dụng để làm gì? = λD a λD [(k + 1) − k] a - Không, ánh sáng đơn sắc → để tìm sử dụng ánh sáng trắng - HS đọc Sgk thảo luận ứng dụng tượng...µ Giáo án Vật lí 12 µ Biên soạn : Nguyễn Văn Khai - Trường THPT Cầu Quan µ Trang - Để A vân sáng hai sóng gặp A phải thoả mãn điều kiện gì? - Tăng... (380 ÷ 760) nm xạ có bước sóng nằm phổ nhìn thấy giúp cho mắt nhìn Ánh sáng trắng Mặt Trời hỗn vật phân biệt màu sắc hợp vô số ánh sáng đơn sắc có bước - Quan sát hình 25.1 để biết bước sóng sóng