Tiết 65. ĐO BƯỚC SÓNG ÁNH SÁNG. 1. Khoảng vân giao thoa a. Vị trí các vân giao thoa trong thí nghiệm Young b. Khoảng vân 2. Bước sóng và màu sắc ánh sáng a. Đo bước sóng ánh sáng bằng phương pháp giao thoa b. Bước sóng và màu sắc ánh sáng BƯỚC SÓNG VÀ MÀU SẮC ÁNH SÁNG Kín h cha øo quí tha ày coâ gia ùo cha øo caù c em hoïc sin ho Bài 37: KHOẢNG VÂN BƯỚC SÓNG VÀ MÀU SẮC ÁNH SÁNG I Xác định vị trí vân giao thoa khoảng vân: a) Vị trí vân giao thoa: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng, ta xét điểm A quan sát, xác định đoạn thẳng OA = x Đặt S1S2 = a, IO = D, d1 = S1A d2 = S2A Để quan sát rõ vân giao thoa, a phải nhỏ so với D Dễ dàng chứng minh, với điểm A gần ) D >> a,ta có: Tại điểm A có vân sáng d2 – d1 = kλ , với k số nguyên λ bước sóng ánh sáng, ta tìm vị trí sóng E: Tại điểm ta có vân sáng ứng với k = vân sáng trung tâm hay vân sáng hay vân sáng Ở bên vân sáng bậc 1, ứng với k = 1, vân sáng bậc 2, ứng với k = …… b) Khoảng vân: Ta biết : xem vân sáng cạnh vân tối, vân sáng vân tối nằm cách Khoảng cách vân sáng gọi khoảng vân, kí hiệu i Để xác định i ta tìm khoảng cách vân sáng bậc k k + II Đo bước sóng ánh sáng phương pháp giao thoa: Nếu đo xác D đo xác i a, ta tính bước sóng λ ánh sáng đơn sắc, nguyên tắc phép đo bước sóng ánh sáng phương pháp giao thoa Các phép đo cho ta trị số λ bước sóng ánh sáng không khí Đó trị số bước sóng ánh sáng chân không Từ suy bước sóng λ’ ánh sáng môi trường có chiết suất n: III Bước sóng màu sắc ánh sáng: _ Mỗi ánh sáng đơn sắc có bước sóng xác định _ Mọi ánh sáng đơn sắc mà ta nhìn thấy có bước sóng chân không khoảng chừng 0.38µm đến 0.76µm Trong miền ánh sáng nhìn thấy gọi quang phổ khả kiến, người ta phân định chừng khoảng bước sóng bảy màu quang phổ Mặt Trời IV Chiết suất môi trường bước sóng ánh sáng: Chiết suất môi trường suốt có giá trị phụ thuộc vào tần số bước sóng ánh sáng.Đối với môi trường suốt định, chiết suất ứng với ánh sang có bước sóng dài có giá trị nhỏ so với chiết suất ứng với ánh sáng có bước sóng ngắn VD: nước, chiết suất ứng với tia đỏ (λ = 0.759µm) 1.329, với tia tím (λ = 0.405µm) 1.343 Căn vào kết thí nghiệm, người ta vẽ đường cong gọi đường cong tán sắc, biểu diện phụ thuộc chiết suất môi trường suốt vào bước sóng ánh sáng chân không λ A B số phụ thuộc vào chất môi trường 1 Đo bước sóng ánh sáng. Bước sóng và màu sắc ánh sáng Xin chaứo toaứn theồ Caực em hoùc sinh Lụựp 12A Tiết 19 Lớp 10 Tiết 65 Lớp 12 2 Kiểm tra bài cũ: Kiểm tra bài cũ: 1. Mô tả thí nghiệm Iâng về hiện tượng giao thoa 1. Mô tả thí nghiệm Iâng về hiện tượng giao thoa ánh sáng khi dùng ánh sáng đơn sắc ánh sáng khi dùng ánh sáng đơn sắc (màu đỏ). (màu đỏ). đ f m S m 12 S 1 S 2 Ta thấy có các vân sáng Ta thấy có các vân sáng (đỏ), (đỏ), vân tối vân tối xen kẽ nhau một cách đều đặn xen kẽ nhau một cách đều đặn 3 Kiểm tra bài cũ: Kiểm tra bài cũ: 1. Mô tả thí nghiệm Iâng về hiện tượng giao thoa 1. Mô tả thí nghiệm Iâng về hiện tượng giao thoa ánh sáng khi dùng ánh sáng trắng. ánh sáng khi dùng ánh sáng trắng. Ta thấy ở chính giữa có vạch sáng Ta thấy ở chính giữa có vạch sáng trắng hai, bên là các giải màu như ở trắng hai, bên là các giải màu như ở cầu vồng, cầu vồng, tím tím ở trong, ở trong, đỏ đỏ ở ngoài ở ngoài đ m S m 12 S 1 S 2 4 ThÝ nghiÖm I©ng vÒ hiÖn t ThÝ nghiÖm I©ng vÒ hiÖn t îg giao thoa ¸nh s¸ng îg giao thoa ¸nh s¸ng H×nh ¶nh giao thoa khi dïng ¸nh s¸ng: H×nh ¶nh giao thoa khi dïng ¸nh s¸ng: S 2 S 1 A ®á tÝm tr¾ng 5 2.Cho biÕt vÞ trÝ c¸c ®iÓm cã biªn ®é dao 2.Cho biÕt vÞ trÝ c¸c ®iÓm cã biªn ®é dao ®éng cùc ®¹i, cùc tiÓu trong sù giao thoa? ®éng cùc ®¹i, cùc tiÓu trong sù giao thoa? §iÓm A §iÓm A - - Cã biªn ®é cùc ®¹i khi Cã biªn ®é cùc ®¹i khi : : r r 2 2 - r - r 1 1 = k = k λ λ - Cã biªn ®é cùc tiÓu khi - Cã biªn ®é cùc tiÓu khi : : r r 2 2 - r - r 1 1 = (k + 1/2) = (k + 1/2) λ λ víi k lµ mét sè nguyªn víi k lµ mét sè nguyªn k = 0; k = 0; ± ± 1 ; 1 ; ± ± 2; 2; ± ± 3 , 3 , Trong thÝ nghiÖm I©ng : Trong thÝ nghiÖm I©ng : - - A: v©n s¸ng A: v©n s¸ng khi sãng tõ khi sãng tõ hai nguån ®Õn cïng pha , hai nguån ®Õn cïng pha , khi ®ã: khi ®ã: r r 2 2 - r - r 1 1 = k = k λ λ . . - A: v©n tèi - A: v©n tèi khi sãng tõ hai nguån ®Õn khi sãng tõ hai nguån ®Õn ngîc pha,biªn ®é dao ®éng lµ cùc tiÓu ngîc pha,biªn ®é dao ®éng lµ cùc tiÓu (b»ng 0), khi ®ã : (b»ng 0), khi ®ã : r r 2 2 - r - r 1 1 = (k + 1/2) = (k + 1/2) λ λ . . A r 1 r 2 S 1 S 2 6 Baứi 44 : ẹo bửụực soựng aựnh saựng.Bửụực Baứi 44 : ẹo bửụực soựng aựnh saựng.Bửụực soựng vaứ maứu saộc aựnh saựng soựng vaứ maứu saộc aựnh saựng Nội dung: Nội dung: 1 1 . . Khoảng vân giao thoa Khoảng vân giao thoa : Vị : Vị trí vân giao thoa. Khoảng vân. trí vân giao thoa. Khoảng vân. 2.Bước sóng và màu sắc ánh sáng 2.Bước sóng và màu sắc ánh sáng * * Kiến thức trọng tâm: Kiến thức trọng tâm: - Thành lập,nhớ các công - Thành lập,nhớ các công thức : vị trí vân sáng, tối, thức : vị trí vân sáng, tối, khoảng vân. khoảng vân. -Đo bước sóng bằng phương -Đo bước sóng bằng phương pháp giao thoa.Bước sóng và pháp giao thoa.Bước sóng và màu sắc ánh sáng màu sắc ánh sáng S 2 S 1 A 7 1. Khoảng vân giao thoa 1. Khoảng vân giao thoa r r 2 2 - r - r 1 1 asin asin sin sin tg tg x/D x/D r r 2 2 - r - r 1 1 = ax/ D = ax/ D a) a) Vị trí các vân giao thoa trong Vị trí các vân giao thoa trong thí nghiệm Iâng thí nghiệm Iâng Xét điểm A trên màn: Xét điểm A trên màn: Đặt: Đặt: S S 1 1 S S 2 2 = a, IO = D, = a, IO = D, OA = x, bước sóng dùng OA = x, bước sóng dùng trong TN là trong TN là Gv: Đoàn Văn Doanh Trường Thpt Nam Trực –Nam Định Gio n Vật Lý 12 Nng Cao 1 Bài 36. K K H H O O Ả Ả N N G G V V   N N - - B B Ư Ư Ớ Ớ C C S S Ó Ó N N G G V V À À M M À À U U S S Ắ Ắ C C Á Á N N H H S S Á Á N N G G I. MỤC TIÊU: 1) Kiến thức: - Xây dựng các Bàiểu thức xác định: Vị trí vân giao thoa, khoảng vân. - Xác định bước sóng ánh sáng thí nghiệm dựa vào việc xác định khoảng vân giao thoa từ kết quả thí nghiệm. - Bàiết được mối quan hệ giữa bước sóng ánh sáng và màu sắc ánh sáng; mối liên hệ giữa chiết suất môi trường và bước sóng ánh sáng đơn sắc. 2) Kĩ năng: Nắm chắc và vận dụng tốt các công thức xác định vị trí vân sáng, vân tối; khoảng vân trong việc giải bài toán giao thoa ánh sáng. II. CHUẨN BỊ: - GV: Vẽ trên giấy khổ lớn đường cong tán sắc của thủy tinh và nước. - HS: Ôn tập về vị trí những điểm dao động cực đại, cực tiểu trong giao thoa sóng cơ III. TỒ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC: Hoạt động 1. (5’) KIỂM TRA BÀI CŨ - GV nêu câu hỏi ôn tập kiến thức cũ về sóng cơ học để vận dụng cho bài mới. H. Vị trí những điểm dao động với Bàiên độ cực đại và cực tiểu xác định bằng Bàiểu thức nào? Nhận xét gì về vị trí cc điểm dao động cực đại, cực tiểu trong vùng giao thoa. - Một HS lên bảng ghi các Bàiểu thức: và nêu nhận xét: Các điểm dao động cực đại cùng bậc K đối xứng qua cực đại trung tâm. 2 1 2 1 1 2 d d k d d k với k = 0; ±1; ±2. Gv: Đoàn Văn Doanh Trường Thpt Nam Trực – Nam Định Gio n Vật Lý 12 Nng Cao 2 Hoạt động 2. (20’) XY DỰNG CƠNG THỨC VỊ TRÍ VN GIAO THOA V KHOẢNG VN. HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS NỘI DUNG -GV Yêu cầu HS nhắc lại hình ảnh giao thoa quan st được trong TÁN và nêu nhận xét khoảng cách giữa các vân giao thoa. -Nu Câu hỏi gợi ý đ ơn tập đầu giờ, nhấn mạnh điều kiện vị trí của điểm dao động cực đại. -Vẽ hình 37.1. Hướng dẫn HS tìm hiệu đường đi: d 2 - d 1 (có thể gợi ý HS xây dựng cách khác SGK xây dựng). Cần nhấn mạnh điều kiện để quan sát r vn giao thoa. H. Từ Bàiểu thức (37.2) lập Bàiểu thức xác định vị trí vân sáng trên màn. -Lưu ý HS: khơng cần thiết phải tìm cơng thức xc định vị trí vân tối vì K khơng cĩ ý -Thảo luận nhóm, cử đại diện mô tả lại hình ảnh giao thoa quan st được trong TÁN Young. -Một HS ln bảng lập cc Bàiểu thức (từ hình vẽ 37.1) 2 2 2 1 2 2 2 2 2 2 a d x D a d x D Từ đó: 2 2 2 1 2 d d ax Với A rất gần O v D a 2 1 ax d d D -Từ điều kiện vị trí của điểm dao động cực đại, cực tiểu, HS xác định vị trí vân sáng, vân tối. 1) Vị trí vn giao thoa: - Hiệu đường đi của hai sóng đến 1 điểm trên màn cách tâm màn khoảng x. 2 1 ax d d D - Tại điểm trên màn có vân sáng khi d 2 – d 1 = k với k l số nguyn (k = 0;±1;±2…) v là bước sóng ánh sáng. Vị trí vn sng trn mn. D x k a 2) Khoảng vn: l khoảng cch giữa hai vn sng (hoặc giữa 2 vn tối) nằm Gv: Đoàn Văn Doanh Trường Thpt Nam Trực – Nam Định Gio n Vật Lý 12 Nng Cao 3 nghĩa r rng, khơng xc định vân thứ mấy như là đối với vân sáng, chỉ cần nắm được là: xen kẽ các vân sáng là các vân tối; các vân sáng, các vân tối cách đều nhau. H. Lập Bàiểu thức tính khoảng vn. -Từ định nghĩa khoảng vân, một HS lên bảng lập công thức tính khoảng vân. cạnh nhau. D i a Hoạt động 3. (15’) ĐO BƯỚC SÓNG ÁNH SÁNG- LIÊN HỆ GIỮA Gv: Đoàn Văn Doanh Trường Thpt Nam Trực –Nam Định Giáo án Vật Lý 12 Nâng Cao 1 Bài 36. K K H H O O Ả Ả N N G G V V   N N - - B B Ư Ư Ớ Ớ C C S S Ó Ó N N G G V V À À M M À À U U S S Ắ Ắ C C Á Á N N H H S S Á Á N N G G I. MỤC TIÊU: 1) Kiến thức: - Xây dựng các Biểu thức xác định: Vị trí vân giao thoa, khoảng vân. - Xác định bước sóng ánh sáng thí nghiệm dựa vào việc xác định khoảng vân giao thoa từ kết quả thí nghiệm. - Biết được mối quan hệ giữa bước sóng ánh sáng và màu sắc ánh sáng; mối liên hệ giữa chiết suất môi trường và bước sóng ánh sáng đơn sắc. 2) Kĩ năng: Nắm chắc và vận dụng tốt các công thức xác định vị trí vân sáng, vân tối; khoảng vân trong việc giải bài toán giao thoa ánh sáng. II. CHUẨN BỊ: - GV: Vẽ trên giấy khổ lớn đường cong tán sắc của thủy tinh và nước. - HS: Ôn tập về vị trí những điểm dao động cực đại, cực tiểu trong giao thoa sóng cơ III. TỒ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC: Hoạt động 1. (5’) KIỂM TRA BÀI CŨ - GV nêu câu hỏi ôn tập kiến thức cũ về sóng cơ học để vận dụng cho bài mới. H. Vị trí những điểm dao động với Bàiên độ cực đại và cực tiểu xác định bằng Biểu thức nào? Nhận xét gì về vị trí các điểm dao động cực đại, cực tiểu trong vùng giao thoa. - Một HS lên bảng ghi các Biểu thức: và nêu nhận xét: Các điểm dao động cực đại cùng bậc K đối xứng qua cực đại trung tâm. 2 1 2 1 1 2 d d k d d k với k = 0; ±1; ±2. Gv: Đoàn Văn Doanh Trường Thpt Nam Trực – Nam Định Giáo án Vật Lý 12 Nâng Cao 2 Hoạt động 2. (20’) XÂY DỰNG CÔNG THỨC VỊ TRÍ VÂN GIAO THOA VÀ KHOẢNG VÂN. HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS NỘI DUNG -GV yêu cầu HS nhắc lại hình ảnh giao thoa quan sát được trong TÁN và nêu nhận xét khoảng cách giữa các vân giao thoa. -Nêu câu hỏi gợi ý đã ôn tập đầu giờ, nhấn mạnh điều kiện vị trí của điểm dao động cực đại. -Vẽ hình 37.1. Hướng dẫn HS tìm hiệu đường đi: d 2 - d 1 (có thể gợi ý HS xây dựng cách khác SGK xây dựng). Cần nhấn mạnh điều kiện để quan sát rõ vân giao thoa. H. Từ Biểu thức (37.2) lập Biểu thức xác định vị trí vân sáng trên màn. -Lưu ý HS: không cần thiết -Thảo luận nhóm, cử đại diện mô tả lại hình ảnh giao thoa quan sát được trong TÁN Young. -Một HS lên bảng lập các Biểu thức (từ hình vẽ 37.1) 2 2 2 1 2 2 2 2 2 2 a d x D a d x D Từ đó: 2 2 2 1 2 d d ax Với A rất gần O và D a 2 1 ax d d D -Từ điều kiện vị trí của điểm dao động cực đại, cực tiểu, HS xác định vị trí vân sáng, vân tối. 1) Vị trí vân giao thoa: - Hiệu đường đi của hai sóng đến 1 điểm trên màn cách tâm màn khoảng x. 2 1 ax d d D - Tại điểm trên màn có vân sáng khi d 2 – d 1 = k với k là số nguyên (k = 0;±1;±2…) và là bước sóng ánh sáng. Vị trí vân sáng trên màn. D x k a 2) Khoảng vân: là khoảng cách Gv: Đoàn Văn Doanh Trường Thpt Nam Trực – Nam Định Giáo án Vật Lý 12 Nâng Cao 3 phải tìm công thức xác định vị trí vân tối vì K không có ý nghĩa rõ ràng, không xác định vân thứ mấy như là đối với vân sáng, chỉ cần nắm được là: xen kẽ các vân sáng là các vân tối; các vân sáng, các vân tối cách đều nhau. H. Lập Biểu thức tính khoảng vân. -Từ định nghĩa khoảng vân, một HS lên bảng lập công thức tính khoảng vân. giữa hai vân sáng (hoặc giữa 2 vân tối) nằm cạnh nhau. D i a Hoạt động 3. (15’) ĐO BƯỚC Giáo án Vật lý 12 nâng cao - TIẾT 62 –B: CỦNG CỐ KHOẢNG VÂN-BƯỚC SÓNG VÀ MÀU SẮC ÁNH SÁNG A. Mục tiêu bài học: I.Kiến thức - Nắm chắc điều kiện để có vân sáng, điều kiện để có vân tối. - Nắm chắc và vận dụng được công thức xác định vị trí vân sáng, vị trí vân tối, khoảng vân. - Biết được cỡ lớn của bước sóng ánh sáng, mối liên hệ giữa bước sóng ánh sáng và màu sắc ánh sáng. - Biết được mối quan hệ giữa chiết suất và bước sóng ánh sáng. II.Kỹ năng - Xác định được vị trí các vân giao thoa, khoảng vân. - Nhận biết được tương ứng màu sắc ánh với bước sóng ánh sáng. B. Chuẩn bị: 1. Giáo viên: a) Kiến thức và dụng cụ: - Hình vẽ xác định vị trí vân giao thoa, hình vẽ giao thoa với ánh sáng trắng. - Một số câu hỏi trắc nghiệm theo nội dung của bài. - Những diều cần lưu ý trong SGV. b) Phiếu học tập: P1. Chọn phát biểu Đúng. Để hai sóng ánh sáng kết hợp, có bước sóng tăng cường lẫn nhau, thì hiệu đường đi của chúng phải A. bằng 0. B. bằng k, (với k = 0, +1, +2…). C. bằng 2 1 k (với k = 0, +1, +2…). D. 4 k (với k = 0, +1, +2…). P2. Chọn phát biểu Đúng. Khoảng cách từ vân chính giữa đến vân tối thứ k, trong hệ vân giao thoa cho bởi hai khr Y- âng là: A. a D kx K . (với k = 0, +1, +2…). B. a D )k(x K 2 1 . (với k = 0, +1, +2…). C. a D )k(x K 2 1 . (với k = 2, 3, hoặc k = 0, - 1, - 2, -3 …). D. a D )k(x K 4 1 .(với k = 0, +1, +2…). P3. Trong các công thức sau, công thức nào là đúng là công thức xác định vị trí vân sáng trên màn? A) k2 a D x = ; B) a 2 D x = ; C) k a D x = ; D) )1k( a D x += . P4. Trong hiện tượng giao thoa với khe Young, khoảng cách giữa hai nguồn là a, khoảng cách từ hai nguồn đến màn là D, x là toạ độ của một điểm trên màn so với vân sáng trung tâm. Hiệu đường đi được xác định bằng công thức nào trong các công thức sau: A) D ax d-d 12 = ; B) D ax2 d-d 12 = ; C) D 2 ax d-d 12 = ; D) x aD d-d 12 = . P5. Trong các thí nghiệm sau đây, thí nghiệm nào có thể dùng để đo bước sóng ánh sáng? A) Thí nghiệm tán sắc ánh sáng của Niu-tơn; B) Thí nghiệm tổng hợp ánh sáng trắng; C) Thí nghiệm giao thoa ánh sáng với khe I-âng; D) Thí nghiệm về ánh sáng đơn sắc. P6. Vị trí vân sáng trong thí nghiệm giao thoa của Iâng được xác định bằng công thức nào sau đây? A. a Dk2 x ; B. a 2 Dk x ; C. a Dk x ; D. a 2 D1k2 x . P7. Công thức tính khoảng vân giao thoa là A. a D i ; B. D a i ; C. a 2 D i ; D. a D i . P8. Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng trắng của Iâng trên màn quan sát thu được hình ảnh giao thoa gồm: A. Chính giữa là vạch sáng trắng, hai bên có những dải màu. B. Một dải màu cầu vồng biến thiên liên tục từ đỏ đến tím. C. Các vạch sáng và tối xen kẽ nhau. D. Chính giữa là vạch sáng trắng, hai bên có những dải màu cách đều nhau. P9. Trong một thí nghiệm đo bước sóng ánh sáng thu được một kết quả = 0,526m. Ánh sáng dùng trong thí nghiệm là ánh sáng màu A. đỏ; B. lục; C. vàng; D. tím. P10. Từ hiện tượng tán sắc và giao thoa ánh sáng, kết luận nào sau đây là đúng khi nói về chiết suất của một môi trường? A. Chiết suất của môi trường như nhau đối với mọi ánh sáng đơn sắc. B. Chiết suất của môi trường lớn đối với những ánh sáng có bước sóng dài. C. Chiết suất của môi trường lớn đối với những ánh sáng có bước sóng ngắn. D. Chiết suất của môi trường nhỏ khi môi trường có nhiều ánh sáng truyền qua. c) Đáp án phiếu học tập: 1(B); 2(C); 3(C); 4(A); 5(C); 6(C); 7.(A); 8(A); 9(B); 10(C). ... λ bước sóng ánh sáng không khí Đó trị số bước sóng ánh sáng chân không Từ suy bước sóng λ’ ánh sáng môi trường có chiết suất n: III Bước sóng màu sắc ánh sáng: _ Mỗi ánh sáng đơn sắc có bước sóng. .. cách vân sáng bậc k k + II Đo bước sóng ánh sáng phương pháp giao thoa: Nếu đo xác D đo xác i a, ta tính bước sóng λ ánh sáng đơn sắc, nguyên tắc phép đo bước sóng ánh sáng phương pháp giao thoa... Mọi ánh sáng đơn sắc mà ta nhìn thấy có bước sóng chân không khoảng chừng 0.38µm đến 0.76µm Trong miền ánh sáng nhìn thấy gọi quang phổ khả kiến, người ta phân định chừng khoảng bước sóng bảy màu