Bài 25. Giao thoa ánh sáng

TỔ VẬT LÍ TRƯỜNG THPT MẠC ĐĨNH CHI Bài 25: I. Hịên tượng nhiễu xạ áng sáng: * Hiện tượng truyền sai lệch so với sự truyền thẳng khi ánh sáng gặp vật cản gọi là hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng. * Hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng chỉ có thể giải thích được nếu thừa nhận ánh sáng có tính chất sóng. Mỗi chùm sáng đơn sắc coi như một sóng có bước sóng xác định. II. Hiện tượng giao thoa ánh sáng 1. Thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng * Sơ đồ thí nghiệm: - Một đèn Đ - Một kính lọc sắc - Khe hẹp F song song với khe hẹp F 1 , F 2 - Một kính mỏng M làm màn *Kết quả: Trên màn xuất hiện những vạch sáng và những vạch tối xen kẽ song song và cách đều nhau Giao thoa với ánh sáng đơn sắc vàng Giao thoa với ánh đơm sắc tím Giao thoa với ánh sáng đơn sắc đỏ *Giải thích: - Khi ánh sáng truyền đến khe F thì khe F trở thành nguồn phát sóng ánh sáng -Khi ánh sáng truyền đến F 1 ,F 2 thì F 1 , F 2 trở thành hai nguồn phát sóng ánh sáng, hai nguồn này là hai nguồn kết hợp. Khi gặp gặp nhau chúng giao thoa nhau + Những vạch sáng là những chổ hai sóng tăng cường lẫn nhau + Những vạch tối là những chổ hai sóng triệt tiêu nhau s 1 s 2 a mh d d 1 d 2 x o i e 2. Vị trí các vân sáng: * Vân sáng: λ D a x s = k * Vân tối: ( ) ' 0,5 T D x k a λ = + k = 0 k là bậc giao thoa ( k = 0;±1;…) k = -2 k = -1 O + - k = 1 k = 2 ( k’ = 0; ± 1…) k = 1 k = 2 3. Khoảng vân: i i a. Định nghĩa: khoảng vân i là khỏang cách giữa hai vân sáng hoặc hai vân tối liên tiếp nhau. b. Công thức: D i a λ = c. Tại O ( k = 0) : là vân sáng trung tâm 4. Ứng dụng: Đo bước sóng ánh sáng . Nếu ta đo được D, a, i thì ta xác định được λ bằng công thức ia D λ = III. Bước sóng ánh sáng và màu sắc ánh sáng: - Mỗi ánh sáng đơn sắc có một bước sóng trong chân không xác định. - Các ánh sáng có bước song từ 380nm đến 760nm gọi là ánh sáng nhìn thấy( ánh sáng khả kiến - Ánh sáng Mặt Trời là hỗn hợp của vô số ánh sáng đơn sắc có bước song liên tục từ 0 đến ∞ *Điều kiện về nguồn kết hợp trong hiện tượng giao thoa ánh sáng: - Hai nguồn phát ra phải hai sóng ánh sáng có cùng bước sóng. - Hiệu pha số dao động của hai nguồn phải không đổi theo thời gian Bài tập: Giao thoa ánh sáng Sự gặp sóng làm x.hiện những?1 vạch sáng-tối xen kẽ đặn g ?3 Đ.kiện g dụ n n ậ lu t Kế ?11 ánh sáng Đo bước sóng Quan sát sơ đồ trả lời 11 câu hỏi hình? a Vân sáng: x = k.i Vân sáng: ?7 (k ∈ Z) Giao thoa Vị trí ánh sáng vân ?) ng m trắ 6) µ s ?,75 iá ≤≤0 Vớ 5≤≤λλ (?m 8µ ,3 (0 Ánh sáng có ?10 tính chất sóng ợn Ứ ng Sóng ?2 kết hợp (Cùng (Cùng f f ∆ϕ…) ∉ t) h tư i= Đơ Vớ?i4 ás n sắ c( đỏ ) Đ/ n Khoảng vân: ?6 λ.D Xem thêm Vân tối x = (2k+1)i/2 Vân tối: ?8 (k ∈ Z) ? Độ rộng quang ?9 phổ bậc k: D ∆xk = k ( λđ − λt ) a Bài tập: Giao thoa ánh sáng Câu 6/Trg 132: Chỉ công thức để tính khoảng vân: λ D a λ.a B i = D a.D C i = λ a D i = λ D A i = Câu 7/Trg 133: Ánh sáng màu vàng Na có bước sóng bằng: A 0,589 mm B 0,589 nm C 0,589 µm D 0,589 pm HD: Vì số giống nên vào đơn vị để chọn (Ánh sáng vàng thuộc vùng ánh sáng nhìn thấy) Bài tập: Giao thoa ánh sáng Câu 8/Trg 133: Trong thí nghiệm Y-âng với a = mm, D = 1,2 m, người ta đo i = 0,36 mm Tính bước sóng λ tần số f xạ HD: Dùng công thức: λ= a.i D để tính bước sóng công c thức f = để tính tần số λ Bài tập: Giao thoa ánh sáng Câu 9/Trg 133: Một khe hẹp F phát ánh sáng đơn sắc, bước sóng 600 nm chiếu sáng hai khe F1, F2 song song với F 1,2 mm Vân giao thoa quan sát M song song với mặt phẳng chứa F1, F2 cách 0,5 m a) Tính khoảng vân b) Xác định khoảng cách từ vân sáng đến vân sáng bậc HD: a) Áp dụng công thức khoảng vân hình b) Vân sáng đến vân sáng bậc  k = Vậy x = 4.i Bài tập: Giao thoa ánh sáng Câu 10/Trg 133: Trong thí nghiệm Y-âng, khoảng cách hai khe F1, F2 a = 1,56 mm, khoảng cách từ F1, F2 đến quan sát D = 1,24 m Khoảng cách 12 vân sáng liên tiếp 5,21 mm Tính bước sóng ánh sáng HD: Khoảng cách vân liên tiếp 1.i  12 2.i 3.i 11.i = 5,21 mm  i =  Có i ta tính bước sóng Bài tập: Giao thoa ánh sáng BT 1: Khoảng cách hai vân sáng bậc là: A 6i B 8i C 4i D 9i HD: Do vân đối xứng qua vân trung tâm nên khoảng cách chúng 8i Bài tập: Giao thoa ánh sáng BT 2: Khoảng cách từ vân tối thứ đến vân sáng thứ là: A 2i B 1i C 2,5i D 1,5i HD: Xem hình vẽ: Bài tập: Giao thoa ánh sáng BT 3: Trong thí nghiệm Yâng với ánh sáng trắng có 0,38 µm ≤ λ ≤0,76µm, khoảng cách hai khe mm, khoảng cách từ hai khe đến 1,2 m Tính độ rộng quang phổ bậc HD: Áp dụng công thức tính độ rộng quang phổ bậc k (hình vẽ trên) với k = Bài tập: Giao thoa ánh sáng Vậy để giải tốt tập cần nhớ tối thiểu công thức bên Chúc em ôn tốt! Bài tập: Giao thoa ánh sáng Vị trí vân A Vị trí vân sáng trung tâm Bước sóng ánh ánh thí nghiệm Công thức xác định vị trí vân sáng bậc k x = k i = k λ D a D = OI: K/c từ khe đến a = F1F2: k/c hai khe k: bậc vân sáng Khoảng vân Quay Kính chào quí thầy cô cùng các em học sinh ! TIEÁT 43 – BAØI TAÄP Kiểm tra bài cũ: 1.Trình bày kết quả thí nghiệm Young về hiện tượng giao thoa ánh sáng ? 2. Viết các công thức xác đònh vò trí các vân sáng, vân tối và công thức khoảng vân ? Nhaän xeùt: Coù một vùng sáng hẹp trong đó xuất hiện những vạch sáng (đỏ) và những vạch tối xen kẽ nhau đều đặn. 1. Thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng § M 1 S M 2 S 1 S 2 F § M 1 S F M 2 S 1 S 2 § M 1 S F S M 1 M 2 S 1 S 2 2. Các công thức xác đònh vò trí các vân sáng, vân tối và công thức khoảng vân ik a D kx ) 2 1 () 2 1 ( +=+= λ ki a D kx == λ a D i λ = I.BÀI TẬP GIAO THOA ÁNH SÁNG 1.Bài 8 trang 133 (SGK) Trong một thí nghiệm Y-âng với a = 2mm, D = 1,2m người ta đo được i = 0,36mm. Tính bước sóng λ và tần số f của bức xạ Hướng dẫn: a D i λ = và f = c/λ 2.Bài 9 trang 133 (SGK) Một khe hẹp F phát ra ánh sáng đơn sắc, bước sóng λ = 600 nm chiếu hai khe F1, F2 song song với F và cách nhau 1,2mm. Vân giao thoa được quan sát trên một màn M song song với mặt phẳng chứa F1, F2 và cách nó 0,5m a, Tính khoảng vân b, Xác đònh khoảng cách từ vân sáng chính giữa đến vân sáng bậc 4 k = 0 k = 4 F 1 f 2 a ah D d 1 d 2 x o i M i Höôùng daãn: 3.Bài 10 trang 133 (SGK) Trong một thí nghiệm Y- âng, khoảng cách giữa hai khe F 1 , F 2 là a = 1,56mm, khoảng cách từ F 1 , F 2 đến màn quan sát là D = 1,24 m.Khoảng cách giữa 12 vân sáng liên tiếp là 5,21mm.Tính bước sóng ánh sáng l = 5,21mm i Gợi ý: 1 1 2 2 1 2 1 2 sini nsinr sini nsinr A r r D i i A = = = + = + − 1 1 2 2 1 2 i nr i nr A r r D (n 1)A = = = + = − Trường hợp góc lớn: Tr­êng hỵp i,A nhỏ Bài tập 5 trang 125 (SGK) D đ D t BÀI TẬP VỀ TÁN SẮC ÁNH SÁNG [...]...BÀI TẬP VỀ TÁN SẮC ÁNH SÁNG Bài tập 6 trang 125 (SGK) S Sử dụng các công thức sin i sin r i I =n rđ lđ = h.tanrđ lt = h.tanrt l = lt - lđ rt lđ H J l t l K BÀI TẬP VẬN DỤNG Câu 1 Vò trí vân sáng trong thí nghiệm giao thoa của I-âng được xác đònh bằng công thức nào sau đây? kλ D 2 kλ D kλD ( 2k + 1)λD C x = A x = B x = D x = a 2a a 2a Câu 2 Công thức tính khoảng vân giao thoa là A λD i=... công thức nào sau đây? kλ D 2 kλ D kλD ( 2k + 1)λD C x = A x = B x = D x = a 2a a 2a Câu 2 Công thức tính khoảng vân giao thoa là A λD i= a B λa i= D C λD i= 2a D D i= aλ Câu3: HiƯu ®­êng truyền ánh sáng ®­ỵc x¸c ®Þnh b»ng c«ng thøc nµo trong c¸c c«ng thøc sau: ax A d 2 - d1 = D 2ax B d 2 - d1 = D C d 2 - d1 = ax aD D d 2 - d1 = x 2D CHÚC CÁC THẦY CÔ GIÁO SỨC KHỎE HẠNH PHÚC VÀ THÀNH CÔNG . GIAO THOA CH NG TRÌNH CHU NƯƠ Ẩ Baøi 25 Mét sè hiÖn t­îng th­êng gÆp I. HIỆN TƯỢNG GIAO THOA ÁNH SÁNG 1. Thí nghiệm:                                !" #   $ !" #    !" # %"& # $' #  "$(%"$')  ( '*  "  + "$%"$')  $( '(  , - ."   &"  / # 0"0" # $'   ' # *$'12  3   #   # !" - "  "  +   / # 0$ - *   , - 0"      !" # %"& # $'2  ' # *   $' - 0  $3  0  0 - 4  0   3   #  # !" - "  "  + "$%"$')  0  1" # 3       03  $'(  /"  & # 2&*"    &  5    !" # [...]... vạch sáng đỏ & những vạch tối xen kẽ nhau đều đặn Giao thoa vi ỏnh n sc tớm Giao thoa vi ỏnh sỏng n sc vng Giao thoa vi ỏnh sỏng n sc - Sử dụng ánh sáng trắng *Hiện tượng quan sát được được Một vạch sáng trắng ở chính giữa, hai bên có những dải màu như cầu vồng, tím ở trong, đỏ ở ngoài Ta gọi những vạch sáng tối ở trên là vân giao thoa II HIN TNG GIAO THOA NH SNG 2 V trớ cỏc võn sỏng a = F1F2 ; IF1... tượng giao thoa ánh sáng 1.Thí nghiệm Iâng về hiện tượng giao thoa ánh sáng a- Dụng cụ - Đèn chiếu sáng Đ - Màn chắn M1 có khe hẹp S cụ - Màn chắn M2 đặt song song M1, có hai khe hẹp S1&S2 rất gần nhau và cùng song song với S - Các tấm kính lọc sắc F b- Tiến trình thí nghiệm - Sử dụng ánh sáng đơn sắc đỏ Đ M1 S M2 S1 S2 F *Hiện tượng quan sát được Có một vùng sáng hẹp trong đó xuất hiện những vạch sáng. .. 5.2 Chiu mt chựm tia sỏng hp qua mt lng kớnh Chựm tia sỏng ú s tỏch thnh chựm tia sỏng cú mu khỏc nhau Hin tng ny gi l: A Giao thoa ỏnh sỏng B Tỏn sc ỏnh sỏng C Khỳc x ỏnh sỏng D Nhiu x ỏnh sỏng 5.3 Trên màn quan sát hiện tượng giao thoa với hai khe Y-âng F1 và F2, tại A là một vân sáng Điều kiện nào sau đây phải được thoả mãn : A F2A F1A = k B F2A F1A = k C F2A F1A = 2 k D F2A F1A = ( k + 1/2 )... sỏng cú bc song t 380nm(0,38 à m 760nm( 0,76 à m) n gi l ỏnh sỏng nhỡn thy( ỏnh sỏng kh kin) -nh sỏng Mt Tri l hn hp ca vụ s ỏnh sỏng n sc cú bc song liờn tc t 0 n * iu kin v ngun kt hp trong hin tng giao thoa ỏnh sỏng: -Hai ngun phỏt ra phi hai súng ỏnh sỏng cú cựng bc súng -Hiu pha s dao ng ca hai ngun phi khụng i theo [...]... GIẢI THÍCH HIỆN TƯỢNG GIAO THOA ÁNH SÁNG TRẮNG Hình ảnh giao thoa cua ánh sáng trắng II HIỆN TƯỢNG GIAO THOA ÁNH SÁNG 2 Vị trí các vân sáng Đặt: A H a = F1F2 ; IF1 = IF2 F1 d1 = F1A ; d2 = F2A x = OA ; D = IO * Hiệu đường đi: x a I O D F2 ax D d 2 − d1 ≈ ⇒ x = (d 2 − d1 ) D a M * Vị trí các vân giao thoa : °Vị trí vân sáng : Tại A là vân sáng nếu: d 2 − d1 = a Suy ra: Các “vân sáng cách O một khoảng:... một vân tối Đặc điểm vùng giao thoa: x Vân sáng bậc 2 i Vân sáng bậc 1 Vân sáng trung tâm Vân tối thứ 2 0 Vân tối thứ 1 i II HIỆN TƯỢNG GIAO THOA ÁNH SÁNG 3 Khoảng vân a) Định nghĩa: x b) Công thức tính khoảng vân λD i = xk + 1 − xk =  ( k + 1) − k   a  λD ⇒i= a 0 i i III BƯỚC SÓNG ÁNH SÁNG VÀ MÀU SẮC 1 Mỗi ánh sáng đơn sắc có một bước sóng trong chân không xác định 2 Ánh sáng nhìn thấy được ( khả... Ánh sáng nhìn thấy được ( khả kiến) có bước sóng nằm trong khoảng: 0.380 µ m ≤ λ ≤ 0, 760 µ m 3 Ánh sáng trắng của Mặt Trời là hỗn hợp của vô số ánh sáng đơn sắc có bước sóng biến thiên liên tục từ 0 đến ∞ GIAO THOA TRÊN LỚP BONG BÓNG XÀ PHÒNG GIAO THOA TRÊN LỚP BONG BÓNG XÀ PHÒNG GIAO THOA TRÊN MẶT ĐĨA CD Bài 8: (SGK – 133) Tóm tắt: a = 2 mm = 2.10 -3 m D = 1,2 m i = 0,36 mm = 0,36 10 -3m Tính: λ =... Hz λ 0, 6.10−6 Bài 9 (SGK – 133) Hướng dẫn Tóm tắt: λ = 600nm = 0, 6.10 m −6 a = 1,2 mm = 1,2.10 -3m D= 0,5 m Tính: a) i = ? b) x = ? ( k = 4) λ D 0,6.10− 6.0,5 a) i = = = 0, 25. 10− 3 m a 1, 2.10− 3 ⇒ i = 0, 25mm b) x = ki = 4.0, 25 = 1mm Bài 10 (SGK – 133) Tóm tắt: a = 1,56 mm = 1,56.10 -3m D= 1,24 m Khoảng cách 12 vân sáng: l = 5,21 mm = 5,21.10-3m Tính: λ =? Hướng dẫn •Giữa 12 vân sáng liên tiếp... sáng: l = 5,21 mm = 5,21.10-3m Tính: λ =? Hướng dẫn •Giữa 12 vân sáng liên tiếp có 11 khoảng vân.Từ đó: 5, 21 i= = 0, 47 mm 11 Bước sóng ánh sáng: ia 0, 474.10−3.1,56.10−3 λ= = D 1, 24 ⇒ λ = 0,596.10−6 m = 596nm Bài 6 (SGK – 125 ) S i I rđ rt H B A ? Bài 6 (SGK – 125 ) 4 sin i 4 4 tan i = ⇔ = ⇔ sin i = cosi 3 cosi 3 3 2 4  ⇔ sin 2 i =  cosi ÷ => sin i = 0,8 3  S i I rđ rt H A B ... tại O có một vân sáng, gọi là vân sáng trung tâm + Hai bên vân sáng trung tâm là các vân sáng bậc 1 (ứng với k = ± 1), vân sáng bậc 2 (ứng với k = ± 2) °Vị trí vân tối : Tại A là vân tối nếu : x λ r2 − r1 = a = (2 k + 1) D 2 Suy ra: các “vân tối” cách O một khoảng : 1 λD x = (k + ) 2 a Ứng với k = 0, (–1) : là hai vân tối thứ 1 Tương tự cho các vân tối còn lại Vậy, xen giữa hai vân sáng cạnh nhau là I. HIỆN TƯỢNG NHIỄU XẠ ÁNH SÁNG 1. Khái niệm 2. Hiện tượng nhiễu xạ thừa nhận ánh sáng có tính chất sóng. Mỗi chùm sánh đơn sắc coi như một sóng có bước sóng xác định a b S O V Sự nhiễu xạ ánh sáng II. HIỆN TƯỢNG GIAO THOA ÁNH SÁNG II. HIỆN TƯỢNG GIAO THOA ÁNH SÁNG 1. Thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng Y-âng (Thomas Young, 1773 - 1829,nhà vật lý người Anh ) Năm 1801 nhà vật lý Y-âng đã thực hiện thí nghiệm về giao thoa ánh sáng, khẳng định giả thuyết về sóng ánh sáng 1.Thí nghiệm Y- âng về hiện tượng giao thoa ánh sáng. 1.Thí nghiệm Y- âng về hiện tượng giao thoa ánh sáng. a- Dụng cụ. a- Dụng cụ. - Đèn chiếu sáng Đ. - Màn chắn M1 có khe hẹp S. - - Màn chắn M2 đặt song song M1, có hai khe hẹp S1&S2 rất gần nhau và cùng song song với S. b- Tiến trình thí nghiệm. b- Tiến trình thí nghiệm. - Sử dụng ánh sáng đơn sắc đỏ. - Các tấm kính lọc sắc F § M 1 S M 2 S 1 S 2 F *Hiện tượng quan sát được. - Có một vùng sáng hẹp trong đó xuất hiện những vạch sáng đỏ và những vạch tối xen kẽ nhau đều đặn. (*)Sử dụng ánh sáng trắng. (*)Sử dụng ánh sáng trắng. *Hiện tượng quan sát được *Hiện tượng quan sát được. Một vạch sáng trắng ở chính giữa, hai bên có những dải màu như cầu vồng, tím ở trong, đỏ ở ngoài. Ta gọi những vạch sáng tối ở trên là Vân giao thoa Hiện tượng giao thoa a/s là gì? THÍ NGHIỆM GIAO THOA ÁNH SÁNG [...]...II.- GIAI THCH HIEN TệễẽNG GIAO THOA ANH SANG TRAẫNG Hỡnh nh giao thoa cua ỏnh sỏng trng c Gii thớch hin tng - Ch cú th gii thớch bng s giao thoa 2 súng S S1 S2 Hóy vn dng kin M2 thc M1 v hiu bit ca mỡnh, cỏc - Hai ngun S1 v S2 l hai ngun súng kt hin em hóy gii thớch hp + Nhng vch sỏng... thy c ( kh kin) cú bc súng nm trong khong: 0.380 à m 0, 760 à m 3 nh sỏng trng ca Mt Tri l hn hp ca vụ s ỏnh sỏng n sc cú bc súng bin thiờn liờn tc t 0 n GIAO THOA TRấN LP BONG BểNG X PHềNG GIAO THOA TRấN LP BONG BểNG X PHềNG Cỏc hỡnh nh giao thoa a CD Bi 8: (SGK 133) Túm tt: a = 2 mm = 2.10 -3 m D = 1,2 m i = 0,36 mm = 0,36 10 -3m Tớnh: = ? f =? Hng dn * p dng cụng thc: D ia i= = a D * Thay s,... khụng + Vi ỏnh sỏng trng h thng võn giao ca cỏc ỏnh sỏng n sc khụng trựng khớt lờn nhau chớnh gia võn sỏng ca cỏc ỏnh sỏng n sc nm trựng vi nhau cho mt võn sỏng II HIN TNG GIAO THOA NH SNG 2 V trớ cỏc võn sỏng t: d1 a = F1F2 ; IF1 = IF2 d1 = F1A ; d2 = F2A A H F1 a d2 I O D x = OA ; D = IO * Hiu ng i: x F2 ax D d 2 d1 x = (d 2 d1 ) D a M * V trớ cỏc võn giao thoa : V trớ võn sỏng : x Ti A l võn... = = = 5.1014 Hz 0, 6.106 Bi 9 (SGK 133) Hng dn Túm tt: = 600nm = 0, 6.10 m 6 a = 1,2 mm = 1,2.10 -3m D= 0,5 m Tớnh: a) i = ? b) x = ? ( k = 4) D 0,6.106.0,5 a) i = = = 0, 25. 103 m a 1, 2.103 i = 0, 25mm b) x = ki = 4.0, 25 = 1mm Bi 10 (SGK 133) Túm tt: a = 1,56 mm = 1,56.10 -3m D= 1,24 m Khong cỏch 12 võn sỏng: l = 5,21 mm = 5,21.10-3m Tớnh: =? Hng dn Gia 12 võn sỏng liờn tip cú 11 khong võn.T... (2k '+ 1) Ti A l võn ti nu : D 2 Suy ra: Cỏc võn ti cỏch O mt khong: x = (k '+ 1 ) D 2 a ng vi k = 0, (1) : l võn ti bc 1 Tng t cho cỏc võn ti cũn li Vy, xen gia hai võn sỏng l mt võn ti II HIN TNG GIAO THOA NH SNG 3 Khong võn x a) nh ngha: SGK- Tr130 b) Cụng thc tớnh khong võn D i = xk +1 xk = ( k + 1) k a D i= a 0 (4) ia 4 ng dng: o bc súng: t (4)=> = D i i III BC SểNG NH SNG ... với k = Bài tập: Giao thoa ánh sáng Vậy để giải tốt tập cần nhớ tối thiểu công thức bên Chúc em ôn tốt! Bài tập: Giao thoa ánh sáng Vị trí vân A Vị trí vân sáng trung tâm Bước sóng ánh ánh thí... = để tính tần số λ Bài tập: Giao thoa ánh sáng Câu 9/Trg 133: Một khe hẹp F phát ánh sáng đơn sắc, bước sóng 600 nm chiếu sáng hai khe F1, F2 song song với F 1,2 mm Vân giao thoa quan sát M song... b) Xác định khoảng cách từ vân sáng đến vân sáng bậc HD: a) Áp dụng công thức khoảng vân hình b) Vân sáng đến vân sáng bậc  k = Vậy x = 4.i Bài tập: Giao thoa ánh sáng Câu 10/Trg 133: Trong thí