NHIỄU XẠ ÁNH SÁNG

Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Lớp Cơ điện tử 2 NHÓM 5 Chương III NHIỄU XẠ ÁNH SÁNG 3.1 – KHÁI NIỆM VỀ NXAS: P E C B A O Hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng là hiện tượng ánh sáng bị lệch khỏi phương truyền thẳng khi đi gần các vật cản. Nx gây bởi sóng phẳng gọi là nx Fraunhofer. Trái lại là nx Fresnel. 3.1 – KHÁI NIỆM VỀ NXAS: Chúng ta sẽ tìm hiểu nx qua lỗ tròn, qua khe hẹp và nx trên mạng tinh thể. 3.2.1– NGUYÊN LÝ HUYGENS - FRESNEL: • 1 – Nội dung: • Bất kì một điểm nào mà as truyền đến đều trở thành nguồn sáng thứ cấp, phát sóng cầu về phía trước nó. • Biên độ và pha của nguồn thứ cấp là biên độ và pha của nguồn thực gây ra tại vị trí nguồn thứ cấp. 3.2 NHIỄU XẠ GÂY BỞI SÓNG CẦU 3.2.2 BIỂU THỨC CỦA DAO ĐỘNG SÓNG TẠI M Đặt vấn đề: Giả sử dđ sáng tại nguồn O có dạng E = acosωt thì dđ sáng tại M có dạng như thế nào? (S) O M N N’ θ o θ A dS r 1 r 2 1 2 M M 2 (L L ) dE a cos t π +   = ω −  ÷ λ   * Dđ sáng tại A do O truyền đến: 1 A 2 L E a cos t π   = ω −  ÷ λ   * Dđ sáng tại M do dS truyền đến: 1 2 M 0 1 2 (S) 2 (L L )a E A( , )cos t dS r r π +   = θ θ ω −  ÷ λ   ∫Ñ * Dđ sáng tại M do mặt (S) truyền đến: Giải quyết vấn đề: Chọn mặt kín (S) bao quanh O. 3.2.3- NX FRESNEL QUA LỖ TRÒN: 1 – Bố trí thí nghiệm: b O O M b r R R 3.2.3 NX FRESNEL QUA LỖ TRÒN: 2 – Phân bố cường độ ảnh nhiễu xạ: Ảnh nx có tính đối xứng tâm M. Tâm M có lúc sáng, lúc tối, tùy theo bán kính lỗ tròn và khoảng cách từ lỗ tròn tới màn quan sát. Trình bày bởi Đăng Hiền. 3.2.3 – NX FRESNEL QUA LỖ TRÒN: 3 – Giải thích kết quả bằng pp đới cầu Fresnel: O b M S 0 R b 2 λ + b 2 2 λ + b 3 2 λ + 1 3 5 2 4 3.2.3 – NX FRESNEL QUA LỖ TRÒN: • 3 – Giải thích kết quả bằng pp đới cầu Fresnel: O b M S 0 b k 2 λ + k M 0 M k H k h k 2 2 2 2 2 k k k r R (R h ) (b k ) (b h ) 2 λ = − − = + − + k k b h 2(R b) λ ⇒ = + k k k Rb r 2Rh R b λ ≈ = + Rb S R b πλ ∆ = + k k R b S h .2 R k. R b π λ ⇒ = π = + r k Diện tích của mỗi đới cầu: Bán kính của đới cầu thứ k: R [...]... thì λ < d Trình bày bởi Đình Hiệp 3.3.3 – CÁCH TỬ NHIỄU XẠ: • 1 – Khái niệm: Cách tử nhiễu xạ là tập hợp các khe hẹp giống nhau, // , cách đều nhau và cùng nằm trên một mặt phẳng Khoảng cách d giữa hai khe liên tiếp được gọi là chu kì của cách tử 1 n= d d 3.3.3 – CÁCH TỬ NHIỄU XẠ: • 2 – Hai loại cách tử: Cách tử truyền qua Cách tử phản xạ 3.3.4 – NHIỄU XẠ TRÊN MẠNG TINH THỂ: • Hiệu quang lộ: L2 – L1... m a m +1 a ∞ a m +1 aM = ± + ± = 2 2 2 2 2 m+1 Cường độ sáng M 2  a m +1  I=a = ÷  2  2 M Vậy tại M luôn là điểm sáng 3.3 NHIỄU XẠ GÂY BỞI SÓNG PHẲNG 3.3.1 – NX FRAUNHOFER QUA 1 KHE HẸP: • 1 – Bố trí thí nghiệm: b: độ rộng khe hẹp ϕ: góc nhiễu xạ sinϕ ϕ O M F L1 L2 E I 3.3.1 – NX FRAUNHOFER QUA 1 KHE HẸP: • 2 – Phân bố cường độ ảnh nhiễu xạ: I I0 I1 = 0,045I0 I1 λ − b 2λ − b 5λ − 2b − 3λ 2b 0... Phân bố cường độ ảnh nhiễu xạ: n=2 n=5 n=3 n = 10 3.3.2 NX FRAUNHOFER QUA n KHE HẸP: • 3 – Giải thích kết quả: φ Hiệu quang lộ của những tia nhiễu xạ với góc lệch ϕ: L2 – L1 = dsinϕ b d ϕ M 0 ϕ F 3.3.2 – NX FRAUNHOFER QUA n KHE HẸP: • 3 – Giải thích kết quả: • Phân bố cđộ ảnh nx qua 1 khe chỉ phụ thuộc vào góc nx ϕ Do đó, nếu tịnh tiến khe lên trên hay xuống dưới thì ảnh nhiễu xạ không đổi Suy ra,... các cực đại nx thỏa mãn điều kiện số dải sáng được chia trong đọan AB là số lẻ: n = 2k + 1 λ ⇒ sin ϕ = (2k + 1) 2b Với k = 1, ±2, ±3, … Trình bày bởi Văn Hiếu 3.3.2 NX FRAUNHOFER QUA n KHE HẸP: • 1 – Bố trí thí nghiệm: b: độ rộng khe hẹp d: khoảng cách giữa 2 khe liên tiếp ϕ: góc nhiễu xạ 3.3.2 NX FRAUNHOFER QUA n KHE HẸP: • Cđ– Phân bố cường độ ảnh nhiễu xạ: 2 ảnh nx qua 1 khe Cđại chính Ctiểu chính... Fresnel I = a 2 M thì: (M là  a1 a n  =  + ÷ > I0 điểm sáng) 2 2  2 (M là  a1 a n  =  − ÷ < I0 điểm 2 2  tối) 2 Trình bày bởi Mr.Hiệp 3.2.4– NX FRESNEL QUA ĐĨA TRÒN: • 1 – Thí nghiệm: O b Kết quả: Tâm ảnh nx luôn có một chấm sáng (chấm sáng Fresnel) • 2 – Giải thích kết quả: Giả sử đĩa tròn chắn hết m đới cầu Fresnel thì biên độ sáng tại M chỉ do các đới cầu thứ m +1, m +2, … gởi tới O b... độ ảnh nhiễu xạ: I I0 •Vân nx đối xứng qua tiêu điểm F của TK L2 •Tại F sáng nhất: cực đại giữa •Các cực đại khác giảm nhanh Vị trí các cực đại thỏa: λ sin ϕ = (2k + 1) 2b (k = 1; ±2; ±3) I1 = 0,045I0 I1 2λ − b 5λ − 2b − − 3λ 2b λ b 0 λ b 2λ b 3λ 2b sinϕ 5λ 2b kλ Vị trí các cực sin ϕ = tiểu thỏa: b (k = ±1; ±2; ±3) 3.3.1 – NX FRAUNHOFER QUA 1 KHE HẸP: • 3 – Giải thích kết quả: Độ rộng mỗi dải sáng trên... Ngoài sự nhiễu xạ của từng khe riêng rẽ, còn có sự giao thoa của n chùm tia nx từ n khe Kết quả có sự phân bố lại cường độ ảnh nx.Tuy nhiên, đường bao các cực đại chính luôn là ảnh nx qua một khe 3.3.2 – NX FRAUNHOFER QUA n KHE HẸP: • 3 – Giải thích kết quả: • Vị trí các CĐ chính (do giao thoa) thỏa ĐK: λ L 2 − L1 = d sin ϕ = kλ ⇒ sin ϕ = k d k = 0,±1, ±2, ±3, … Vị trí các CT chính (CT nhiễu xạ) thỏa... khe AB: A E ϕ M λ/2 δ= O sin ϕ Số dải sáng chứa trong khe AB: F L1 B ∑o ∑1 ∑2 L2 λ 2 n lẻ: M là điểm sáng (cực đại) AB 2b sin ϕ n= = δ λ n chẵn: M là điểm tối (cực tiểu) 3.3.1 – NX FRAUNHOFER QUA 1 KHE HẸP: • 3 – Giải thích kết quả: • Tại F, tất cả sóng do khe AB gởi tới đều đồng pha, nên cường độ sáng mạnh nhất • Vị trí các cực tiểu nx thỏa mãn điều kiện số dải sáng được chia trong đọan AB là số chẵn:... THỂ: • Hiệu quang lộ: L2 – L1 = 2d.sinϕ • Vị trí các cực đại thỏa định luật Vulf - Bragg: L2 – L1 = 2d.sinϕ = kλ 1 2 3 ϕ ϕ ϕd 1’ 2’ 3’ ỨNG DỤNG HIỆN TƯỢNG NHIỄU XẠ AS: • Phân tích quang phổ bằng cách tử nx Nghiên cứu cấu trúc mạng tinh thể bằng nhiễu xạ tia X Nghiên cứu năng suất phân li các dụng cụ quang học design by hiep_style_online@yahoo.com ... giảm chậm Vì thế ta coi ak là trung bình cộng của ak-1 và ak+1 Dao động sáng tại M do hai đới kề nhau gởi tới sẽ ngược pha nhau Vì thế, biên độ sóng tại M 4 2 là: a M = a1 − a 2 + a 3 − a 4 + ± a n O 1 5 S0 3 b a1 a n aM = ± 2 2 M (Dấu “+” khi n lẻ; “-” khi n chẵn) 3.2.3 – NX FRESNEL QUA LỖ TRÒN • Kết luận: Biên độ sóng và cường độ sáng tại M: 2 a1 a n  a1 a n  2 aM = ± ⇒ I = aM =  ± ÷ 2 2 2 2  . tử 2 NHÓM 5 Chương III NHIỄU XẠ ÁNH SÁNG 3.1 – KHÁI NIỆM VỀ NXAS: P E C B A O Hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng là hiện tượng ánh sáng bị lệch khỏi phương. Cường độ sáng Vậy tại M luôn là điểm sáng. 3.3.1 – NX FRAUNHOFER QUA 1 KHE HẸP: • 1 – Bố trí thí nghiệm: b: độ rộng khe hẹp ϕ: góc nhiễu xạ 3.3 NHIỄU XẠ GÂY