Vật lý lớp 12: Lí thuyết 1 giao thoa với nguồn sáng đơn sắc

BÀI GIẢNG: GIAO THOA ÁNH SÁNG CHUYÊN ĐỀ: SÓNG ÁNH SÁNG MƠN: VẬT LÍ LỚP 12 THẦY GIÁO: VŨ THẾ ANH – GV TUYENSINH247.COM I THÍ NGHIỆM Y – ÂNG VỀ GIAO THOA ÁNH SÁNG Ánh sáng đơn sắc a Dụng cụ - Đèn Đ, chắn M1 có khe hẹp S Màn chắn M2 đặt song song M1, có hai khe hẹp S1,S2 gần song song với S Các lọc sắc F’ b Tiến hành thí nghiệm - Ánh sáng từ bóng đèn Đ  M trơng 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: Sử dụng lý thuyết vè giáo thoa sóng ánh sáng Vạch sáng đỏ : Những chỗ mà sóng ánh sáng gặp nhau, tăng cường ( đồng pha) Vạch tối : Những chỗ mà sóng ánh sáng gặp nhau, triệt tiêu ( ngược pha) Những vạch sáng đỏ vạch tối người ta gọi vân giao thoa Giao thoa với anh sáng trắng Hình ảnh giao thoa với ánh sáng trắng Truy cập trang http://Tuyensinh247.com/ để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn – Anh – Sử - Địa – GDCD tốt nhất! Giải thích tượng Hai nguồn S1 S2 hai nguồn sóng kết hơpk + Những vạch sáng tập hợp điểm có biên độ dao động tổng hợp ( dao động tổng hai sóng tới) cực đại + Những vạch tối tập hợp điểm có biên độ dao động tổng hợp không + Với ánh sáng trắng hệ thống vân giao ánh sáng đơn sắc khơng trùng khít lên Ở vân sáng ánh sáng đơn sắc nằm trùng với cho vân sáng II VỊ TRÍ CỦA CÁC VÂN GIAO THOA – KHOẢNG VÂN M H Vị trí vận giao thoa d1 x F1 a = S1S2 : Khoảng cách hai khe I âng (cỡ mm) d2 I a D F2 D : Khoảng cách từ hai khe đến quan sát (cỡ m) O B S1M = d1, S2M = d2 M Hiệu đường hai sóng S1, S2 gửi tới M:   d2  d1 Kẻ MH  S1S2 +) Xét tam giác vuông S1MH : S1M  d12  S1 H  HM  S1M  d   HI  S1I  2 a   HM   x   2  2 +) Xét S2 MH : S2 M  d  S2 H  HM  S2 M  d   S2 I  IH  2 2 2 a  a  Ta có : d  d   d  d1  d  d1    x     x   2  2  2 2 a  x  2  2 2 a  S1M  d   x    D 2  2 a  S2 M   x    D 2  Ta có 2 a  a  a a  a a  d  d   d  d1  d  d1    x     x     x   x   x   x    a  x 2  2  2  2  2ax   d  d1  d  d1   2ax  d  d1  d  d1 2 d1  S1M  D 2ax ax  d  d1  D  d  d1   Vì khoảng cách khe nhỏ nên  2D D d  S2 M  D Truy cập trang http://Tuyensinh247.com/ để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn – Anh – Sử - Địa – GDCD tốt nhất! * Nếu M vân sáng d  d1  k   ax k D  k   x  ;k  Z  D a * Nếu M vân tối : d  d1  k   ax  1  D    k     x   k   ;k  Z  D  2 2 a  2) Khoảng vân - Định nghĩa : Là khoảng cách hai vân sáng hai vân tối liên tiếp - Ký hiệu : i - Biểu thức i  D a Vị trí vân tối xt  k ,5i Vị trí vân sáng xs  ki 3) Chú ý Vân sáng gọi Bậc Vân tối gọi Thứ * Tọa độ vân sáng xs  k D a  ki ; k   xS  0  : Vân sáng trung tâm k  1  xS 1  i : Vân sáng bậc k  2  xS  2   2i : Vân sáng bậc * Tọa độ vân tối xt  k ,5i xt 1  0,5i;  k  0; k  1 : Vân tối thứ xt  2  1,5i;  k  1; k  2  : Vân tối thứ xt 3  2,5i;  k  2; k  3 : Vân tối thứ Chú ý : Vân tối phải lùi nửa khoảng vân III KIẾN THỨC CẦN NHỚ Truy cập trang http://Tuyensinh247.com/ để học Tốn – Lý – Hóa – Sinh – Văn – Anh – Sử - Địa – GDCD tốt nhất! Khoảng vân i: i  D a → xs = k.i; xt = (k + 1/2)i Trong đó:  λ bước sóng ánh sáng (m)  D khoảng cách từ mặt phẳng S1S2 đến M  a khoảng cách hai khe S1S2 Các dạng toán phương pháp giải Dạng 1: Xác định tính chất vân điểm M biết trước tọa độ xM Phương pháp: xM a Bước 1: Lập tỉ số i Bước 2: Xét:  Nếu a = k ∈ Z M vân sáng bậc k  Nếu a = k + 0,5 (k∈Z) M vân tối Dạng Dịch chuyển nguồn sáng S Quang trình: đường ánh sáng  S1 : d1 ' d1 D   d1 ' d1  d '  d   d1'  d1    d '  d    S : d '  d  2 a Tại vị trí vân trung tâm: => Tại O vân trung tâm Dịch nguồn S khoảng x  d1 '; d1 thay dổi => Vị trí vân trung tâm thay đổi d1'  d1  d 2'  d  d1 ' d '  d1  d  ax ax xD   x0  d D d Dạng Đặt trước S1 (hoặc S2) lưỡng chất phẳng có bề dày e chiết suất n  Ta có: Truy cập trang http://Tuyensinh247.com/ để học Tốn – Lý – Hóa – Sinh – Văn – Anh – Sử - Địa – GDCD tốt nhất!  Vận tốc ánh sáng lưỡng chất phẳng: v  Thời gian ánh sáng lưỡng chất phẳng: c n M S1 t  e en  v c S2 O  Cũng thời gian ∆t ánh sáng mơi trường ngồi đoạn khác: x  ct  en  Quang lộ: S1 M  d1  (n  1)e , S2 M  d2  d1 => Hiệu quang trình: Mà: d2 – d1    S2 M  S1 M  d2 – d1 –  n –1 e ax ax   –  n –1 e D D Vân sáng trung tâm ứng với hiệu quang trình  = Hay: x0   ax0 –  n –1 e  D (n  1)eD a Hệ thống vân dịch chuyển phía S1 Vì x0  Truy cập trang http://Tuyensinh247.com/ để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn – Anh – Sử - Địa – GDCD tốt nhất! ... Với ánh sáng trắng hệ thống vân giao ánh sáng đơn sắc khơng trùng khít lên Ở vân sáng ánh sáng đơn sắc nằm trùng với cho vân sáng II VỊ TRÍ CỦA CÁC VÂN GIAO THOA – KHOẢNG VÂN M H Vị trí vận giao. .. chuyển nguồn sáng S Quang trình: đường ánh sáng  S1 : d1 ' d1 D   d1 ' d1  d '  d   d1'  d1    d '  d    S : d '  d  2 a Tại vị trí vân trung tâm: => Tại O vân trung tâm Dịch nguồn. .. en  Quang lộ: S1 M  d1  (n  1) e , S2 M  d2  d1 => Hiệu quang trình: Mà: d2 – d1    S2 M  S1 M  d2 – d1 –  n ? ?1? ?? e ax ax   –  n ? ?1? ?? e D D Vân sáng trung tâm ứng với hiệu quang trình