Trong phần quang hình học, chúng ta đã nghiên cứu qui luật truyền của chùm tia sáng qua các mơi trường, cịn bản chất của ánh sáng chưa được chú trọng tới. Tiếp theo đây, chúng ta sẽ thấy: với các điều kiện chung cho mọi sĩng, trong miền chồng chất của hai chùm tia sáng cĩ xảy ra hiện tượng giao thoa, nhiễu xạ,… Các hiện tượng này làm biểu lộ rõ bản chất sĩng của ánh sáng.
SS.1. HÀM SỐ SĨNG – CÁC ĐẠI LƯỢNG ĐẶC TRƯNG CỦA SĨNG ÁNH SÁNG.
1. Hàm số sĩng.
Sĩng ánh sáng phát đi từ nguồn S được biểu diễn bằng hàm số tuần hồn theo thời gian. s = a cos (cost + ϕ0). (1.1)
s là ly độ, a là biên độ, ω là tần số vịng (mạch số). Đại lượng
ϕ = ωt + ϕ0 được gọi là pha của sĩng, ϕ0 là pha ban đầu (khi t = 0). Hàm (1.1) biểu diễn chấn động tại một điểm xác định trong khơng gian, nên chỉ cĩ biến số thời gian t.
Tần số ν là số giao động trong một đơn vị thời gian, ta cĩ: ω = 2 πν.
Thời gian T để thực hiện một giao động, gọi là chu kỳ của sĩng. T = 1
ν
Hàm (1.1) thường được viết dưới dạng sau: s = a cos (2 πν t + ϕ0) = a cos (
T2π 2π
t + ϕ0) 2. Ánh sáng đơn sắc – bề mặt sĩng.
Nếu tần số (hay chu kỳ) của ánh sáng chỉ nhận một giá trị xác định thì ánh sáng là đơn sắc.
Biểu thức (1.1) là hàm số sĩng đơn sắc. Dưới đây là giá trị bước sĩng ứng với các ánh sáng đơn sắc trong miền ánh sáng thấy được.
λ( µ) ánh sáng đơn sắc. 0,4 – 0,43 tím. 0,43 – 0,45 chàm. 0,45 – 0,50 lam. 0,50 – 0,57 lục. 0,57 – 0,60 vàng. 0,60 – 0,63 cam. 0,63 – 0,76 đỏ.
Gọi v là vận tốc tuyến của ánh sáng trong mơi trường. Thời gian để chấn động truyền từ nguồn S tới một điểm M cách S một đoạn x là x/v . Như vậy chấn động ở M và thời điểm t chính là chấn động tại nguồn S vào thời điểm t ĭ. Vậy chấn động tại M cĩ dạng: