.Giao thoa ánh sáng

Thí nghiệm I-âng cho thấy ánh sáng có tính chất sóng và giúp ta xác định được bước sóng của ánh sáng.

Đèn Đ phát ánh sáng trắng, qua kính lọc sắc F chiếu sáng khe S làm cho S trở thành nguồn phát sóng ánh sáng, truyền đến hai khe S1, S2. Hai khe S1, S2 được chiếu sáng bởi cùng một nguồn sáng S nên trở thành hai nguồn kết hợp có cùng tần số và có độ lệch pha khơng đổi theo thời gian nên trong vùng khơng gian hai sóng gặp nhau có hiện tượng giao thoa. Các vạch sáng tối gọi là các vân giao thoa. Các vạch sáng gọi là vân sáng, các vạch tối gọi là vân tối.

Điều kiện để có hiện tượng giao thoa ánh sáng là hai chùm sáng giao nhau phải là hai chùm kết hợp (cùng bước sóng và có độ lệch pha khơng đổi theo thời gian)

Vị trí của các vân giao thoa

 Vị trí vân sáng: D x k a   , (k = 0,±1,±2,±3…), k được gọi là bậc của vân sáng

x = 0 ta có vân sáng ứng với k = 0 gọi là vân sáng trung tâm k = ±1 gọi là vân sáng bậc 1; k = ±2 gọi là vân sáng bậc 2;…

 Vị trí vân tối: A B O L E S1 S2 S F ĐĐ

1 ( ) 2 D x k a    , (k = 0,±1,±2,±3…)

Xen giữa hai vân sáng cạnh nhau là một vân tối, các vân sáng và các vân tối cách đều nhau.

- Khoảng vânlà khoảng cách giữa hai vân sáng (hoặc hai vân tối) liên tiếp nhau và kí hiệu là i.

Trong đó: a là khoảng cách hai khe sáng (mm), D là khoảng cách từ hai

khe đến màn (m), λ là bước sóng ánh sáng dùng trong thí nghiệm (µm). - Đo bước sóng ánh sáng bằng phương pháp giao thoa

Từ cơng thức: i D a   suy ra ia D  

Nếu đo chính xác D, a và i thì ta xác định được bước sóng ánh sáng λ. Đó là nguyên tắc của phép đo ánh sáng bằng phương pháp giao thoa. Mỗi phép đo luôn chứa một sai số [9], độ chính xác của việc xác định bước sóng phụ thuộc vào độ chính xác khi xác định i. Để khoảng vân i tăng, người ta

thường chọn giá trị D lớn và a nhỏ. - Bước sóng và màu sắc ánh sáng:

 Mỗi ánh sáng đơn sắc có một bước sóng (tần số) xác định.

 Trong chân khơng (trong khơng khí), ánh sáng nhìn thấy có bước sóng từ 0,38 µm (ánh sáng tím) đến 0,76 µm (ánh sáng đỏ).

Bảng 2.1. Bảng bƣớc sóng của ánh sáng nhìn thấy

Màu ánh sáng Bước sóng λ (µm) Màu ánh sáng Bước sóng λ (µm) Đỏ 0,6400,760 Lam 0,4500,510 Cam 0,5900,650 Chàm 0,4300,460 Vàng 0,5700,600 Tím 0,3800,440

Lục 0,5000,575

- Chiết suất của mơi trường và bước sóng ánh sáng: Chiết suất của mơi trường trong suốt có giá trị phụ thuộc vào tần số và bước sóng của ánh sáng. Đối với một môi trường trong suốt nhất định, chiết suất ứng với ánh sáng có bước sóng càng dài thì có giá trị càng nhỏ hơn so với chiết suất ứng với ánh sáng có bước sóng ngắn.