I. MỤC TIÊU
1. Kiến thức:
- Mơ tả được thí nghiệm về nhiễu xạ ánh sáng và thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng. - Viết được các cơng thức cho vị trí của các vân sáng, tối và cho khoảng vân i.
- Nhớ được giá trị phỏng chưng của bước sĩng ứng với vài màu thơng dụng: đỏ, vàng, lục…. - Nêu được điều kiện để xảy ra hiện tượng giao thoa ánh sáng.
2. Kĩ năng: Giải được bài tốn về giao thoa với ánh sáng đơn sắc.3. Thái độ: 3. Thái độ:
II. CHUẨN BỊ
1. Giáo viên: Làm thí nghiệm Y-âng với ánh sáng đơn sắc (với ánh sáng trắng thì tốt)2. Học sinh: Ơn lại bài 8: Giao thoa sĩng. 2. Học sinh: Ơn lại bài 8: Giao thoa sĩng.
III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌCKiểm tra bài cũ: Kiểm tra bài cũ:
-Trình bày thí nghiệm của Niu-tơn về sự tán sắc ánh sáng và nêu được kết luận rút ra từ thí nghiệm? - Giải thích hiện tượng tán sắc ánh sáng qua lăng kính bằng hai giả thuyết của Niu-tơn.
Hoạt động 1: Tìm hiểu về hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng
Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản
- Mơ tả hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng.
- O càng nhỏ → D’ càng lớn so với D.
- Nếu ánh sáng truyền thẳng thì tại sao lại cĩ hiện tượng như trên?
→ gọi đĩ là hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng → đĩ là hiện tượng như thế nào?
- Chúng ta chỉ cĩ thể giải thích nếu thừa nhận ánh sáng cĩ tính chất sĩng, hiện tượng này tương tự như hiện tượng nhiễu xạ của sĩng trên mặt nước khi gặp vật cản.
- HS ghi nhận kết quả thí nghiệm và thảo luận để giải thích hiện tượng.
- HS ghi nhận hiện tượng.
- HS thảo luận để trả lời.
I. Hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng 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.
- Mỗi ánh sáng đơn sắc coi như một sĩng cĩ bước sĩng xác định.
Hoạt động 2: Tìm hiểu hiện tượng giao thoa ánh sáng
Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản
- Mơ tả bố trí thí nghiệm Y-âng - HS đọc Sgk để tìm hiểu kết quả thí nghiệm.
- HS ghi nhận các kết quả thí nghiệm.
II. Hiện tượng giao thoa ánh sáng sáng
1. Thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng
- Ánh sáng từ bĩng đèn Đ → trên M trơng thấy một hệ vân cĩ nhiều màu.
- Đặt kính màu K (đỏ…) → trên M chỉ cĩ một màu đỏ và cĩ dạng S O D D’ A B O L M F1 F2 F K Đ Vân sáng Vân tối
- Hệ những vạch sáng, tối → hệ vận giao thoa.
- Y/c Hs giải thích tại sao lại xuất hiện những vân sáng, tối trên M? - C1: Trong thí nghiệm này, cĩ thể bỏ màn M đi được khơng?
- Vẽ sơ đồ rút gọn của thí nghiệm Y- âng.
- Lưu ý: a và x thường rất bé (một, hai milimét). Cịn D thường từ vài chục đến hàng trăm xentimét, do đĩ lấy gần đúng: d2 + d1≈ 2D
- Để tại A là vân sáng thì hai sĩng gặp nhau tại A phải thoả mãn điều kiện gì?
- Làm thế nào để xác định vị trí vân tối?
- Lưu ý: Đối với vân tối khơng cĩ khái niệm bậc giao thoa.
- GV nêu định nghĩa khoảng vân. - Cơng thức xác định khoảng vân?
- Kết quả thí nghiệm cĩ thể giải thích bằng giao thoa của hai sĩng: + Hai sĩng phát ra từ F1, F2 là hai sĩng kết hợp.
+ Gặp nhau trên M đã giao thoa với nhau.
- Khơng những “được” mà cịn “nên” bỏ, để ánh sáng từ F1, F2 rọi qua kính lúp vào mắt, vân quan sát được sẽ sáng hơn. Nếu dùng nguồn laze thì phải đặt M.
- HS dựa trên sơ đồ rút gọn cùng với GV đi tìm hiệu đường đi của hai sĩng đến A.
- Tăng cường lẫn nhau hay d2 – d1 = kλ → xk k D a λ = với k = 0, ± 1, ±2, …
- Vì xen chính giữa hai vân sáng là một vân tối nên:
d2 – d1 = (k’ + 1 2)λ ' 1 ( ' ) 2 k D x k a λ = + với k’ = 0, ± 1, ±2, … - Ghi nhận định nghĩa. 1 [( 1) ] k k D i x x k k a λ + = − = + −
những vạch sáng đỏ và tối xen kẽ, song song và cách đều nhau. - Giải thích:
Hai sĩng kết hợp phát đi từ F1, F2 gặp nhau trên M đã giao thoa với nhau:
+ Hai sĩng gặp nhau tăng cường lẫn nhau → vân sáng.
+ Hai sĩng gặp nhau triệt tiêu lẫn nhau → vân tối.
2. Vị trí vân sáng
Gọi a = F1F2: khoảng cách giữa hai nguồn kết hợp.
D = IO: khoảng cách từ hai
nguồn tới màn M.
λ: bước sĩng ánh sáng.
d1 = F1A và d2 = F2A là quãng
đường đi của hai sĩng từ F1, F2 đến một điểm A trên vân sáng.
O: giao điểm của đường trung trực
của F1F2 với màn.
x = OA: khoảng cách từ O đến
vân sáng ở A. - Hiệu đường đi δ
2 1 2 1 2 1 2ax d d d d δ = − = + - Vì D >> a và x nên: d2 + d1≈ 2D → d2 d1 ax D − = - Để tại A là vân sáng thì: d2 – d1 = kλ với k = 0, ± 1, ±2, … - Vị trí các vân sáng: k D x k a λ = k: bậc giao thoa. - Vị trí các vân tối ' 1 ( ' ) 2 k D x k a λ = + với k’ = 0, ± 1, ±2, … 3. Khoảng vân a. Định nghĩa: (Sgk)
b. Cơng thức tính khoảng vân:
D i a λ = A B O M F1 F2 H x D d1 d2 I a
- Tại O, ta cĩ x = 0, k = 0 và δ = 0 khơng phụ thuộc λ.
-C2: Quan sát các vân giao thoa, cĩ thể nhận biết vân nào là vân chính giữa khơng?
- Y/c HS đọc sách và cho biết hiện tượng giao thoa ánh sáng cĩ ứng dụng để làm gì?
→ i D
a
λ =
- Khơng, nếu là ánh sáng đơn sắc →
để tìm sử dụng ánh sáng trắng. - HS đọc Sgk và thảo luận về ứng dụng của hiện tượng giao thoa.
c. Tại O là vân sáng bậc 0 của mọi bức xạ: vân chính giữa hay vân trung tâm, hay vân số 0. 4. Ứng dụng:
- Đo bước sĩng ánh sáng.
Nếu biết i, a, D sẽ suy ra được λ:
ia D
λ =
Hoạt động 3: Tìm hiểu về bước sĩng và màu sắc
Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản
- Y/c HS đọc Sgk và cho biết quan hệ giữa bước sĩng và màu sắc ánh sáng? - Hai giá trị 380nm và 760nm được gọi là giới hạn của phổ nhìn thấy
được → chỉ những bức xạ nào cĩ bước sĩng nằm trong phổ nhìn thấy là giúp được cho mắt nhìn mọi vật và phân biệt được màu sắc.
- Quan sát hình 25.1 để biết bước sĩng của 7 màu trong quang phổ.
- HS đọc Sgk để tìm hiểu. III. Bước sĩng và màu sắc
1. Mỗi bức xạ đơn sắc ứng với một bước sĩng trong chân khơng xác định. 2. Mọi ánh sáng đơn sắc mà ta nhìn thấy cĩ: λ = (380 ÷ 760) nm. 3. Ánh sáng trắng của Mặt Trời là hỗn hợp của vơ số ánh sáng đơn sắc cĩ bước sĩng biến thiên liên tục từ 0 đến ∞.
4.Bảng 25.1 bước sĩng của ánh sáng nhìn thấy trong chân khơng.
IV.CỦNG CỐ: Qua tiết này chúng ta cần nắm được
- Mơ tả được thí nghiệm về nhiễu xạ ánh sáng và thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng. - Viết được các cơng thức cho vị trí của các vân sáng, tối và cho khoảng vân i.
- Điều kiện để xảy ra hiện tượng giao thoa ánh sáng.
V.DẶN DỊ:
- Về nhà xem tiếp bài tiếp theo.
- Giải các bài tập trong Sgk.trang 132, 133 và sách bài tập - Tiết sau giải bài tập
IV. RÚT KINH NGHIỆM
... ... Ngày soạn: 01/ 2 /2013 Tiết: 43 BÀI TẬP I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức: Vận dụng kiến thức: