Bài giảng Vật lý đại cương 2: Chương 3 - TS. Phạm Thị Hải Miền

Bài giảng Vật lý đại cương 2: Chương 3 - TS. Phạm Thị Hải Miền có nội dung gồm 2 phần: phần 1 trình bày về giao thoa ánh sáng, hiện tượng giao thoa ánh sáng, giao thoa với 2 khe Young, giao thoa cho bởi bản mỏng; phần 2 trình này về nhiễu xạ ánh sáng, nhiễu xạ sóng cầu, nhiễu xạ sóng phẳng... Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết nội dung bài giảng.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Vật lý đại cương 2: Chương 3 - TS. Phạm Thị Hải Miền CHƯƠNG 3 TÍNH CHẤT SÓNG ÁNH SÁNG1. GIAO THOA ÁNH SÁNG 1.1. Hiện tượng giao thoa ánh sáng 1.2. Giao thoa với 2 khe Young 1.3. Giao thoa cho bởi bản mỏng 1.3.1. Bản mỏng có độ dày không đổi 1.3.2. Bản mỏng có độ dày thay đổi: nêm, hệ Newton2. NHIỄU XẠ ÁNH SÁNG 2.1. Nhiễu xạ sóng cầu 2.1.1. Nhiễu xạ qua lỗ tròn 2.1.2. Nhiễu xạ qua đĩa tròn 2.2. Nhiễu xạ sóng phẳng 2.2.1. Nhiễu xạ qua khe hẹp 2.2.2. Nhiễu xạ qua cách tử1.1. HIỆN TƯỢNG GIAO THOA ÁNH SÁNG THANG SÓNG ĐIỆN TỪÁnh sáng là sóng điện từ. Trong vùng khả kiến ánh sáng có bước sóngthay đổi từ khoảng 400 nm đến 760 nm. Màu sắc ánh sáng do tần sốánh sáng quyết định. PHƯƠNG TRÌNH SÓNG ÁNH SÁNG• Quang lộ giữa 2 điểm O và M là đoạn đường ánh sáng truyền đi trong chân không trong khoảng thời gian t, với t là thời gian ánh sáng đi được đoạn d=OM trong môi trường chiết suất n: L=n.d• Phương trình dao động của sóng ánh sáng tại O: uo  A cos t• Phương trình dao động của sóng ánh sáng tại M trong môi trườngchiết suất n:  0  2 x  2 L  L uM  A cos  t    A cos  t   (vì x  ,   )     0  n n Với λ0 , λ – bước sóng ánh sáng trong chân không và môi trường n. • Cường độ sáng tỉ lệ với bình phương biên độ dao động của điện trường: I  kA2 I – cường độ sáng k – hệ số tỉ lệ A – biên độ dao động của điện trường ĐỊNH LÝ VỀ QUANG LỘ• Định lý Malus: quang lộ của các tia sáng giữa 2 mặt trực giao của một chùm sáng thì bằng nhau.• Khi tia sáng bị phản xạ trên môi trường chiết quang hơn thì quang lộ của nó sẽ dài thêm nửa bước sóng. NGUYÊN LÝ CHỒNG CHẤTKhi hai hay nhiều sóng ánh sáng gặp nhau thì từng sóng riêng biệtkhông bị các sóng khác làm nhiễu loạn. Sau khi gặp nhau, các sóngánh sáng vẫn truyền đi như cũ, còn tại những điểm gặp nhau, daođộng sóng bằng tổng các dao động thành phần. HIỆN TƯỢNG GIAO THOA ÁNH SÁNG• Giao thoa ánh sáng là hiện tượng chồng chất của hai (hay nhiều)sóng ánh sáng kết hợp làm xuất hiện trong không gian những vânsáng và những vân tối nằm xen kẽ nhau.- Những vân sáng gọi là các cực đại giao thoa.- Những vân tối gọi là các cực tiểu giao thoa.• Điều kiện giao thoa: các sóng chồng chất lên nhau phải là các sóngkết hợp.• Sóng kết hợp là những sóng có cùng phương dao động và có hiệupha không biến đổi theo thời gian (cùng tần số). Đĩa CD Lông công Vỏ sò Ngọc mắt mèo• Xét 2 sóng phẳng cùng phương, cùng tần số tại điểm M: 2 x1  A1 sin(t  L1 ) 0  2  x2  A2 sin  t  L2   0 • Theo nguyên lý chồng chất, dao động tổng hợp tại M là: x  x1  x2 2• Hiệu pha của 2 sóng:    ( L1  L2 ) 0 A2  A12  A22  2 A1 A2cos I  I1  I 2  2 I1 I 2 cos  I  I1  I 2  2 I1 I 2 cos  2• Nếu   ( L1  L2 )  2k  L  L1  L2  k 0 0nghĩa là 2 dao động thành phần cùng pha với nhau, thì dao động tổnghợp có cường độ cực đại, ứng với vân sáng. I max  I1  I 2  2 I1I 2 2 0• Nếu   ( L1  L2 )  (2k  1)  L  L1  L2  (2k  1) 0 2nghĩa là 2 dao động thành phần ngược pha với nhau, thì dao độngtổng hợp có cường độ cực tiểu, ứng với vân tối. I min  I1  I 2  2 I1I 2 k  0, 1, 2,...1.2. GIAO THOA VỚI 2 KHE YOUNG L  d sin  Phân bố vị trí vân giao thoa 2 2 2  2  1  ( L2  L1 )  L  d sin     k   VS  2 k      d sin      2 k  1  1 ( k  )  VT  2 1.3. GIAO THOA ÁNH SÁNG CHO BỞI BẢN MỎNG• Bản mỏng là một bản trong suốt có độ dày vào cỡ vài phần trăm mm (màng xà phòng, váng dầu, lớp không khí mỏng).• Khi chiếu ánh sáng vào bản mỏng thì trên mặt bản mỏng thường xuất hiện các vân sóng nhiều màu – gọi là các vân bản mỏng. Nguyên nhân của hiện tượng này là do có sự giao thoa của các chùm tia sáng phản xạ ở m ...