Vật lý đại cương - Quang học sóng phần 1

Tham khảo tài liệu vật lý đại cương - quang học sóng phần 1, khoa học tự nhiên, vật lý phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Vật lý đại cương - Quang học sóng phần 1 VËt lý ®¹i c−¬ng Quang häc sãngBμi gi¶ng cña PGS. TS §ç Ngäc UÊn ViÖn VËt lý kü thuËt Tr−êng §¹i häc B¸ch Khoa Hμ néi Ch−¬ng I Giao thoa ¸nh s¸ng 1. C¸c kh¸i niÖm c¬ së1.1 Quang lé: Quang lé L gi÷a hai®iÓm A, B (AB=d) lμ ®o¹n ®−êng ¸nh s¸ngtruyÒn ®−îc trong ch©n kh«ng trongkho¶ng thêi gian t, trong ®ã t lμ kho¶ngthêi gian mμ ¸nh s¸ng ®i ®−îc ®o¹n ABtrong m«i tr−êng. A d B d t = ⇒ L = ct L= nd. v n = c chiÕt suÊt m«i tr−êng v n2d2NÕu ¸nh s¸ng ®i qua n3d3 n1d1nhiÒu m«i tr−êng: ∑ n id iL=n1d1+n2d2+...+nndn = i 1.2. §Þnh lý Malus (Maluýt): Quang lé gi÷a hai mÆt trùc giao cña mét chïm s¸ng th× b»ng nhau hai mÆt trùc giao hai mÆt trùc giaoQuang lé L1 gi÷a A1,A3 vμ L2 gi÷a B1,B3: B1L1= n1A1I1+n2I1A2+n2A2A3 B2L2= n1B1B2+n1B2I2+n2I2B3 A1 i i n1 I2 1 I1 i n1sini1 = n2sini2 1 A2 i n2 2 I1 A 2 sini 2 = B2I2 B3sini1 = 2 A3 I1 I 2 I1 I 2 n 2 I1 A 2 n1B 2 I 2 n 2 sini 2 =n1sini1 = I1 I 2 I1 I 2 Suy ra n1B2I2 = n2I1A2vμ L1=L2 2. C¬ së cña quang häc sãng2.1. Hμm sãng cña ¸nh s¸ng:¸nh s¸ng lμ mét lo¹i sãng ®iÖn tõ: Tõtr−êng vμ ®iÖn tr−êng biÕn thiªn trongkh«ng gian. r r Ev r HChØ cã thμnh phÇn ®iÖn tr−êng t¸c dôngvμo m¾t míi g©y c¶m gi¸c s¸ng r → Dao ®éng cña E lμ dao ®éng s¸ng: 2 πL r x = a cos( ωt − ) O λ x0= a.cosωt -dao ®éng t¹i gèc O. x= a.cos ω(t -τ) =T¹i r:(τ thêi gian trÔ) 2π L 2 πL a cos( ωt − ) = a cos( ωt − ) λ Tc2. 2. c−êng ®é s¸ng:C−êng ®é s¸ng t¹i mét ®iÓm lμ mét ®¹i l−îng cãtrÞ sè b»ng n¨ng l−îng truyÒn qua mét ®¬n vÞdiÖn tÝch ®Æt vu«ng gãc víi ph−¬ng truyÒn s¸ngtrong mét ®¬n vÞ thêi gian:I = ka2, k lμ hÖ sè tû lÖ. LÊy k = 1 cã: I = a2.2.3. Nguyªn lý chång chÊt:Khi hai hay nhiÒu ¸nh s¸ng gÆp nhau th× tõngsãng riªng biÖt kh«ng bÞ c¸c sãng kh¸c lμmnhiÔu lo¹n. Sau khi gÆp nhau, c¸c sãng ¸nh s¸ngvÉn truyÒn ®i nh− cò, Cßn t¹i nh÷ng ®iÓm gÆpnhau dao ®éng s¸ng b»ng tæng c¸c dao ®éngthμnh phÇn.2.4. Nguyªn lý Huyghen:Nh÷ng sãng tõ nguån O truyÒn ra ngoμi mÆt kÝnbÊt k× S bao quang nguån O, cã tÝnh chÊt giènghÖt nh÷ng sãng mμ ta sÏ cã, nÕu ta bá nguån O®i vμ thay b»ng nh÷ng nguån phô (thø cÊp) thÝchhîp ph©n phèi trªn mÆt S. 3. Giao thoa ¸nh s¸ng bëi hai nguån kÕt hîp3.1. T¹o hai nguån s¸ng kÕt hîp: Haisãng kÕt hîp cã hiÖu pha kh«ng ®æi.Hai nguån s¸ng kh¸c nhau kh«ng ®¸p øng®iÒu kiÖn ®ã.khe Young hay g−¬ng Frenen: S r1 y r2 D O1 O1 l O2 O2O1O2 lμ 2 nguån O1O2 lμ 2 nguån kÕt hîpkÕt hîp (thø cÊp) (¶o)3.2. Kh¶o s¸t hiÖn t−îng r1 y r2 D 2πL1 O1 lgiao thoa: x 1 = a cos(ωt − ) O2 λ 2 πL 2 ) Tæng hîp:A2=2a2(1+cosΔϕ)x 2 = a cos( ωt − λ 2π HiÖu pha: Δϕ = ( L1 − L 2 ) λD λΔLS = L1-L2=r1-r2=kλ V©n s¸ng ys = k lΔLT = L1-L2 λD= r1-r2=(2k+1)λ/2 V©n tèi y t = (2k + 1) 2l Kho¶ng c¸ch 2 v©n s¸ng liªn tiÕp i= λD/lC¸c v©n giao thoa cã d¹ng hypecbol ®èi xøngqua v©n gi÷a. V©n gi÷a lμ v©n s¸ng• Giao thoa ¸nh s¸ng tr¾ng 0,4μm ≤ λ ≤ 0,76μm ...