Ghi nhớ bài học |

Giao thoa ánh sáng

V.2. GIAO THOA ÁNH SÁNG

A. LÝ THUYẾT GIAO THOA SÁNH SÁNG

1. Giao thoa với khe Young (Iâng) đơn sắc

Thí nghiệm giao thoa ánh sáng của Young

S1, S2 là hai khe sáng; O là vị trí vân sáng trung tâm

a (m): khoảng cách giữa hai khe sáng

D (m): khoảng cách từ hai khe sáng đến màn

λ (m): bước sóng ánh sáng

L (m): bề rộng vùng giao thoa, bề rộng trường giao thoa.

2. Các đại lượng của thí nghiệm giao thoa ánh sáng qua khe Yâng

a. Hiệu đường đi từ S1, S2 đến điểm A trên màn

Xét  D >> a, x thì: d2 – d1 = 2.a.xD                                            b. Khoảng vân i 

     - là khoảng cách giữa hai vân sáng và vân tối liên tiếp: i=Dλa 

c. Ứng dụng

- Tán sắc, giao thoa nhiễu xạ chứng tỏ ánh sáng có tính chất sóng

- Bước sóng càng dài càng dễ quan sát hiện tượng giao thoa

- Mỗi ánh sáng đơn sắc được

   + Đặc trưng nhất bởi tần số

   + Bước sóng (trong chân không)

  + Có một màu sắc xác định gọi là màu đơn sắc

- Dựa vào sự tương tự giữa ánh sáng và sóng điện từ chứng tỏ ánh sáng là sóng điện từ => sóng ngang

 B. BÀI TẬP VỀ GIAO THOA

Dạng 1: Giao thoa đơn sắc

1/ Khoảng vân:  = Là khoảng cách giữa 2 vân sáng (vân tối) liên tiếp=i=Dλa

               (thay đổi môi trường)

2/ Vị trí vân sáng vân tối

  + Vân sáng: xs = k.i       =>   xS= bậc.i       

  + Vân tối:     xt = (k - )i =>:  xt= (bậc - 0,5).i

3/ Khoảng cách giữa hai điểm: Δ x =    x1 – x2

             + Nếu hai vân ở cùng bên:  x1, x2 coi như cùng dương

             + Nếu hai vân ở khác bên:  x1, x2 coi như 1 dương, 1 âm                      

4/ Số vân sáng quan sát được trên màn:

  * Xác định số vân sáng, vân tối giữa hai điểm M, N có toạ độ x1, x2 (giả sử x1 < x2)

             + Vân sáng: x1 < ki < x2                                                                       

             + Vân tối:    x1 < (k-0,5)i < x2                                                              

 * Xác định số vân sáng, vân tối trong vùng giao thoa (trường giao thoa) có bề rộng L (đối xứng qua vân trung tâm)

   + Số vân sáng (là số lẻ):  kl2.i                                                       

   + Số vân tối (là số chẵn): kt-12l2.i        

5/ Hình ảnh giao thoa :

 

Dạng 2: GIAO THOA ĐA SẮC

1. Khoảng cách giữa các vân:

                 Δx = x1 – x2  

 => Bề rộng quang phổ: Δxquangpho bậc k =    xk đỏ – xk tím  = k (iđ   -  it)

2/ Bài tập về giao thoa hai bức xạ

                 Điều kiện trùng là : x1 = x2

a/ Điều kiện vân trùng

      + Vân sáng trùng nhau:         xS1 = xS2 = k1.i1 = k2.i2    k1k2=λ2λ1    

       + Vân tối  trùng nhau:         xT1 = xT2 =  k1-12.i1=k2-12.i2  

                                   2k1-12k2-1=λ2λ1

      + Vân sáng 1  trùng vân tối 2 nhau:    xT1 = xs2 =k1-12.i1=k2.i2  

2k1-12k2=λ2λ1

b/ Vị trí của vân trùng

      + Khoảng cách giữa hai vân sáng hoặc vân tối trùng nhau liên tiếp : 

                         I = xtrùngmin = k1min.i1

        +  Vị trí của vân sáng trùng:   x sáng = k.I

      + Vị trí của vân tối trùng    : x tối = (k – 0,5).I

c. Xác định số vân:

      + Xác định số vân: x1 < x < x2  

- Một số những câu hỏi :

  + Số loại vân sáng thu được là 3 : Vân sáng của chỉ 1 ; vân sáng chỉ 2 ; vân sáng trùng của 1 và 2

 + Tính vân sáng đơn sắc giữa hai vân trùng nhau : của 1 (k1 - 1) ; của 2 (k2- 1)

 + Tính tổng số vân quan sát được : N = N1 + N2 – N12           

3/ Bài tập về giao thoa ba  bức xạ

b/ Nếu là 3 vân sáng trùng nhau thì xS1 = xS2 = xs3 =  k1.i1 = k2.i2 = k3.i3

    + Điều kiện trùng :  k1k2=λ2λ1=ab (a và b là số nguyên tối giản) ;

                                   k1k3=λ3λ1=cd   ( c và d là số nguyên tối giản)

                                     k2k3=λ3λ2=gh( g và h là số nguyên tối giản)

                Điều kiện vân trùng của ba bức xạ :

                              k1 = (bội số chung nhỏ nhất a và c)

                              k2 = (bội số chung nhỏ nhất g và b)

                              k3 = (bội số chung nhỏ nhất d và h)                              

    + Số loại bức xạ : của chỉ 1 (N1 – N12 – N13 + N123)      Của chỉ 2 (N2 – N23 – N12 + N123)

                                 Của chỉ 3 (N3 – N13­ -  N23 + N123)        Của chỉ 12 (N12  - N123)

                                 Của chỉ 23 (N23  - N123)                           Của chỉ 13 (N13 – N123)

                                 Của 123 (N123)

4. Tìm số bức xạ cho vân tối hoặc vân sáng tại một điểm(Chuyển từ giới hạn l về giới hạn k)

a. Các bức xạ của ánh sáng trắng cho vân sáng tại x0 khi:

+ Để xo là vân sáng  x0=k.Dλa> Giới hạn của k => tìm giới hạn của k

+ Để xo là vân tối thì x0=k-12.Dλa  => Giới hạn của k => tìm giới hạn của k.      

b. Các bức xạ của ánh sáng trắng cho vân sáng (vân tối) trùng với bức xạ khác

 + vân sáng trùng với vân sáng :k1k2=λ2λ1.=> Giới hạn của k => tìm giới hạn của k

+ vân sáng trùng với vân tối : 2k1-12k2-1=λ2λ1=> Giới hạn của k => tìm giới hạn của k


 

 

Thống kê thành viên
Tổng thành viên 172.439
Thành viên mới nhất phuong-anh-nguyen
Thành viên VIP mới nhất my-huyenVIP