Tài liệu môn Vật lý đại cương 3, Summaries of Physics

Download Tài liệu môn Vật lý đại cương 3 and more Summaries Physics in PDF only on Docsity!

Chương 2

GIAO THOA ÁNH SÁNG

§1. GIAO THOA ÁNH SÁNG

I. Cơ sở của quang học tia

1.Định luật truyền thẳng ánh sáng: trong môi trường trong suốt,

đồng tính và đẳng hướng ánh sáng truyền theo đường thẳng

2. Định luật phản xạ ánh sáng: i = i’ 3. Định luật khúc xạ ánh sáng:

ntsini = nkx sinr

Hiện tượng phản xạ toàn phần

nt> nkx, sinigh = nkx/nt

Chiết suất tuyệt đối của môi trường

n = c/v

§1. GIAO THOA ÁNH SÁNG

2. Quang lộ : Xét hai điểm A, B cách nhau r trong môi trường chiết

suất n

Định nghĩa: Quang lộ giữa hai điểm A, B là đoạn đường ánh sáng

truyền được trong chân không với cùng khoảng thời gian t cần thiết để

sóng ánh sáng đi được đoạn đường r trong môi trường chiết suất n.

L = nr

Nếu ánh sáng truyền qua nhiều môi trường chiết suất n 1 ,n 2 ,.. thì quang

lộ:

i

L ni ri

§1. GIAO THOA ÁNH SÁNG

3. Hàm sóng ánh sáng:

Xét sóng ánh sáng phẳng đơn sắc, truyền đi với vận tốc v trong môi

trường chiết suất n.

Gỉa sử tại O phương trình dao động sáng:

x (O)= Acost

Tại M cách O một khoảng r phương trình dao động sáng:

v

r

x ( M ) A cos t  A cos  t

( ) )

) cos(

cos(

c

L

T

A t

v

r

T

x M A t

 

 → =  − = −

( ) )

cos(



 

L

→ x M = A t −

L = (^)  ini ri

→ x ( M )= A cos( t −^2 ^ L )

(^2)  ( L 1 − L 2 )= 2 k  L 1 − L 2 = k ; k = 0 ; 1 ; 2 ,.... ( ) ( ) ; 0 ; 1 ; 2 ,... 2

(^2) L 1 − L 2 = 2 k + 1  L 1 − L 2 =( 2 k + 1 )  k =   



L = (^)  i ( ni ri ) cos(^2 )  →^2 x ( M =) A 2  t −  L ; 0 ; 1 ; 2 ,....  L^1 −^ L^2 = k  L^1 − L^2 = k^  k =  

 ( ) ( ) ; 0 ; 1 ; 2 ,... 2

(^2) L 1 − L 2 = 2 k + 1  L 1 − L 2 =( 2 k + 1 )  k =   



§1. GIAO THOA ÁNH SÁNG

2. Khảo sát hiện tượng giao thao sánh sáng

a.Điều kiện cực đại, cực tiểu giao thoa

Xét hai nguồn sóng ánh sáng kết hợp phát ra ánh sáng đơn sắc bước

sóng λ.

Phương trình dao động sáng tại S 1 và S 2

x (S 1 )=A 1 cost; x ( S 2 )= A 2 cos  t

Tại M nhận được hai dao động sáng:

)

2 cos(

1 1 1 

 

L x = A t − )

2 ; cos(

2 2 2 

 

L x = A t −

Phương trình dao động sáng tổng hợp tại M:

x = x 1 +x 2 =Acos( t + ) 1 2 (^21 )

2 2

2 trongđó A = A 1 + A + 2 AA cos  − 

điều kiện l << D, do đó dao động sáng do 2 nguồn gửi tới M coi như là

sóng phẳng và cùng phương.

§1. GIAO THOA ÁNH SÁNG

Điều kiện cực đại giao thoa:

( ) 2 ; 0 ; 1 ; 2 ,....

2 L 1 − L 2 = k   L 1 − L 2 = k  k =   



Điều kiện cực tiểu giao thoa:

( ) ( ) ; 0 ; 1 ; 2 ,... 2

2 1 ( 2 1 )

2 L 1 − L 2 = k +  L 1 − L 2 = k + k =  

  



§1. GIAO THOA ÁNH SÁNG

Giao thoa gây bởi ánh sáng trắng

• Vân trung tâm có màu trắng. Vì với k = 0 thì ys = 0 với mọi giá trị của

λ.

• Hai bên vân trung tâm có các dải quang phổ liên tục, viền tím ở trong,

đỏ ở ngoài. Các màu đơn sắc khác sẽ cho các vân sáng ở khoảng giữa

hai vân này. Kết quả ta quan sát được dải quang phổ liên tục, viền tím ở

trong, đỏ ở ngoài.

§2. GIAO THOA GÂY BỞI BẢN MỎNG

II. Giao thoa gây bởi bản mỏng có cùng độ dày

§2. GIAO THOA GÂY BỞI BẢN MỎNG

Hiệu quang lộ của hai chùm tia ABR 2 và

AR 1 :

ΔL=L 1 - L 2 = (ABM) – (AH)

2

2 sin

2 2 1 2

 L = L − L = d n − i −

Do bản được chiếu bằng nguồn sáng rộng, cho nên có nhiều chùm

sáng rọi lên bản dưới cùng góc tới i Xét chùm sáng có cùng góc tới i

sẽ hội tụ tại một điểm nằm trên đường tròn có tâm tại F của thấu kính

hội tụ.

§2. GIAO THOA GÂY BỞI BẢN MỎNG

III. Giao thoa gây bởi bản mỏng có độ dày thay đổi

2 sin

2 2 2 1

L − L = d n − i −

Hiệu quang lộ của hai chùm tia

SABC và SC:

ΔL=L 1 - L 2 = (ABC) – (HC)

Vì rằng con ngươi của mắt nhỏ cho nên mắt chỉ nhìn được những tia

nghiêng ít đối với nhau. Do đó i coi như không đổi và hiệu quang lộ

chỉ phụ thuộc vào bề dày d của bản. Với những điểm cùng bề dày d

thì hiệu quang lộ là như nhau và tại các điểm đó có cường độ sáng

giống nhau.