HIỆN TƯỢNG GIAO THOA ÁNH SÁNG (CHỈ XÉT GIAO THOA ÁNH SÁNG TRONG THÍ...

2. Hiện tượng giao thoa ánh sáng (chỉ xét giao thoa ánh sáng trong thí nghiệm

Iâng).

* Đ/n: Là sự tổng hợp của hai hay nhiều sĩng ánh sáng kết hợp

aS1

trong khơng gian trong đĩ xuất hiện những vạch sáng và những

vạch tối xen kẽ nhau.

Các vạch sáng (vân sáng) và các vạch tối (vân tối) gọi là vân

D S2 d1

giao thoa.

d2IO x M

* Hiệu đường đi của ánh sáng (hiệu quang trình)

d d d ax

²

¹

D = - = D

Trong đĩ: a = S

1

S

2

là khoảng cách giữa hai khe sáng

D = OI là khoảng cách từ hai khe sáng S

1

, S

2

đến

màn quan sát

S

1

M = d

1

; S

2

M = d

2

x = OM là (toạ độ) khoảng cách từ vân trung tâm đến điểm M ta xét

= l Ỵx k D k Z

* Vị trí (toạ độ) vân sáng: d = k 

^,a

k = 0: Vân sáng trung tâm

k = 1: Vân sáng bậc (thứ) 1

k = 2: Vân sáng bậc (thứ) 2

= + l Ỵ

* Vị trí (toạ độ) vân tối: d = (k + 0,5) 

^{( 0,5) ,}

k = 0, k = -1: Vân tối thứ (bậc) nhất

k = 1, k = -2: Vân tối thứ (bậc) hai

k = 2, k = -3: Vân tối thứ (bậc) ba

=li D

* Khoảng vân i: Là khoảng cách giữa hai vân sáng hoặc hai vân tối liên tiếp:

* Nếu thí nghiệm được tiến hành trong mơi trường trong suốt cĩ chiết suất n thì bước

sĩng và khoảng vân:

D ill = Þl = =

n

n i a n

n

n

* Khi nguồn sáng S di chuyển theo phương song song với S

1

S

2

thì hệ vân di chuyển

ngược chiều và khoảng vân i vẫn khơng đổi.

x D d=D

Độ dời của hệ vân là:

⁰

¹

Trong đĩ: D là khoảng cách từ 2 khe tới màn

D

1

là khoảng cách từ nguồn sáng tới 2 khe

d là độ dịch chuyển của nguồn sáng

* Khi trên đường truyền của ánh sáng từ khe S

1

(hoặc S

2

) được đặt một bản mỏng dày

= -(n 1)eDx a

e, chiết suất n thì hệ vân sẽ dịch chuyển về phía S

1

(hoặc S

2

) một đoạn:

⁰

* Xác định số vân sáng, vân tối trong vùng giao thoa (trường giao thoa) cĩ bề rộng L

(đối xứng qua vân trung tâm)

é ùê úN L= +ê úë û

i

+ Số vân sáng (là số lẻ):

^S

^{2 2 1}é ùê ú

+ Số vân tối (là số chẵn):

^t

^{2 2 0,5}ë û

Trong đĩ [x] là phần nguyên của x. Ví dụ: [6] = 6; [5,05] = 5; [7,99] = 7

* Xác định số vân sáng, vân tối giữa hai điểm M, N cĩ toạ độ x

1

, x

2

(giả sử x

1

< x

2

)

+ Vân sáng: x

1

< ki < x

2

+ Vân tối: x

1

< (k+0,5)i < x

2

Số giá trị k  Z là số vân sáng (vân tối) cần tìm

Lưu ý: M và N cùng phía với vân trung tâm thì x

1

và x

2

cùng dấu.

M và N khác phía với vân trung tâm thì x

1

và x

2

khác dấu.

* Xác định khoảng vân i trong khoảng cĩ bề rộng L. Biết trong khoảng L cĩ n vân

sáng.

i L

+ Nếu 2 đầu là hai vân sáng thì:

¹-=n

+ Nếu 2 đầu là hai vân tối thì:

+ Nếu một đầu là vân sáng cịn một đầu là vân tối thì:

^0,5

* Sự trùng nhau của các bức xạ 

1

, 

2

... (khoảng vân tương ứng là i

1

, i

2

...)

+ Trùng nhau của vân sáng: x

s

= k

1

i

1

= k

2

i

2

= ...  k

1



1

= k

2



2

= ...

+ Trùng nhau của vân tối: x

t

= (k

1

+ 0,5)i

1

= (k

2

+ 0,5)i

2

= ...  (k

1

+ 0,5)

1

= (k

2

+

0,5)

2

= ...

Lưu ý: Vị trí cĩ màu cùng màu với vân sáng trung tâm là vị trí trùng nhau của tất cả

các vân sáng của các bức xạ.

* Trong hiện tượng giao thoa ánh sáng trắng (0,4 m    0,76 m)

x k DD = -

- Bề rộng quang phổ bậc k:

⁽

^đ

^t

⁾

với 

đ

và 

t

là bước sĩng ánh sáng đỏ và

a l l

tím

- Xác định số vân sáng, số vân tối và các bức xạ tương ứng tại một vị trí xác định

(đã biết x)

l lax, k Z= Þ = Ỵ

+ Vân sáng:

a kD

Với 0,4 m    0,76 m  các giá trị của k  

( 0,5) ax , k Z= + Þ = Ỵ+( 0,5)a k D

+ Vân tối:

Với 0,4 m    0,76 m  các giá trị của k  

- Khoảng cách dài nhất và ngắn nhất giữa vân sáng và vân tối cùng bậc k:

x D k   

Min

t

[k ( 0,5) ]

đ

a     

axđ

[k ( 0,5) ]

M

t

Khi vân sáng và vân tối nằm khác phía đối với vân trung

tâm.

Khi vân sáng và vân tối nằm cùng phía đối với vân trung tâm.

I>HI ỆN TƯỢNG TÁN SẮC