Dịch tiếng anh trực tuyến

Chương 2

GIAO THOA ÁNH SÁNG

Dịch anh-việthttp://www.mientayvn.com/dich_tieng_anh_chuyen_nghanh.html

Liên hệ: [email protected] hoặc [email protected]

Hướng dẫn mở file .swfHướng dẫn mở file .swfClick chuột vào file, màn hình sau hiện ra,

bạn click vào thành màu vàng bên dưới, chọn

tùy chọn đầu tiên

Hướng dẫn mở file .jnlpHướng dẫn mở file .jnlpVào địa chỉ https://java.com/en/download/index.jsp

Tải phần mềm Java, cài vào máy

Nội dung

I.Hàm sóng của ánh sáng

IV.Giao thoa do phản xạ

V.Bài tập

III.Giao thoa qua hai khe

II.Sóng ánh sáng kết hợp


Một số cụm từ sau có nghĩa giống nhau:

Biểu thức cường độ điện trường E=Dao động sáng=Hàm sóng ánh sáng


E:\Luan_van\Bai_bao\BAO_CAO_HA_NOI\Demonstration\CircPol[1].swf

Mục đích của phần này:

Viết biểu thức cường độ điện trường tại một điểm bất kỳ trong môi trường theo quang lộ L.


Cách làm:

Dùng biểu thức cường độ điện trường đã học ở chương trước.


Biểu thức cường độ điện trường

O M

z là khoảng cách từ điểm đang xét (M) đến gốc tọa độ Oz là khoảng cách từ điểm đang xét (M) đến gốc tọa độ O

M


Mà:

Chứng minh:

O M


Để đơn giản ta viết:Để đơn giản ta viết:

O M

Tóm lại:

Cách tìm biểu thức dao động sáng này sử dụng kiến thức về sóng điện từ đã học ở bài trước. Sinh viên có thể tham khảo thêm một cách khác trong giáo trình Vật lý đại cương tập 3 của GS.Lương Duyên Bình, mục 1, trang 19, hoặc giáo trình vật lý đại cương tập 2, trang 298 (mượn ở thư viện).

Các sóng ánh sáng không kết hợp

Sóng ánh sáng kết hợp

Các sóng ánh sáng kết hợp

Sóng ánh sáng kết hợp

Hai sóng ánh sáng cùng tần số và hiệu pha của chúng không thay đổi theo thời gian gọi là hai sóng ánh sáng kết hợp

Cách tạo các sóng kết hợp

Nguyên tắc chung: từ một nguồn tách làm hai sau đó cho chúng gặp lại.

Tiến hành: dùng khe Young, dùng hiện tượng phản xạ

Dùng Khe YoungDùng Khe Young

Dựa trên hiện tượng phản xạ

Gương Fresnel


1801, Thomas Young phát hiện ra hiện tượng giao thoa ánh sáng

Không thể giải thích được hiện tượng giao thoa bằng lý thuyết hạt ánh sáng

Chúng ta sẽ giải thích hiện tượng giao thoa dựa vào lý thuyết sóngChúng ta sẽ giải thích hiện tượng giao thoa dựa vào lý thuyết sóng


Xét hai nguồn ánh sáng kết hợp O1 và O2 có phương trình dao động sáng là:

o2

o1

Khoảng cách giữa khe và màng là D, O1O2=l. Xét một điểm M trên màn cách O1 một đoạn r1 và cách O2 một đoạn r2. Xác định điều kiện để M sáng hoặc tối

M

D

r2

r1

Phương trình dao động sáng tại O1 là:

r1

Phương trình dao động sáng tại M do O1 truyền đến:

Phương trình dao động sáng tại O2 là:


r1



Dao động sáng tổng hợp tại M là:

Trong đó:

a là biên động sóng tổng hợp, là đại lượng cần tìm

Mối quan hệ giữa a với a1 và a2 là:

M là vân sáng khi a cực đại.

M là vân tối khi a cực tiểu.

Mối quan hệ giữa a với a1 và a2 là:

M là vân sáng khi a cực đại.

M là vân tối khi a cực tiểu.

Vậy những điểm sáng nhất (cực đại giao thoa) là những điểm mà tại đó hiệu quang lộ bằng một số nguyên lần bước sóng.

Vậy những điểm tối nhất (cực tiểu giao thoa) là những điểm mà tại đó hiệu quang lộ bằng một số lẻ nửa bước sóng.

Hình ảnh vân giao thoaKhoảng vân

Bề rộng vân

Đối với giao thoa hai khe, khoảng vân = bề rộng vân. Khoảng vân chính là khoảng cách giữa hai vân sáng liên tiếp.

M là vân sáng khi:

Tính khoảng vân

o2

o1

Theo định nghĩa, khoảng vân là khoảng cách giữa hai vân sáng liên tiếp.

M

D

r2

r1

Ta phải xác định vị trí các vân sáng

Phải tìm tọa độ y của M

C

y

Phải tính L1-L2 theo y

Giả sử giao thoa trong không khí: L=r

Tính khoảng vân

o2

o1

M

D

r2

r1 C

y

Khoảng cách giữa hai khe rất nhỏ so với khoảng cách từ khe tới màng nên hai tia xem như gần song song.

Hl

Xét tam giác O1O2H, đã biết cạnh O1O2, để tìm O1H ta cần biết độ lớn của góc O1O2H

Tính khoảng vân

o2

o1

M

D

r2

r1 C

y

Hl B

Góc O1O2H bằng góc MBC (hai góc có cạnh tương ứng vuông góc, các đường BM và O1M xem như song song nhau)

Tính khoảng vân

o2

o1

M

D

r2

r1 C

y

Hl B

Góc O1O2H bằng góc MBC (hai góc có cạnh tương ứng vuông góc, các đường BM và O1M xem như song song nhau)

Tính khoảng vân

o2

o1

M

D

r2

r1 C

y

Hl B

Vị trí các vân sáng là:

k

Khoảng vân

Tính khoảng vân

o2

o1

M

D

r2

r1 C

y

Hl B

Khoảng vân phụ thuộc bước sóng ánh sáng.

Giao thoa với ánh sáng trắng

Là tổng hợp hệ vân của nhiều ánh sáng có bước sóng khác nhau.

Mọi hệ vân đều có vân sáng trung tâm, tổng hợp các vân sáng trung tâm có màu khác nhau thành màu trắng

Tuy nhiên, do khoảng vân phụ thuộc vào bước sóng nên các vân khác của từng hệ vân không trùng nhau.

IV.Giao thoa do phản xạ

Giao thoa gương Lloyd

Giao thoa gương LloydLấy một tấm thủy tinh mặt sau bôi đen để hấp thụ các tia khúc xạ, chỉ cho ánh sáng phản xạ

Một nguồn sáng đơn sắc đặt phía trên và xa tấm thủy tinh.

Màn E đặt vuông góc với tấm thủy tinh

O

Giao thoa gương LloydDo sự giao thoa giữa ánh sáng tới gương trực tiếp (màu xanh) và ánh sáng phản xạ (màu đỏ), trên màn ta quan sát được các vân giao thoa.

O

Giao thoa gương LloydXét một điểm M trên màn.

M

Và hai tia tới nó.

O

r2

r1

Giao thoa gương LloydTheo lý thuyết, M sẽ sáng khi:

M

O

r2

r1

Và M sẽ tối khi:

Tuy nhiên thực nghiệm lại cho kết quả ngược lại

Giao thoa gương LloydQuang lộ của một trong hai tia đã thay đổi.

M

O

r2

r1

Tia OM truyền trong không khí nên quang lộ của nó không thay đổi. Giả sử quang lộ của tia phản xạ tăng λ/2.


M

O

r2

r1

Quang lộ của tia phản xạ tăng λ/2

Làm hiệu quang lộ thay đổi

Không có phản xạ

M

O

r2

r1

Có phản xạ

Giả sử điểm M sáng, tức là tại đó:

Lúc này hiệu quang lộ đã thay đổi, điểm M lại tối

Không có đại lượng nào thay đổi, chỉ có L2 tăng lên


M

O

r2

r1

Quang lộ của tia phản xạ tăng λ/2

Hay nói cách khác tia phản xạ đổi pha một góc π

Giao thoa trên bản mỏng có bề dày thay đổi

Xét một bản mỏng có bề dày thay đổi, chiết suất n Xét một bản mỏng có bề dày thay đổi, chiết suất n

Một nguồn sáng rộng O chiếu tới bảnMột nguồn sáng rộng O chiếu tới bản

O

d

M

Xét vùng xung quanh điểm M có bề dày dXét vùng xung quanh điểm M có bề dày d

Giả sử góc tới của tia OB là Giả sử góc tới của tia OB là


Hai tia có khả năng giao thoa là:Hai tia có khả năng giao thoa là:

Tia OM Tia OM

Tia OBCMTia OBCM

Hai tia gặp nhau tại MHai tia gặp nhau tại M

n

Trong một phạm vi nhỏ BC=CM Trong một phạm vi nhỏ BC=CM


Quang lộ của tia OM:Quang lộ của tia OM:

Hiệu quang lộ:Hiệu quang lộ:

n

Quang lộ của tia OBCM:Quang lộ của tia OBCM:



n

Do O ở rất xa nên OB và OM gần như song song, nếu kẻ BR vuông góc với OM, ta được:Do O ở rất xa nên OB và OM gần như song song, nếu kẻ BR vuông góc với OM, ta được:

Sau một số phép biến đổi lượng giác ta được:Sau một số phép biến đổi lượng giác ta được:

Giao thoa trên nêm không khí

Nêm không khíNêm không khíBố trí thí nghiệm giao thoa trên nêm không khíBố trí thí nghiệm giao thoa trên nêm không khí

Giao thoa nêm không khíGiao thoa nêm không khí

Giao thoa nêm không khí

Nêm không khí là một lớp không khí hình nêm, giới hạn giữa hai bản thủy tinh đặt nghiêng nhau một góc α nhỏNêm không khí là một lớp không khí hình nêm, giới hạn giữa hai bản thủy tinh đặt nghiêng nhau một góc α nhỏ

Σ1 và Σ2 là hai mặt của nêm Σ1 và Σ2 là hai mặt của nêm

Rọi một chùm sáng đơn sắc song song vuông góc với Σ2 Rọi một chùm sáng đơn sắc song song vuông góc với Σ2

α

Σ1

Σ2


α

Σ1

Σ2


Tia OIMIO (do góc α nhỏ) Tia OIMIO (do góc α nhỏ)

Tia OIMKIOTia OIMKIO

O

IM

K


α

Σ1

Σ2

O

IM

K

Quang lộ của tia OIMIO:Quang lộ của tia OIMIO:


Quang lộ của tia OIMKMIO:Quang lộ của tia OIMKMIO:

MK=dMK=d

Giao thoa trên thấu kính lồi-Vân tròn Newton

Bố trí thí nghiệmBố trí thí nghiệm Ảnh vân giao thoaẢnh vân giao thoa

Cách quan sát vân tròn Newton

Đường đi của tia sáng qua thấu kính lồi

Nếu độ cong của thấu kính nhỏ, các tia vuông góc qua thấu kính xem như truyền thẳng


Tia OABAO Tia OABAO

Tia OABDBAOTia OABDBAO


B

O

A

B

D


O

A

BB

D

Quang lộ của tia OABBAO:Quang lộ của tia OABBAO:


Quang lộ của tia OABDBAO:Quang lộ của tia OABDBAO:

BD=dBD=d

Bán kính vân tối thứ kBán kính vân tối thứ k

rk

Góc tới: nghiêng i1 Góc tới: nghiêng i1

Hai hướng truyền có khả năng giao thoa: SHIK và SHXHai hướng truyền có khả năng giao thoa: SHIK và SHX

Nơi hai tia gặp nhau: vô cùngNơi hai tia gặp nhau: vô cùng

Đảo pha : tại HĐảo pha : tại H

Giao thoa với bản mỏng có bề dày không đổi

Một số trường hợp GTPX khácMột số trường hợp GTPX khác Nêm thủy tinhNêm thủy tinh

Hai tia có khả năng giao thoa: SKS và SKNKSHai tia có khả năng giao thoa: SKS và SKNKS

Đảo pha : tại KĐảo pha : tại K

Hiệu quang lộHiệu quang lộ

Một số trường hợp GTPX khácMột số trường hợp GTPX khác Vân tròn Newton (chiết suất n lớn hơn thủy tinh)Vân tròn Newton (chiết suất n lớn hơn thủy tinh)

Hai hướng truyền có khả năng giao thoa: OABBO và OABDBAOHai hướng truyền có khả năng giao thoa: OABBO và OABDBAO

Đảo pha : tại BĐảo pha : tại B


n

Một số trường hợp GTPX khácMột số trường hợp GTPX khác Vân tròn Newton hai thấu kính (không khí)Vân tròn Newton hai thấu kính (không khí)

Góc tới: vuông góc Góc tới: vuông góc

Hai hướng truyền có khả năng giao thoa: SKIKS và SKINIKSHai hướng truyền có khả năng giao thoa: SKIKS và SKINIKS

Đảo pha : tại NĐảo pha : tại N


Một số trường hợp GTPX khácMột số trường hợp GTPX khác Bản mỏng có độ dày không đổi (tia tới vuông góc)Bản mỏng có độ dày không đổi (tia tới vuông góc)

Giả sử n> n’Giả sử n> n’

Hai tia có khả năng giao thoa: Hai tia có khả năng giao thoa:

Đảo pha : Đảo pha :

Một số trường hợp GTPX khácMột số trường hợp GTPX khác Bản mỏng có độ dày không đổi (tia tới vuông góc)Bản mỏng có độ dày không đổi (tia tới vuông góc)

Giả sử n> n’Giả sử n> n’

Hai tia có khả năng giao thoa: SIS và SINISHai tia có khả năng giao thoa: SIS và SINIS

Đảo pha : tại IĐảo pha : tại I

Science

Dịch tiếng anh trực tuyến