Bài 25. Giao thoa ánh sáng

GIAO THOA ÁNH SÁNG

I. Hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng

Hiện tượng truyền sai lệch so với sự truyền thẳng khi ánh sáng gặp vật cản gọi là hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng.

Hiện tượng này chỉ có thể giải thích được nếu thừa nhận ánh sáng có tính chất sóng. Mỗi chùm ánh sáng đơn sắc coi như một sóng có bước sóng xác định.

II. Hiện tượng giao thoa ánh sáng

1. Giao thoa ánh sáng đơn sắc

• Giao thoa ánh sáng là hiện tượng xảy ra trong vùng hai chùm sáng kết hợp gặp nhau làm xuất hiện những vân sáng, vân tối xen kẽ.
• Hai nguồn kết hợp là hai nguồn có cùng tần số, độ lệch pha không đổi theo thời gian.

2. Vị trí các vân giao thoa

                                                       

Hiệu đường đi từ hai khe đến điểm trên màn: \(d_2-d_1 = \frac{ax }{D}\)\(\Rightarrow x=\frac{D}{a}\left(d_2-d_1\right)\)

Khoảng cách từ \(O\) đến vân sáng thứ \(k\) là

 \(x_k = k\frac{\lambda D}{a}\) (\(k=0,\pm1,\pm2...\))

\(k\) gọi là bậc giao thoa

Công thức xác định vị trí vân tối là

 \(x_k' = (k'+\frac{1}{2})\frac{\lambda D}{a}\) (\(k'=0,\pm1,\pm2...\))

Đối với vân tối, không có khái niệm bậc giao thoa

3. Khoảng vân

Khoảng vân là khoảng cách giữa hai vân sáng, hoặc hai vân tối liên tiếp.

Công thức tính khoảng vân là

 \(i=\frac{\lambda D}{a}\)

Ứng dụng: Đo bước sóng ánh sáng 

III. Bước sóng ánh sáng và màu sắc

1. Mỗi ánh sáng đơn sắc có một bước sóng trong chân không xác định

2. Các ánh sáng đơn sắc có bước sóng trong khoảng từ  380 nm đến 760 nm. Đó là các ánh sáng nhìn thấy (khả kiến).

3. Ánh sáng Mặt Trời là hỗn hợp của vô số ánh sáng đơn sắc biến thiên liên tục từ 0 đến \(\infty\). Nhưng chỉ những bức xạ có bước sóng từ 380 nm đến 760 nm là giúp được cho mắt nhìn mọi vật và phân biệt màu sắc.

4. Điều kiện về nguồn kết hợp trong giao thoa ánh sáng là:

• Hai nguồn phát ra hai sóng ánh sáng có cùng bước sóng.
• Hiệu số pha dao động của hai nguồn không đổi theo thời gian.