Trường Đại học Trà Vinh
QT7.1/PTCT1-BM7
=> ds = (2k-1)
o
Vân tối:
2dt +
λ
= (2k+1)
λ
λ
(7.21)
4
=> dt = k
λ
(7.22)
2
2
2
Vân sáng và vân tối là những đoạn thẳng song song với cạnh nêm.
c. Vân tròn Newton:
Đặt một thấu kính phẳng lồi trên một tấm kính phẳng. Lớp không khí giữa thấu kính và tấm
kính là một bản mỏng có bề dầy không đổi. Nhưng những điểm có cùng bề dày nằmh trên
một đường tròn có tâm nằm trên trục thấu kính do đó vân giao thoa có dạng những vòng tròn
gọi là vân tròn Newton. Chiếu chùm tia đơn sắc vào song song vào mặt phẳng của thấu kính
thì vân giao thoa xuất hiện trên mặt thấu kính. Vâ sáng ứng với bề dày:
ds = (2k – 1)
và vân tối:
dt = k
λ
2
(7.23)
λ
(7.24)
2
Bán kính của các vân sáng rs và vân tối rt:
r2 = R2 – (R2 – d)2 = 2Rd – d2
Vì dVân sáng:
(7.25)
Vân tối:
(7.26)
7.3.2. Bản mỏng có bề dày không đổi – Vân cùng độ nghiêng:
Xét sự giao thoa qua một bản mặt song song bề dày d, chiết suất n, được chiếu sáng
bởi nguồn sáng rộng.
Một chùm tia song song dến mặt bản dưới một goc i, bị tách thành hai phần, một phần bị
phản xạ, một phần đi vào bản mỏng và phản xạ từ mặt dưới lên mặt trên rồi ló ra ngoài
không khí theo phương song song với tia phản xạ ở mặt trên. Hai tia này gặp nhau ở ở đó
chúng giao thoa với nhau nên gọi là vân không định sứ.
Vật Lí Đại Cương A2 (Điện – Quang)
72
Trường Đại học Trà Vinh
QT7.1/PTCT1-BM7
Dùng một thấu kính hội tụ cho qua hai tia phản xạ và khúc xạ ứng với một tia tới gặp nhau ở
M thì chúng sẽ giao thoa với nhau. Hiệu quang lộ của hai tia:
Vì d=const nên L2 – L1 chỉ phụ thuộc vào i, nếu i có giá trị sao cho:
L2 – L1 = kl thì M là điểm sáng.
Nếu i thoả mãn điều kiện L2 – L1=(2k+1) thì M là điểm tối.
Vì nguồn sáng rộng nên có nhiều chùm tia tới bản dưới cùng một góc tới i sẽ cho cùng một
vân giao thoa. Vì vậy gọi là vân cùng độ nghiêng.
7.3.3. Giao thoa kế hai chùm tia.
Giao thoa kế là những máy đo dựa vào hiện tượng giao thoa ánh sáng. Nhờ giao thoa
kế có thể phát hiện được những độ biến thiên chừng vài phần trăm bước sóng. Vì vậy giao
thoa kế là một trong những máy đo chính xác nhất và phép đo bằng phương pháp giao thoa
ánh sáng là một trong những phép đo chính xác nhất. Giao thoa kế có nhiều kiểu khác nhau
tuỳ theo công dụng của mỗi máy, nhưng chúng đều dựa trên một nguyên tắc chung: một
chùm sáng đơn sắc được phân làm hai chùm riêng biệt nhau, truyền theo hai đường khác
nhau, sau đó lại gặp nhau và cho hình ảnh giao thoa. Nguyên tắc này được áp dụng trong các
giao thoa kế Rayleigh, Michelson, Linhit… Sau đây ta sẽ khảo sát vài kiểu giao thoa kế này.
a. Giao thoa kế Rayleigh.
Giao thoa kế Rayleigh thường được dùng để đo chiết suất của các chất khí có giá trị
rất gần đơn vị hoặc để khảo sát sự biến thiên của chiết suất chất khí theo áp suất và nhiệt độ.
Vật Lí Đại Cương A2 (Điện – Quang)
73
Trường Đại học Trà Vinh
QT7.1/PTCT1-BM7
b. Giao thoa kế Michelson.
Vật Lí Đại Cương A2 (Điện – Quang)
74
Trường Đại học Trà Vinh
QT7.1/PTCT1-BM7
Trong thực tế các bản G và C cũng như gương M1 được gắn trên một bệ nằm ngang.
Còn gương M2 có thể dịch chuyển song song với chính nó nhờ một vít điều chỉnh. Giao thoa
kế Michelson cho phép thực hiện các loại giao thoa cùng độ dày hoặc cùng độ nghiêng đã
nói ở trên.
7.4. NHIỄU XẠ ÁNH SÁNG.
7.4.1.Hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng:
Cho một ánh sáng từ nguồn điểm O truyền qua một lỗ tròn nhỏ trên màn chắn sáng M. Sau
M đặt một màn ảnh E.
Theo định luật truyền thẳng thì trên màn ảnh E cso một vệt sáng tròn đường kính AB và nếu
thu nhỏ lỗ tròn thì vệt sáng cũng thu nhỏ lại. Tuy nhiên thực nghiệm cho thấy khi thu nhỏ lỗ
tròn đến một mức độ nào đó thì trên màn ảnh E trong miền AB xuất hiện những vòng tròn tối
và ngoài miền AB lại xuất hiện những vòng tròn sáng.
Đặt biệt tại C0 có thể sáng hoặc tối tuỳ theo kích thước của lỗ tròn và khoảng cách từ lỗ tới
màn ảnh. Điều đó chứng tỏ khi ánh sáng qua lỗ tròn nhỏ các tia sáng bị lệch khỏi phương
truyền thẳng.Hiện tượng tia sáng bị lệch khỏi phương truyền thẳng khi gần đến vật cản gọi là
hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng. các vòng tròn sáng và tối gọi là vân nhiễu xạ.
7.4. 2. Nhiễu xạ của một sóng cầu:
a.Bài toán nhiễu xạ:
Vật Lí Đại Cương A2 (Điện – Quang)
75
Trường Đại học Trà Vinh
QT7.1/PTCT1-BM7
Khảo sát sự nhiễu xạ của một sóng cầu đơn sắcphát ra từ nguồn điểm S, qua một lỗ tròn nhỏ.
Lỗ tròn có tâm nằm trên Sx và thuộc mặt phẳng vuông góc với Sx. Gọi mặt sóng truyền qua
lỗ là
, mỗi điểm trên
là nguồn sáng thứ cấp gây ra ở P một dao động sáng có biên độ
Biên độ dao động sáng tổng hợp ở P phải thoả mãn nguyên lý chồng chất sóng:
, Frssnell chia mặt sóng thành những nguồn nguyên tố bằng cách vẽ những đới
Để tính
cầu gọi là đới Fresnell.
b. Đới Fresnell:
* Cách chia đới Fresnell:
Lấy P làm tâm vẽ những mặt cầu có bán kính lần lượt là:
PM0 = b; PM1= b+
λ
2
; PM2 = b+2
λ
2
… PMn = b+n
λ
2
Trong đó l là bước sóng do S phát ra. Các mặt cầu vừa vẽ chia mặt sóng
fresnell.
* Tính chất của đới Fresnell:
•
•
•
•
thành những đới
Diện tích các đới đều bằng nhau và bằng
(7.27)
Hiệu số pha của hai sóng thứ cấp do hai đới cạnh nhau gây ra là:
nên chúng ngược pha với nhau.
Mỗi đới cầu gây ra ở P môt dao động sáng có biên dộ tỷ lệ nghịch với khoảng cách
tới P và giảm khi góc q tăng, vì vậy chúng thành lập thành một dãy giảm liên tục
E1>E2>E3> … >En
Mặt khác khoảng cánh từ các đới cầu tới P giảm chậm nên có thể lấy gần đúng:
Khi n khá lớn thì En»0
c. Biên độ sóng tổng hợp tại P:
Vì dao động sáng do 2 đới kế tiếp gây ra ở P là ngược pha nếu E1>0 thì E2
Xem thêm: 0289 là mạng gì? Số 0289 lừa đảo hay không? Xem rồi yên tâm nhé!