BÀI GIẢNG VẬT LÝ ĐẠI CƯƠNG - CHƯƠNG 4 NHIỄU XẠ ÁNH SÁNG

Chia sẻ: Nguyen Nam | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:17

Thêm vào BST

Báo xấu

243
lượt xem 33
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nhiễu xạ ánh sáng .1. Hiện t-ợng nhiễu xạ ánh sáng Lỗ to Lỗ nhỏ góc nhiễu xạ ? ảnh nhiễu xạ Tia sơ cấp , tia nhiễu xạ là hiện t-ợng tia sáng lệch khỏi ph-ơng truyền khi đi gần ch-ớng ngại .2. Nguyên lý Huyghen - Frenen Bất kì điểm nào mà AS truyền qua đều trở thành nguồn sáng thứ cấp phát AS về phía tr-ớc nó. Biên độ và pha của nguồn thứ cấp là biên độ và pha của nguồn thực gây ra tại vị trí của nguồn thứ cấp Biên độ từ dS chiếu đến M A( ?0 , ?)dS...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: BÀI GIẢNG VẬT LÝ ĐẠI CƯƠNG - CHƯƠNG 4 NHIỄU XẠ ÁNH SÁNG

Bμi gi¶ng VËt lý ®¹i c−¬ng T¸c gi¶: PGS. TS §ç Ngäc UÊn ViÖn VËt lý kü thuËt Tr−êng §H B¸ch khoa Hμ néi
Ch−¬ng 4 NhiÔu x¹ ¸nh s¸ng
1. HiÖn t−îng Lç to nhiÔu x¹ ¸nh s¸ng gãc nhiÔu x¹ Lç nhá ¶nh ϕ nhiÔu x¹ Tia s¬ cÊp , tia nhiÔu x¹ lμ hiÖn t−îng tia s¸ng lÖch khái ph−¬ng truyÒn khi ®i gÇn ch−íng ng¹i
2. Nguyªn lý Huyghen - Frenen BÊt k× ®iÓm nμo mμ AS truyÒn qua ®Òu trë thμnh nguån s¸ng thø cÊp ph¸t AS vÒ phÝa tr−íc nã. Biªn ®é vμ pha cña nguån thø cÊp lμ biªn ®é vμ pha cña nguån thùc g©y ra t¹i vÞ trÝ cña nguån thø cÊp Biªn ®é tõ dS chiÕu ®Õn M A( θ0 , θ)dS θ,θ0 cμng dS a(M) = θr nhá A cμng r1r2 r1 θ 0 2 lín O M A( θ0 , θ)dS r1 + r2 x( M ) = ∫ cos ω( t − S ) r1r2 v S
3. Ph−¬ng ph¸p ®íi cÇu Frªnen 3.1 §Þnh nghÜa, tÝnh chÊt ®íi cÇu Frªnen: πRb λ b+3 ΔS = λ λ R+b θ2 b+ R Σ3 Rbλ 2 Σ0 Σ1 M rk = k O R+b Σ2 B b Σ4 λ b+2 k=1, 2,... 2 λ a tû lÖ nghÞch víi θ: b+4 1 a k = (a k −1 + a k +1 ) 2 a1> a2> a3>...> an>... 2 HiÖu quang lé AS tõ 2 ®íi cÇu liªn tiÕp ΔL=λ/2 Biªn ®é s¸ng t¹i M: a=a1-a2+ a3- a4... ± an... + n lÎ, - n ch½n
3.2. NhiÔu x¹ qua lç trßn g©y bëi nguån ®iÓm Cã n ®íi cÇu, Biªn ®é s¸ng t¹i M ë gÇn: R a=a1-a2+ a3- a4... ± an O M + n lÎ, - n ch½n a3 a3 a5 a1 a1 an a = + ( − a 2 + ) + ( − a 4 + ) + ... ± 2 2 2 2 2 2 a1 a n a= ± + n lÎ, - n ch½n 2 2 2 a1 I0 = NhiÒu ®íi cÇu an ->0 => I0=a2 4 Chøa sè lÎ ®íi cÇu a1 a n 2 I = ( + ) > I0 2 2
a1 a n 2 I = ( − ) < I0 Chøa sè ch½n ®íi cÇu 2 2 n=2 => I2=0 n=1 => I1=a12=4I0 3.3. NhiÔu x¹ qua ®Üa trßn: m+3 §Üa b¸n kÝnh r0 che mÊt m+1 M m ®íi cÇu. AS tõ ®íi r0 O cÇu m+1 chiÕu tíi M a = am+1-am+2+ am+3- ... m+2 a m+3 a m+3 a m +5 a m +1 a m+1 a= +( − a m+2 + )+( − a m+4 + ) + ... 2 2 2 2 2 a m +1 a= 2
Che c¸c ®íi cÇu (hoÆc ch½n hoÆc lÎ) ®Ó t¨ng c−êng ®é s¸ng a=a1-a2+ a3- a4... ± an -> a=a1+ a3... +alÎ 4. NhiÔu x¹ g©y bëi c¸c sãng ph¼ng δA ϕ M 4.1.Qua mét khe hÑp AB=b F BÒ réng mçi d¶i δ=λ/2sinϕ O Σ0 I1 B Sè d¶i 2b sin ϕ I0 b Σ4 Σ2 Σ n = = λ/2 λ / 2 sin ϕ λ 1 Σ3 HiÖu quang lé gi÷a 2 tia tõ 2 d¶i liªn tiÕp:
Chóng dËp t¾t nhau tõng ®«i mét ΔL=λ/2 2b sin ϕ n= = 2k §iÒu kiÖn cùc tiÓu: M tèi λ λ sin ϕ = k k = ±1, ±2... Trõ k=0 b §iÒu kiÖn cùc ®¹i: M s¸ng λ 2b sin ϕ sin ϕ = ( 2k + 1) n= = 2k + 1 λ 2b k = 1, ±2, ±3... Trõ k=0 vμ k=-1 øng víi k=0, -1 trïng víi cùc ®¹i gi÷a
sinϕ=0 cùc ®¹i gi÷a I0 λ λ λ sin ϕ = ± ,±2 ,±3 ... b b b I1 I cã c¸c cùc tiÓu 2 λ λ sinϕ sin ϕ = ±3 ,±5 ,... λλ λ −λO −2 2 2b 2b bb bb cã c¸c cùc ®¹i Tû lÖ I0 :I1 :I2: I3...=1: 0,045:0,016:0,008... NhËn xÐt: 1 Cùc ®¹i gi÷a cã bÒ réng gÊp ®«i c¸c cùc ®¹i bªn. 2 Cùc ®¹i gi÷a cã c−êng ®é gÊp tr¨m lÇn c¸c cùc ®¹i bªn.
4.2. NhiÔu x¹ qua nhiÒu khe hÑp. C¸ch tö λ d>b>λ dsinϕ sin ϕ = k db M b ϕ Cã c¸c cùc tiÓu chÝnh. F N/CPh©n bè c−êng ®é s¸ng IE gi÷a hai cùc tiÓu chÝnh: HiÖu quang lé gi÷a 2 tia t−¬ng øng tõ 2 khe liªn tiÕp L1 − L 2 = d sin ϕ = kλ λ sin ϕ = k cã c¸c cùc ®¹i chÝnh. d k =0, ±1, ±2... k=0 cùc ®¹i gi÷a. Gi÷a c¸c cùc ®¹i chÝnh cã c¸c cùc tiÓu t¹i λ λ d sin ϕ = ( 2k + 1) sin ϕ = ( 2k + 1) 2 2d
d=3b Hai tia tõ 2 khe liªn tiÕp λ/d khö lÉn nhau -> tèi -λ/b λ/b cßn tuú thuéc vμo sè khe N 0 kλ/d N=1-> 1 Cùc ®¹i gi÷a N=2 -> C¸c cùc ®¹i chÝnh Sinϕ & Cùc tiÓu (2k+1)λ/2d N=3-> 1 Cùc ®¹i phô: N-2. 2 cùc tiÓu phô: N-1. N nhiÒu: C¸c cùc ®¹i nÐt
• C¸ch tö nhiÔu x¹: TËp hîp c¸c khe hÑp gièng nhau c¸ch ®Òu nhau vμ cïng n»m trªn mÆt ph¼ng: d chu k× C¸ch tö truyÒn qua: KÝnh r¹ch n=1/d d 500 - C¸ch tö ph¶n x¹: 1200/mm Kim lo¹i R¹ch KÜ thuËt quang kh¾c
• NhiÔu x¹ ¸nh s¸ng tr¾ng qua c¸ch tö 0,4μm ≤ λ ≤ 0,76μm TÝm, Chμm, Lam, Lôc,Vμng,Da cam, §á Kho¶ng tèi V©n tr¾ng trung t©m k=4 k=2 7 mÇu,k=1 k=3 • NhiÔu x¹ trªn tinh thÓ HiÖu quang lé 2 tia Tia X cã λ~10 -10m ΔL=2dsinθ=kλ λ θ d~3.10-10m sin θ = k 2d C«ng thøc Wulf-Bragg
tia x, e,n Zn Debye (111)Si mÉu tinh thÓ Phim
• N¨ng suÊt ph©n ly cña dông cô quang häc Kh¶ n¨ng ph©n biÖt chi tiÕt nhá nhÊt B»ng nghÞch ®¶o kho¶ng c¸ch nhá nhÊt gi÷a 2 ®iÓm cã thÓ ph©n biÖt ®−îc hoÆc cña gãc nhá nhÊt gi÷a 2 tia tíi 2 ®iÓm cßn ph©n biÖt ®−îc. NhiÔu x¹ qua lç trßn cña dông cô → ®iÓm trªn vËt → vÖt s¸ng trong dông cô C−êng ®é s¸ng 2 ®iÓm cßn 2 ®iÓm kh«ng trong ¶nh cña ph©n biÖt ®−îc ph©n biÖt ®−îc mét ®iÓm
N¨ng suÊt ph©n ly cña dông cô quang häc b»ng nghÞch ®¶o kho¶ng c¸ch nhá nhÊt gi÷a 2 ®iÓm (= b¸n kÝnh cña 1 vÕt ) thÞ kÝnh VËt kÝnh KÝnh hiÓn vi: n sin u S= 0,61λ n- chiÕt suÊt cña m«I tr−êng, u- gãc nghiªng lín nhÊt cña chïm s¸ng chiÕu vμo vËt kÝnh, λ- b−íc sãng ¸nh s¸ng KÝnh thiªn v¨n: S = 1 = d ε 1,22' d- ®−êng kÝnh cña kÝnh vËt