zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Khoa Học Tự Nhiên

Bài giảng Vật lý Điện Quang: Chương 6 - Quang học sóng

Chia sẻ: Trịnh Thị Hiền | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:50

Báo xấu

234
lượt xem 27
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mời các bạn nắm bắt những kiến thức về cơ sở quang học sóng; hiện tượng giao thoa ánh sáng; nhiễu xạ ánh sáng; phân cực ánh sáng thông qua Bài giảng Vật lý Điện Quang: Chương 6 - Quang học sóng sau đây. Bài giảng phục vụ cho các bạn chuyên ngành Vật lý và những bạn yêu thích môn học này.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Vật lý Điện Quang: Chương 6 - Quang học sóng

BÀI GIẢNG ĐIỆN TỬ VẬT LÝ ĐIỆN - QUANG NỘI DUNG  Chương 1. Trường tĩnh điện  Chương 2. Vật dẫn và Điện môi  Chương 3. Dòng điện không đổi  Chương 4. Từ trường của dòng điện không đổi  Chương 5. Hiện tượng cảm ứng điện từ  Chương 6. Tính chất sóng của ánh sáng  Chương 7. Tính chất lượng tử của ánh sáng BÀI GIẢNG ĐIỆN TỬ VẬT LÝ ĐIỆN - QUANG NỘI DUNG  Chương 1. Trường tĩnh điện  Chương 2. Vật dẫn và Điện môi  Chương 3. Dòng điện không đổi  Chương 4. Từ trường của dòng điện không đổi  Chương 5. Hiện tượng cảm ứng điện từ  Chương 6. Tính chất sóng của ánh sáng  Chương 7. Tính chất lượng tử của ánh sáng 1
BÀI GIẢNG ĐIỆN TỬ VẬT LÝ ĐIỆN - QUANG Chương 6. QUANG HỌC SÓNG Chương 6. QUANG HỌC SÓNG NỘI DUNG 6.1. CƠ SỞ CỦA QUANG HỌC SÓNG 6.2. HIỆN TƯỢNG GIAO THAO ÁNH SÁNG 6.3. NHIỄU XẠ ÁNH SÁNG 6.4. PHÂN CỰC ÁNH SÁNG 2
6.1. Cơ sở của quang học sóng Một số khái niệm:  Quang lộ của tia sáng: Xét hai điểm A, B nằm trong môi trường đồng tính, chiết suất n, cách nhau một đoạn d. Quang lộ giữa hai điểm A và B là: L = c.t t = d/v là thời gian để ánh sáng đi từ A đến B.  L = n.d  Nếu ánh sáng truyền qua các môi trường khác nhau: B L   n idi L   n.ds A 6.1. Cơ sở của quang học sóng Một số khái niệm:  Quang lộ của tia sáng: I n2 K B n n1 n3 A d2 A d B d1 d3 B n A ds B L   n idi L   n.ds A 3
6.1. Cơ sở của quang học sóng Một số khái niệm:  Nguyên lý Fermat: Giữa hai điểm A và B, ánh sáng sẽ truyền theo con đường nào mà quang lộ là cực trị.  Định lý Malus: Quang lộ của các tia sáng giữa hai mặt trực giao của một chùm sáng thì bằng nhau (mặt trực giao là mặt vuông góc với các tia của một chùm sáng)  Đây là các phát biểu tương đương của các định luật quang hình học. 6.1. Cơ sở của quang học sóng Hàm sóng của ánh sáng: O M  Giả sử tại O phương trình dao động sáng là: xO = acost Phương trình dao động sáng tại M là: 2L x M  a cos (t  )  a cos(t  )  hàm sóng của ánh sáng  là thời gian ánh sáng truyền từ O đến M. L = c là quang lộ giữa hai điểm OM.  là bước sóng ánh sáng trong chân không. 4
6.1. Cơ sở của quang học sóng Cường độ sáng:  Cường độ sáng I tại một điểm là một đại lượng có trị số bằng năng lượng ánh sáng truyền qua một đơn vị diện tích đặt vuông góc với phương truyền sáng tại điểm đó trong một đơn vị thời gian.  Cường độ sáng tỷ lệ với bình phương biên độ: I = ka2 6.1. Cơ sở của quang học sóng Nguyên lý chồng chất:  Khi hai hay nhiều sóng ánh sáng gặp nhau thì từng sóng riêng biệt không bị các sóng khác làm nhiễu loạn;  Sau khi gặp nhau, các sóng ánh sáng vẫn truyền đi như cũ;  Tại những điểm gặp nhau, dao động sáng bằng tổng hợp các dao động sáng thành phần. 5
6.1. Cơ sở của quang học sóng Nguyên lý Huygens - Fresnel:  Bất kỳ điểm nào nhận được sóng ánh sáng đều trở thành nguồn thứ cấp phát ánh sáng về phía trước nó.  Biên độ và pha của nguồn thứ cấp chính là biên độ và pha của sóng do nguồn thực gây ra tại vị trí của nguồn thứ cấp. 6.2. Hiện tượng giao thoa ánh sáng Giao thoa của các sóng kết hợp:  Giao thoa sóng là trường hợp đặc biệt của hiện tượng chồng chất sóng.  Kết quả là trong trường giao thoa xuất hiện những điểm mà cường độ sóng được tăng cường, xen kẽ với những điểm cường độ sóng bị triệt tiêu.  Điều kiện để các sóng giao thoa với nhau: Sóng kết hợp. (các sóng có cùng tần số và có độ lệch pha không đổi theo thời gian) 6
6.2. Hiện tượng giao thoa ánh sáng Cách tạo ra hai sóng ánh sáng kết hợp:  Nguyên tắc: Tách sóng phát ra từ một nguồn duy nhất.  Các phương pháp thực nghiệm:  Khe Young  Gương Fresnel  Lưỡng lăng kính Fresnel  Lưỡng thấu kính Bier  Gương Lloyd 6.2. Hiện tượng giao thoa ánh sáng Khe Young: 7
6.2. Hiện tượng giao thoa ánh sáng Gương Fresnel: 6.2. Hiện tượng giao thoa ánh sáng Lưỡng lăng kính Fresnel: 8
6.2. Hiện tượng giao thoa ánh sáng Lưỡng thấu kính Bier: 6.2. Hiện tượng giao thoa ánh sáng Gương Loyd: 9
6.2. Hiện tượng giao thoa ánh sáng Khảo sát hiện tượng giao thoa:  Xét hai nguồn kết hợp O1, O2: xO1 = a1cost và xO2 = a2cost  Phương trình sóng do O1 và O2 gây ra tại điểm M nào đó: 2L1 2L 2 x1  a 1 cos(t  ) x 2  a 2 cos(t  )    Cường độ sóng tại điểm M được xác định: 2 I M  a 2M  a12  a 22  2a1a 2 cos  L1  L2   6.2. Hiện tượng giao thoa ánh sáng Khảo sát hiện tượng giao thoa:  Cực đại giao thoa: L1  L2  k  Cực tiểu giao thoa:  L1  L 2  (2k  1) 2 10
6.2. Hiện tượng giao thoa ánh sáng Giao thoa khe Young: 6.2. Hiện tượng giao thoa ánh sáng Giao thoa khe Young: 11
6.2. Hiện tượng giao thoa ánh sáng Giao thoa khe Young:  Vị trí cực đại giao thoa: D x sk   k a (k = 0, 1, 2…)  Vị trí cực tiểu giao thoa: 1 D x tk   (k  ) 2 a (k = 1, 2, 3,…)  Khoảng vân: D i a 6.2. Hiện tượng giao thoa ánh sáng Giao thoa gây bởi bản mỏng: 12
6.2. Hiện tượng giao thoa ánh sáng Bản chất của hiện tượng giao thoa từ các bản mỏng: S  Giao thoa của các tia phản xạ trên hai bề mặt i của bản mỏng. nf  Giao thoa gây bởi các tia d t khúc xạ qua hai bề mặt của bản mỏng. 6.2. Hiện tượng giao thoa ánh sáng 13
6.2. Hiện tượng giao thoa ánh sáng Quang lộ tia phản xạ: 6.2. Hiện tượng giao thoa ánh sáng Quang lộ tia phản xạ:  Ánh sáng đi tới mặt phân cách từ môi trường có chiết suất nhỏ hơn thì sóng phản xạ bị đảo pha hay quang lộ của tia phản xạ dài thêm nửa bước sóng 14
6.2. Hiện tượng giao thoa ánh sáng Bản mỏng có bề dày thay đổi:  Xét một bản mỏng chiết suất n được chiếu sáng bởi nguồn sáng rộng.  Xét hai tia sáng SABM, SM cùng xuất phát từ điểm S của nguồn  Sóng kết hợp.  LSABM  LSM  2d n 2  sin 2 i  2 6.2. Hiện tượng giao thoa ánh sáng Vân của nêm không khí:  Nêm không khí là một lớp không khí hình nêm nằm giữa hai bản thủy tinh phẳng hợp với nhau góc rất nhỏ.  Trên bề mặt của nêm có vân giao thoa của các tia phản xạ.  L  2d 1  sin 2 i  2 15
6.2. Hiện tượng giao thoa ánh sáng Vân của nêm không khí:  Xét chùm sáng vuông góc với mặt nêm (i = 00):  L  2d  2  Từ điều kiện giao thoa, vân tối ứng với độ dày của lớp không khí:    L  2d   (2k  1) dk 2 2 2 với k = 0, 1, 2, 3,… 6.2. Hiện tượng giao thoa ánh sáng Vân tròn Newton:  Hệ vân tròn Newton gồm một chỏm cầu thủy tinh đặt tiếp xúc với bản thủy tinh phẳng.  Vân giao thoa thuộc loại cùng độ dày:  dk 2 16
6.2. Hiện tượng giao thoa ánh sáng Vân tròn Newton:  Vân tròn Newton gồm hệ các vòng tròn có tâm cùng nằm trên trục của chỏm cầu.  Tâm của hệ vân ứng với điểm tối: d = 0. 6.2. Hiện tượng giao thoa ánh sáng Vân tròn Newton:  Bán kính của vân tối thứ k thỏa mãn: R 2  rk2  (R  d k ) 2 rk2  2Rd k  Rk rk  Rk 17
6.2. Hiện tượng giao thoa ánh sáng Bản mỏng có bề dày không đổi: P S i D A M d n t B Ứng dụng của giao thoa Khử phản xạ của kính: Bề dày màng: t = /4 18
Ứng dụng của giao thoa Kiểm tra các tấm kính phẳng hoặc lồi Ứng dụng của giao thoa Giao thoa kế Rayleigh: d(n – n0) = m 19
Ứng dụng của giao thoa Giao thoa kế Michelson: M2 Gương d M1 Gương S G1 G2 Một số bài tập ví dụ Ví dụ 1: Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng: Khoảng cách giữa hai khe hẹp là 1mm; khoảng cách từ màn quan sát đến mặt phẳng chứa hai khe là 1m. Ánh sáng đơn sắc được sử dụng có bước sóng 600nm. a) Tính khoảng vân nếu hệ thống đặt trong không khí. b) Xác định vị trí vân tối thứ 3 và vân sáng thứ 3 c) Đặt trước một trong hai khe hở một bản mỏng trong suốt, có hai mặt song song, dày 0,012mm; chiết suất 1,5. Khi đó hệ thống vân giao thoa có gì thay đổi? d) Không đặt bản mỏng, nhúng hệ thống vào trong chất lỏng thì đo được khoảng vân là 0,45mm. Tính chiết suất chất lỏng. 20

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.