NHIỄU XẠ ÁNH SÁNG

Chia sẻ: Phạm Văn Hiệp | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:32

Thêm vào BST

Báo xấu

950
lượt xem 133
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tài liệu tham khảo về nhiễu xạ ánh sáng. Bất kì một điểm nào mà as truyền đến đều trở thành nguồn sáng thứ cấp, phát sóng cầu về phía trước nó. Biên độ và pha củaBất kì một điểm nào mà as truyền đến đều trở thành nguồn sáng thứ cấp, phát sóng cầu về phía trước nó.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: NHIỄU XẠ ÁNH SÁNG

Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Lớp Cơ điện tử 2 NHÓM 5 Chương III NHIỄU XẠ ÁNH SÁNG
3.1 – KHÁI NIỆM VỀ NXAS:
3.1 – KHÁI NIỆM VỀ NXAS: Hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng là hiện tượng ánh sáng bị lệch khỏi phương truyền thẳng khi đi gần các vật cản. A Nx gây bởi sóng phẳng gọi là nx O C Fraunhofer. Trái lại là nx Fresnel. Chúng ta sẽ tìm hiểu nx P B qua lỗ tròn, qua khe E hẹp và nx trên mạng tinh thể.
3.2 NHIỄU XẠ GÂY BỞI SÓNG CẦU 3.2.1– NGUYÊN LÝ HUYGENS - FRESNEL: • 1 – Nội dung: • Bất kì một điểm nào mà as truyền đến đều trở thành nguồn sáng thứ cấp, phát sóng cầu về phía trước nó. • Biên độ và pha của nguồn thứ cấp là biên độ và pha của nguồn thực gây ra tại vị trí nguồn thứ cấp.
3.2.2 BIỂU THỨC CỦA DAO ĐỘNG SÓNG TẠI M Đặt vấn đề: Giả sử dđ sáng tại nguồn O có dạng E = acosω t thì dđ sáng tại M có dạng như thế nào? Giải quyết vấn đề: Chọn mặt kín (S) bao quanh O. * Dđ sáng tại A do O truyền đến: � 2πL1 � N E A = a cos � t − ω dS � � λ � θ * Dđ sáng tại M do dS A r1 r2 truyền đến: θ o � 2π(L1 + L 2 ) � O N’ M dE M = a M cos � t − ω � � λ � (S) * Dđ sáng tại M do a � 2π(L1 + L 2 ) � mặt (S) truyền đến: M = �r A(θ, θ0 )c os � t − E r ω � λ dS � � (S) 1 2
3.2.3- NX FRESNEL QUA LỖ TRÒN: 1 – Bố trí thí nghiệm: R O b R r b O M
3.2.3 NX FRESNEL QUA LỖ TRÒN: 2 – Phân bố cường độ ảnh nhiễu xạ: Ảnh nx có tính đối xứng tâm M. Tâm M có lúc sáng, lúc tối, tùy theo bán kính lỗ tròn và khoảng cách từ lỗ tròn tới màn quan sát.
Trình bày bởi Đăng Hiền.
3.2.3 – NX FRESNEL QUA LỖ TRÒN: 3 – Giải thích kết quả bằng pp đới cầu Fresnel: λ b+3 2 λ b+2 2 R λ b+ 2 4 2 O 1 b M 5 3 S0
3.2.3 – NX FRESNEL QUA LỖ TRÒN: • 3 – Giải thích kết quả bằng pp đới cầu Fresnel: rk = R − (R − h k ) = (b + k ) − (b + h k ) 2 � h = kλb 2 2 2 λ 2 2 k 2(R + b) Mk πRλb � Sk = h k .2πR = k. R+b R λ r b+k Diện tích của mỗi đới cầu: 2 kk πλRb h ∆S = O Hk M0 b M R+b k Bán kính của đới cầu thứ k: kλRb S0 rk λ 2Rh k = R+b
3.2.3 – NX FRESNEL QUA LỖ TRÒN 3 – Giải thích kết quả bằng pp đới cầu Fresnel: Biên độ sóng ak do đới thứ k gởi tới M sẽ giảm dần khi chỉ số k tăng, nhưng giảm chậm. Vì thế ta coi ak là trung bình cộng của ak-1 và ak+1. Dao động sáng tại M do hai đới kề nhau gởi tới sẽ ngược pha 4 2 nhau. Vì thế, biên độ sóng tại M là: a M = a1 − a 2 + a 3 − a 4 +.... a n O 1 b M 3 5 a1 an (Dấu “+” khi n a M =2 lẻ; “-” khi n 2 2 chẵn) S0
3.2.3 – NX FRESNEL QUA LỖ TRÒN • Kết luận: Biên độ sóng và cường độ sáng tại M: 2 a1 a n �1 a n � a aM = � � I = aM = � � � 2 2 2 �2 2 � 2 Nếu lỗ tròn quá lớn thì: I = a 2 = a = I0 M 1 4 (M là 2 Nếu lỗ tròn chứa số �1 a n � a lẻ đới cầu Fresnel I = a2M = � + �> I0 điểm �2 2 � sáng). thì: Nếu lỗ tròn chứa số 2 (M là chẵn đới cầu Fresnel I = a 2 �1 a n � a M = � − �< I0 điểm thì: � 2 2 � tối).
Trình bày bởi Mr.Hiệp.
3.2.4– NX FRESNEL QUA ĐĨA TRÒN: • 1 – Thí nghiệm: O b Kết quả: Tâm ảnh nx luôn có một chấm sáng (chấm sáng Fresnel)
• 2 – Giải thích kết quả: Giả sử đĩa tròn chắn hết m đới cầu Fresnel thì biên độ sáng tại M chỉ do các đới cầu thứ m +1, m O +2, … gởi tới. b M m+1 a1 a m a m +2 a a m +1 a M =2 +2 1 = 2 2 2 2 2 Cường 2 � m +1 � Vậy tại M luôn a độ sáng I=a =� � 2 � 2 � là điểm sáng. M
3.3 NHIỄU XẠ GÂY BỞI SÓNG PHẲNG 3.3.1 – NX FRAUNHOFER QUA 1 KHE HẸP: • 1 – Bố trí thí nghiệm: b: độ rộng khe hẹp ϕ : góc nhiễu xạ sinϕ ϕ M O F I L1 L2 E
3.3.1 – NX FRAUNHOFER QUA 1 KHE HẸP: • 2 – Phân bố cường độ ảnh nhiễu xạ: I I0 I1 = 0,045I0 I1 2λ λ 0 λ 2λ si ϕ n − − b b b b 5λ 3λ 3λ − − 5λ 2b 2b 2b 2b
3.3.1 – NX FRAUNHOFER QUA 1 KHE HẸP: • 2 – Phân bố cường độ ảnh nhiễu xạ: I •Vân nx đối xứng qua I0 tiêu điểm F của TK L2 •Tại F sáng nhất: cực đại giữa. I1 = 0,045I0 I1 •Các cực đại khác giảm 2λ λ λ 2λ − − 0 si ϕ n nhanh. b b b b Vị trí các cực đại thỏa: − 5λ − 3λ 2b 3λ 2b 5λ 2b λ 2b sin ϕ = (2k + 1) Vị trí các cực kλ 2b sin ϕ = tiểu thỏa: b (k =k 2; 3) 1 1; (k =k 1; 2; 3) ; 1
3.3.1 – NX FRAUNHOFER QUA 1 KHE HẸP: • 3 – Giải thích kết quả: E Độ rộng mỗi dải sáng trên khe AB: A ϕ M λ/2 δ= O F sin ϕ B ∑o Số dải sáng L1 ∑1 L2 ∑2 chứa trong λ khe AB: 2 AB 2b sin ϕ n lẻ: M là điểm sáng (cực đại) n= = δ λ n chẵn: M là điểm tối (cực tiểu)
3.3.1 – NX FRAUNHOFER QUA 1 KHE HẸP: • 3 – Giải thích kết quả: • Tại F, tất cả sóng do khe AB gởi tới đều đồng pha, nên cường độ sáng mạnh nhất. • Vị trí các cực tiểu nx thỏa mãn điều kiện số dải sáng được chia trong đọan AB là số chẵn: n = 2k 2b sin ϕ λ = 2k � sin ϕ = k Với k = ±1, ±2, ±3, … λ b Vị trí các cực đại nx thỏa mãn điều kiện số dải sáng được chia trong đọan AB là số lẻ: n = 2k + 1 λ � sin ϕ = (2k + 1) Với k = 1, ±2, ±3, … 2b