CHƯƠNG V: SÓNG ÁNH SÁNG
GIAO THOA ÁNH SÁNG
CÁC LOẠI QUANG PHỔ
TIA HỒNG NGOẠI, TIA TỬ NGOẠI
TIA X
NHẮC LẠI KIẾN THỨC
1. LĂNG KÍNH
sini1 = nsinr1; r1 + r2 = A
sini2 = nsinr2; D = i1 + i2 - A
* Các công thức lăng kính
* Nếu góc i1, A nhỏ (< 100)
Sinα ≈ α
i1 = nr1; i2 = nr2
r1 + r2 = A ; D = (n-1) A
* Góc lệch cực tiểu khi qua lăng kính
i = i1 = i2; r = r1 = r2 = A/2
Dmin = 2i – A ;
2. BƯỚC SÓNG
Chủ đề: TÁN SẮC ÁNH SÁNG VÀ GIAO THOA ÁNH SÁNG
CHƯƠNG V. SÓNG ÁNH SÁNG
I. CÁC THÍ NGHIỆM TÁN SẮC ÁNH SÁNG CỦA NIUTƠN
1. THÍ NGHIỆM VỀ SỰ TÁN SẮC ÁNH SÁNG CỦA NIUTƠN (1672)
Vệt
màu
vàng
II. THÍ NGHIỆM VỚI ÁNH SÁNG ĐƠN SẮC CỦA NIUTƠN
II. THÍ NGHIỆM VỚI ÁNH SÁNG ĐƠN SẮC CỦA NIUTƠN
Vệt
màu
l?c
2. THÍ NGHIỆM VỚI ÁNH SÁNG ĐƠN SẮC CỦA NIUTƠN
3. GIẢI THÍCH HIỆN TƯỢNG TÁN SẮC
* Ánh sáng trắng không phải là ánh sáng đơn sắc mà là hỗn hợp của nhiều ánh sáng đơn sắc có màu biến thiên liên tục từ đỏ đến tím.
* Chiết suất của các chất trong suốt biến thiên theo màu sắc của ánh sáng và tăng dần từ màu đỏ đến màu tím
* Sự tán sắc ánh sáng là sự phân tách một chùm sáng phức tạp thành các chùm sáng đơn sắc
Chiết suất của môi trường trong suốt:
* Vận tốc ánh sáng của các màu trong cùng môi trường
+ Trong chân không, không khí: vđỏ = vcam = …= vtím = c
+ Trong các môi trường trong suốt khác: vđỏ > vcam > vvàng > vlục > vlam > vchàm > vtím
Do đó: nđỏ < ncam < nvàng < nlục < nlam < nchàm < ntím
Thủy tinh ( n = 1,5), vđỏ = 1,98.108 m/s ; vlam = 1,97.108 m/s
4. ỨNG DỤNG.
Hiện tượng cầu vồng.
Máy quang phổ lăng kính
Máy quang phổ : dùng để phân tích chùm ánh sáng phức tạp thành những thành phần đơn sắc khác nhau
1. Hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng
- Hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng là hiện tượng truyền sai lệch so với sự truyền thẳng khi ánh sáng gặp vật cản
- Thừa nhận ánh sáng có tính chất sóng
- Trong một môi trường trong suốt nhất định, coi mỗi chùm sáng đơn sắc như một sóng có bước sóng và tần số xác định
N
D
M
O
II. HIỆN TƯỢNG GIAO THOA ÁNH SÁNG

- Quá trình vật lý nào gây ra hiện tượng giao thoa cũng tất yếu là một quá trình sóng
Y-âng
(Thomas Young, 1773 - 1829, nhà vật lý ng­ười Anh )
2. Hiện tượng giao thoa ánh sáng
a. Thí nghiệm Y – âng về giao thoa ánh sáng
- Đèn chiếu sáng Đ
- Màn chắn M1 có khe hẹp F
- Màn chắn M2 có hai khe hẹp F1 và F2 rất gần nhau và cùng song song với F
- Các tấm kính lọc sắc K
- Dụng cụ thí nghiệm:
M2
F1, F2
D
M1
F
M
- Màn chắn M như 1 màn ảnh
a. Thí nghiệm Y – âng về giao thoa ánh sáng
- Tiến hành thí nghiệm
- Sử dụng ánh sáng đơn sắc đỏ:
Đ
M1
F
K
trên màn M xuất hiện những vạch sáng đỏ và tối xen kẽ song song và cách đều nhau
M2
F1 F2
- Giải thích hiện tượng
- Với ánh sáng đơn sắc:
F
M1
M2
F1
F2
Hai ngu?n F1, F2 l� hai ngu?n k?t h?p: cú cựng t?n s? v� cựng pha
Những vạch sáng là chỗ hai sóng ánh sáng tăng cường lẫn nhau
Những vạch tối là chỗ hai sóng ánh sáng triệt tiêu lẫn nhau
A
h
x
- Vị trí vân sáng:
xs = k ( k = 0; ±1; ±2; ...)
- Vị trí vân tối: xt = (k+ ) ( k = 0; ±1; ±2; ...)
a: khoảng cách 2 khe (m)
D: khoảng cách từ 2 khe đến màn (m)
λ: bước sóng của ánh sáng đơn sắc (m)
2. Vị trí các vân sáng, vân tối
O
k = 0
k’ = 0
k’ = - 1
k’ = 1
k’ = - 2
Vân sáng trung tâm
Vân tối thứ 1
Vân tối thứ 2
x
O
k = 0
k = 1
k = - 1
Vân sáng trung tâm
Vân sáng bậc 1
x
*Thí nghiệm Y-âng với ánh sáng trắng
Trờn m�n M xu?t hi?n 1 h? võn nhi?u m�u v?i 1 v?ch m�u tr?ng ? chớnh gi?a
3. Khoảng vân
Định nghĩa: là khoảng cách giữa hai vân sáng
hoặc hai vân tối liên tiếp
Công thức: i =
4. Ứng dụng:
Đo bước sóng ánh sáng λ bằng công thức
III. Bước sóng ánh sáng và màu sắc ( SGK)
- Mỗi ánh sáng đơn sắc có một tần số xác định
Trong chân không:
Trong môi trường trong suốt:
- Ánh sáng nhìn thấy:
là các ánh sáng đơn sắc có bước sóng từ λtím = 380 nm→ λđỏ = 760 nm
- Ánh sáng mặt trời:
là hỗn hợp vô số ánh sáng đơn sắc có bước sóng biên thiên từ 0→
Bước sóng của ánh sáng nhìn thấy trong chân không
* Hiện t­ượng giao thoa ánh sáng th­ường gặp.
A
C
Các dạng toán thường gặp
- Khoảng vân:
- Vị trí vân sáng bậc k:
Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, cho khoảng cách giữa hai khe hẹp a, và khoảng cách từ hai khe đến màn D. Chiếu sáng hai khe bằng ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ
- Vị trí vân tối thứ k+1:
- Khoảng cách 2 vân sáng bậc m và n ở cùng phía vân trung tâm ( m>n):
 
- Khoảng cách 2 vân sáng bậc m và n ở khác phía vân trung tâm ( m>n):
 
CỦNG CỐ BÀI HỌC
* Thế nào là hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng
* Điều kiện để có hiện tượng giao thoa ánh sáng và mô tả được hình ảnh giao thoa quan sát được
* Biểu thức xác định vị trí của vân sáng và vân tối trong thí nghiệm Y-âng
* Công thức xác định khoảng vân
* Mối liên hệ giữa bước sóng và màu sắc ánh sáng
Câu 1: Hai chùm sáng kết hợp nhất thiết phải
có cùng biên độ
có cùng tần số
có cùng pha dao động
ngược pha dao động
BÀI TẬP CỦNG CỐ
C�u 2: �nh s�ng m�u v�ng c?a d�n natri cĩ bu?c sĩng ? b?ng
A. 0,589 pm
B. 0,589 nm
C. 0,589 ?m
D. 0,589 mm
BÀI TẬP CỦNG CỐ
Câu 3: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe hẹp bằng 1 mm và khoảng cách từ hai khe đến màn bằng 1 m. Chiếu sáng hai khe bằng ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ = 0,5 μm, hãy xác định
Khoảng vân i?
Vị trí của vân sáng bậc 5?
Vị trí của vân tối thứ 2 kể từ vân sáng trung tâm?
Tại điểm M cách vân sáng trung tâm 1 mm là vân sáng hay vân tối?
BÀI TẬP CỦNG CỐ
Đáp số bài 3
i = 0,5 mm

b. xs5 = 5i = 2,5 mm

c. xt2 = (1+ ½)i = 0,75 mm

d. = 2, do đó k = 2. Vậy M là vân sáng bậc 2
Câu 4: Trong một thí nghiệm Y-âng với ánh sáng đơn sắc, người ta đo được khoảng cách giữa 3 vân sáng liên tiếp là 0,6 mm. Xác định khoảng vân i?
A. 0,2 mm B. 0,3 mm
C. 0,4 mm D. không xác định được
BÀI TẬP CỦNG CỐ
Câu 5: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe hẹp bằng 1 mm và khoảng cách từ hai khe đến màn bằng 2 m. Chiếu sáng hai khe bằng ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ, người ta xác định được khoảng cách từ vân sáng chính giữa đến vân sáng bậc 4 là 4,5 mm. Tìm bước sóng λ?
A. 0,5625 μm B. 0,7778 μm
C. 0,8125 μm D. 0,6 μm
BÀI TẬP CỦNG CỐ
NHIỆM VỤ HỌC TẬP
* Hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng
* Hiện tượng giao thoa ánh sáng
* Biểu thức xác định vị trí của vân sáng và vân tối trong thí nghiệm Y-âng
* Công thức xác định khoảng vân
* Bước sóng và màu sắc ánh sáng
* Làm bài tập: 4, 5/ 197 SGK
TIẾT HỌC ĐẾN ĐÂY KẾT THÚC
Kính chúc quý thầy cô giáo
và các em học sinh sức khỏe.
Cảm ơn các thầy cô giáo và các em!
Xin chào và hẹn gặp lại !
Xin chào và hẹn gặp lại
Xin chào và hẹn gặp lại
Thí nghiệm với ánh sáng đơn sắc của Niutơn nhằm chứng minh.
A. Sự tồn tại của ánh sáng đơn sắc
B. Lăng kính không làm thay đổi màu sắc của ánh sáng đó.
C. Ánh sáng Mặt Trời không phải là ánh sáng đơn sắc.
D. Ánh sáng có bất kỳ màu gì khi qua lăng kính cũng bị lệch về phía đáy.
CỦNG CỐ
Một chùm ánh sáng đơn sắc sau khi qua lăng kính thủy tinh thì:
A. Không bị lệch và không bị đổi màu.
C. Chỉ bị lệch mà không đổi màu.
B. Chỉ đổi màu mà không bị lệch.
D. Vừa bị lệch vừa bị đổi màu.
CỦNG CỐ
CỦNG CỐ
Bài 5 (trang 125 SGK Vật Lý 12): 
Một lăng kính thủy tinh có góc chiết quang A = 5o, được coi là nhỏ, có chiết suất đối với ánh sáng đỏ và ánh sáng tím lần lượt là nđ = 1,643 và nt = 1,685. Cho một chùm sáng trắng hẹp rọi vào một mặt bên của lăng kính, dưới góc tới i nhỏ. Tính góc giữa tia tím và tia đỏ sau khi ló ra khỏi lăng kính.
Vì góc chiết quang là nhỏ nên góc lệch được tính theo công thức: D=(n−1)A
Góc lệch của tia đỏ sau khi qua lăng kính:
D1 = (nđ – 1)A = (1,643 – 1)5 = 3,215o
Độ lệch của tia tím sau khi qua lăng kính:
D2 = (nt – 1)A = (1,685 – 1)5 = 3.425o
Góc giữa tia tím và tia tia đỏ sau khi ló ra khỏi lăng kính:
ΔD = D2 - D1 = 3.425o - 3,215o = 0,21o = 12,6`
Hướng dẫn
CỦNG CỐ
Bài 6 (trang 125 SGK Vật Lý 12): 
Một cái bể sâu 1,2m chứa đầy nước. Một tia sáng Mặt Trời rọi vào mặt nước bể, dưới góc tới i, có tani = 4/3. Tính độ dài của vết sáng tạo ở đáy bể. Cho biết: chiết suất của nước đối với ánh sáng đỏ và ánh sáng tím lần lượt là nđ = 1,328 và nt = 1,343.
Hướng dẫn
Tia sáng Mặt Trời vào nước bị tán sắc và khúc xạ. Tia đỏ lệch ít nhất, tia tím lệch nhiều nhất.
Ta có: tan i = 4/3 → i = 53,1o → sin i = 0,8
Áp dụng định luật khúc xạ tại I ta có: sin i = nđ. sin r2 = nt. sin r1
Xét tam giác vuông IHT, ta có: tan r1 = HT/IH ⇒ HT = h. tan r1
Xét tam giác vuông IHĐ, ta có: tan r2 = HĐ/IH ⇒ HĐ = h. tan r2
Độ dài quang phổ do tia sáng tạo ở đáy bể là :
ΔD = HĐ – HT = h.(tan r2 – tan r1) = 1,2.(tan 37,04o – tan 36,56o) = 0,01568m = 1,568cm