Giáo án Vật lý Khối 12 - Chương V: Sóng ánh sáng - Bài 25: Giao thoa ánh sáng

Tiết: 0	SỰ GIAO THOA ÁNH SÁNG
MỤC TIấU
Kiến thức:
Mụ tả được thớ nghiệm về nhiễu xạ ỏnh sỏng và thớ nghiệm Y-õng về giao thoa ỏnh sỏng.
Viết được cỏc cụng thức cho vị trớ của cỏc võn sỏng, tối và cho khoảng võn i.
Nhớ được giỏ trị phỏng chưng của bước súng ứng với vài màu thụng dụng: đỏ, vàng, lục.
Nờu được điều kiện để xảy ra hiện tượng giao thoa ỏnh sỏng.
Kĩ năng: Giải được bài toỏn về giao thoa với ỏnh sỏng đơn sắc.
Thỏi độ:
CHUẨN BỊ
Giỏo viờn: Làm thớ nghiệm Y-õng với ỏnh sỏng đơn sắc (với ỏnh sỏng trắng thỡ tốt)
Học sinh: ễn lại bài 8: Giao thoa súng.
HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC Hoạt động 1 ( phỳt): Kiểm tra bài cũ.
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
Kiến thức cơ bản
Hoạt động 2 ( phỳt): Tỡm hiểu về hiện tượng nhiễu xạ ỏnh sỏng
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
Kiến thức cơ bản
- Mụ tả hiện tượng nhiễu xạ ỏnh sỏng.
- HS ghi nhận kết quả thớ nghiệm và thảo luận để giải thớch hiện tượng.
I. Hiện tượng nhiễu xạ ỏnh sỏng
S	O
 D D’
O càng nhỏ đ D’ càng lớn so với D.
Nếu ỏnh sỏng truyền thẳng thỡ tại sao lại cú hiện tượng như trờn?
đ gọi đú là hiện tượng nhiễu xạ ỏnh sỏng đ đú là hiện tượng như thế nào?
Chỳng ta chỉ cú thể giải thớch nếu thừa nhận ỏnh sỏng cú tớnh chất súng, hiện tượng này tương tự như hiện tượng nhiễu xạ của súng trờn
mặt nước khi gặp vật cản.
HS ghi nhận hiện tượng.
HS thảo luận để trả lời.
Hiện tượng truyền sai lệch so với sự truyền thẳng khi ỏnh sỏng gặp vật cản gọi là hiện tượng nhiễu xạ ỏnh sỏng.
Mỗi ỏnh sỏng đơn sắc coi như một súng cú bước súng xỏc định.
Hoạt động 3 ( phỳt): Tỡm hiểu hiện tượng giao thoa ỏnh sỏng
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
Kiến thức cơ bản
Mụ tả bố trớ thớ nghiệm Y-õng
M
F1
A
Đ	F	O
F2	B L
K
Võn sỏng	 	 Võn tối
Hệ những vạch sỏng, tối đ hệ vận
HS đọc Sgk để tỡm hiểu kết quả thớ nghiệm.
HS ghi nhận cỏc kết quả thớ nghiệm.
Kết quả thớ nghiệm cú thể
Hiện tượng giao thoa ỏnh sỏng
Thớ nghiệm Y-õng về giao thoa ỏnh sỏng
Ánh sỏng từ búng đốn Đ
đ trờn M trụng thấy một hệ võn cú nhiều màu.
Đặt kớnh màu K (đỏ)
đ trờn M chỉ cú một màu đỏ và cú dạng những vạch sỏng đỏ và tối xen kẽ,
giao thoa.
Y/c Hs giải thớch tại sao lại xuất hiện những võn sỏng, tối trờn M?
Trong thớ nghiệm này, cú thể bỏ màn M đi được khụng?
Vẽ sơ đồ rỳt gọn của thớ nghiệm Y- õng.
H	A
d1
F1	x
a	I	d2	O
F2	D
B M
Lưu ý: a và x thường rất bộ (một, hai milimột). Cũn D thường từ vài chục đến hàng trăm xentimột, do đú lấy gần đỳng: d2 + d1 ằ 2D
Để tại A là võn sỏng thỡ hai súng gặp nhau tại A phải thoả món điều kiện gỡ?
Làm thế nào để xỏc định vị trớ võn tối?
Lưu ý: Đối với võn tối khụng cú khỏi niệm bậc giao thoa.
GV nờu định nghĩa khoảng võn.
Cụng thức xỏc định khoảng võn?
giải thớch bằng giao thoa của hai súng:
+ Hai súng phỏt ra từ F1, F2 là hai súng kết hợp.
+ Gặp nhau trờn M đó giao thoa với nhau.
Khụng những “được” mà cũn “nờn” bỏ, để ỏnh sỏng từ F1, F2 rọi qua kớnh lỳp vào mắt, võn quan sỏt được sẽ sỏng hơn. Nếu dựng nguồn laze thỡ phải đặt M.
HS dựa trờn sơ đồ rỳt gọn cựng với GV đi tỡm hiệu đường đi của hai súng đến A.
Tăng cường lẫn nhau hay d2 – d1 = kl
đ x = k lD
k	a
với k = 0, ± 1, ±2, 
Vỡ xen chớnh giữa hai võn sỏng là một võn tối nờn:
d2 – d1 = (k’ + 1 )l
2
x = (k '+ 1) lD
k '	2	a
với k’ = 0, ± 1, ±2, 
Ghi nhận định nghĩa.
song song và cỏch đều nhau.
- Giải thớch:
Hai súng kết hợp phỏt đi từ F1, F2 gặp nhau trờn M đó giao thoa với nhau:
+ Hai súng gặp nhau tăng cường lẫn nhau đ võn sỏng.
+ Hai súng gặp nhau triệt tiờu lẫn nhau đ võn tối.
2. Vị trớ võn sỏng
Gọi a = F1F2: khoảng cỏch giữa hai nguồn kết hợp.
D = IO: khoảng cỏch từ hai nguồn tới màn M.
l: bước súng ỏnh sỏng. d1 = F1A và d2 = F2A là quóng đường đi của hai súng từ F1, F2 đến một điểm A trờn võn sỏng.
O: giao điểm của đường trung trực của F1F2 với màn.
x = OA: khoảng cỏch từ O đến võn sỏng ở A.
Hiệu đường đi d
d = d - d = 2ax 
2	1	d + d
2	1
Vỡ D >> a và x nờn:
d2 + d1 ằ 2D
đ d - d = ax
2	1	D
Để tại A là võn sỏng thỡ: d2 – d1 = kl
với k = 0, ± 1, ±2, 
Vị trớ cỏc võn sỏng:
x = k lD
k	a
k: bậc giao thoa.
Vị trớ cỏc võn tối
x = (k '+ 1) lD
k '	2	a
với k’ = 0, ± 1, ±2, 
i = x	- x = lD [(k +1) - k]
k +1	k	a
đ i = lD
a
Khụng, nếu là ỏnh sỏng đơn sắc đ để tỡm sử dụng ỏnh sỏng trắng.
HS đọc Sgk và thảo luận về ứng dụng của hiện tượng giao thoa.
3. Khoảng võn
a. Định nghĩa: (Sgk)
b. Cụng thức tớnh khoảng
Tại O, ta cú x = 0, k = 0 và d = 0 khụng phụ thuộc l.
Quan sỏt cỏc võn giao thoa, cú thể nhận biết võn nào là võn chớnh giữa khụng?
Y/c HS đọc sỏch và cho biết hiện tượng giao thoa ỏnh sỏng cú ứng
võn:
i = lD
a
c. Tại O là võn sỏng bậc 0 của mọi bức xạ: võn chớnh giữa hay võn trung tõm, hay võn số 0.
dụng để làm gỡ?
4. Ứng dụng:
- Đo bước súng ỏnh sỏng.
Nếu biết i, a, D sẽ suy ra
được l:	l = ia
D
Hoạt động 4 ( phỳt): Tỡm hiểu về bước súng và màu sắc
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
Kiến thức cơ bản
Y/c HS đọc Sgk và cho biết quan hệ giữa bước súng và màu sắc ỏnh sỏng?
Hai giỏ trị 380nm và 760nm được gọi là giới hạn của phổ nhỡn thấy được đ chỉ những bức xạ nào cú bước súng nằm trong phổ nhỡn thấy là giỳp được cho mắt nhỡn mọi vật và phõn biệt được màu sắc.
Quan sỏt hỡnh 25.1 để biết bước súng của 7 màu trong quang phổ.
- HS đọc Sgk để tỡm hiểu.
III. Bước súng và màu sắc
Mỗi bức xạ đơn sắc ứng với một bước súng trong chõn khụng xỏc định.
Mọi ỏnh sỏng đơn sắc mà ta nhỡn thấy cú: l = (380 á 760) nm.
Ánh sỏng trắng của Mặt Trời là hỗn hợp của vụ số ỏnh sỏng đơn sắc cú bước súng biến thiờn liờn tục từ
0 đến Ơ.
Hoạt động 5 ( phỳt):
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
Kiến thức cơ bản
Hoạt động 6 ( phỳt): Giao nhiệm vụ về nhà.
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
Kiến thức cơ bản
- Nờu cõu hỏi và bài tập về nhà.
- Ghi cõu hỏi và bài tập về
- Yờu cầu: HS chuẩn bị bài sau.
nhà.
- Ghi những chuẩn bị cho bài
sau.
RÚT KINH NGHIỆM
..............................................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................................