Bài giảng Vật lý đại cương - Hiện tượng giao thoa do phản xạ

Nội dung text: Bài giảng Vật lý đại cương - Hiện tượng giao thoa do phản xạ

1. 3.3. Hiện t−ợng giao thoa do phản xạ • Thí nghiệm của Lôi (Lloyd) Theo lý thuyết Vân sáng O M L1-L2=OI+IM-OM =kλ I Vân tối L1-L2=OI+IM-OM=(2k+1)λ/2 Thực tế ng−ợc lại → Sau phản xạ đảo pha 2π Δ ϕ(LL) = − + π λ 1 2 n1 L1 của tia phản xạ n2 dμi thêm λ/2 Chỉ khi n2 > n1
2. 4. Giao thoa gây bởi các bản mỏng 4.1. Bản mỏng có bề dầy thay đổi -Vân cùng độ dμy O Tia ló của tia phản xạ từ đáy i1 d−ới (đỏ) giao thoa với tia phản xạ từ mặt trên (xanh) i1 R M của tấm Hiệu quang lộ: B d n C L -L =OB+n(BC+CM)-(OM+λ/2) i2 1 2 = n(BC+CM)-RM-λ/2 RM=BM.sini1=2d.tgi2.sini1 BC = CM = d/cosi2 2 d λ ΔL = L1 − L 2 =2 n d . tgi −2 1 sin− i cos2 i 2
3. sin i 1 = n sin2 i 1 2 2 cos2= i n − sin1 i sin i n sin= i 1 2 n 2 d 2 2 2 d . tgi2 1 sin= ( i n− sin1 i ) n cos2 i λ LΔ 2 = d ( n2 − 2 sin − i ) 1 2 Vân áng: sL1-L2 =kλ Vân tối: L1-L2 =(2k+1)λ/2 Góc nhìn xác định => i1 xác định =>Mỗi vân ứng với một độ dầy d xác định y ầ ộd gđ n ù nc â V > =
4. • Nêm không khí Tia ló của tia phản xạ từ đáy d−ới (đen) tấm trên giao d thoa với tia phản xạ từ mặt trên (đỏ) của tấm d−ới Hiệu quang lộ L1-L2 =2d+ λ/2 Vân sáng: L1-L2 =2d+ λ/2=k λ dS = (2k-1)λ/4 dT =k.λ/2 Vân tối: L1-L2 =2d+λ/2=(2k+1) λ/2 ứng dụng: Kiểm tra độ phẳng của kính sai số 0,03-0,003 μm
5. • VântrònNiutơn Tia phản xạ từ tấm phẳng R (xanh) vμ Tia phản xạ từ mặt cong cầu (đỏ) giao thoa với rk d nhau: k Vân tối : dk =k. λ/2 Bán kính vân: 2 2 r=k R − ( R −k d ) r≈k 2 Rdk = R λ k Vân sáng : dk =(2k-1). λ/4
6. 4.2. Bản mỏng có bề dầy không đổi - Vân cùng độ nghiêng M Tia ló của tia phản xạ từ đáy d−ới giao thoa với tia i1 phản xạ từ mặt trên của tấm λ d, n LΔ 2 = d ( n2 − 2 sin − i ) 1 2 ΔL=kλ Sáng ΔL=(2k+1)λ/2 Tối Các vân giao thoa sáng tối lμ các vòng tròn đồng tâm. d=const → vân tuỳ thuộc vμoi1→ Vân cùng độ nghiêng
7. 4.3. ứng dụng hiện t−ợng giao thoa • Khử phản xạ các mặt kính d ntk > n > 1 λ0 λ ΔL=2dn=λ0/2 d = = ntk 4 n 4 n λ0 trong chân không, λ trong lớp phủ n= ntk λ0 =0,555μm ánh sáng nhạy nhất • Đo chiết suất chất lỏng vμ chất khí - Giao thoa d kế Rê lây (Rayleigh) n0 2 ống đều đựng chuẩn Thay bằng chất cần đo n dịch đi m khoảng vân mλ 0 n n = + n0 mλ = (n-n0)d d
8. • Đo chiều dμi - Giao thoa kế M G Maikenxơn Micheson 1 1 ΔL=0 Vân trung tâm sáng P’ M’2 M2 Dịch đi m khoảng vân O A 2l = mλ l = mλ/2 P l • Thí nghiệm Maikenxơn G2 Chứng minh tiên đề Anhxtanh về vận tốc AS Giả thiết: Trái đất quay quanh mặt trời với vận tốc v. Theo cơ học cổ điển vận tốc AS : dọc theo ph−ơng chđộng của trái đất: c// = c±v Vuông góc với ph−ơng cđ của trái đất: c⊥ = c
9. G M1 1 AM1=AM2= l AM // ph−ơng chđộng P’ 2 M2 trái đất A O AM1⊥ ph−ơng chđộng P trái đất G2 t1 thời gian đi AM1, t2 thời gian đi AM2 2 c 2 c 1 v t =l+ l= l= l β = 2c− v c+ c v2− v 2c 21− β2 c 1 ≈1 +2 β 2l 2 2 =t ( 1 + β ) 1− β 2 c
10. Trong thời gian t1 trái đất đi đ−ợc: AA’=vt1 2 ' 2 v2 2 t 2 1 M1 l 2 1 l 2 t1 = =l + ≈t1 1( +) β ' ' c c 4 c 2 l l Hiệu quang lộ δ =c(t -t )=− β2 l A 1 1 2 l A’ O Quay giao thoa kế đi 90o: 2 2 δ2 =l β δ2- δ1 = 2lβ P’ M P A Hệ thống vân dịch đi 1 2 β2 =11m, β2 ≈10-8 m = l l G λ m=0,37 1 Không đúng với TN → c=3.108m/s trong mọi hệ M G 2 2 QC quán tính