Vật lí 2 - Chương 03: Cơ sở của quang học cổ điển

Nội dung text: Vật lí 2 - Chương 03: Cơ sở của quang học cổ điển

1. GIÁO TRÌNH VẬT LÝ 2
2. Những ví dụ về giao thoa ánh sáng  Khoảng năm 1803, Thomas Young đã tiến hành một thí nghiệm giao thoa ánh sáng.  Váng dầu trên mặt nước, bong bóng xà phòng dưới ánh sáng mặt trời có màu sắc sặc sỡ, Vật lý 2 \ Chương 3 – Cơ sở của quang học cổ điển
3. Tổng hợp sóng ánh sáng uacost10111  2L 1 O1 uacost  1M1M11  M 1 O2 2L 2 uacost2M2M22  2 u2 a 02 cos  2 t 2 uM u 1M u 2M Vật lý 2 \ Chương 3 – Cơ sở của quang học cổ điển
4. Tổng hợp sóng ánh sáng  Biên độ sáng tại M aaa2a 22 a cos M1M2M1M 2M 2 L2 L   t 21 1212  21  Cường độ sáng tại M IM I 1 I 21  2 2 I I cos Vật lý 2 \ Chương 3 – Cơ sở của quang học cổ điển
5. Cường độ sáng tại M  Theo kết quả trên ta có: II I 2  I I cos M1 21 2 2 L2 L   t 21 1212  21  Trường hợp  12  t cos 0 IIIM 1 2 Vật lý 2 \ Chương 3 – Cơ sở của quang học cổ điển
6. Cường độ sáng tại M  Theo kết quả trên ta có: II I 2  I I cos M1 21 2 2 L2 L   t 21 1212  21  Trường hợp  12  nhưng hai nguồn độc lập nhau , tt cos0 12 IIIM12 Vật lý 2 \ Chương 3 – Cơ sở của quang học cổ điển
7. Cường độ sáng tại M  Trường hợp hai nguồn giống hệt nhau III2I  Icos M121 2 22 .L IL LL M 21  Trong trường hợp này cường độ sáng tại mỗi điểm phụ thuộc vào hiệu quang lộ của hai tia sáng tại điểm đó, tức là các điểm khác nhau sẽ có thể có cường độ sáng lớn nhỏ khác nhau. Do đó ta thu được hình ảnh giao thoa ánh sáng. Vật lý 2 \ Chương 3 – Cơ sở của quang học cổ điển
8. Hình ảnh giao thoa  Cực đại giao thoa: Icos1k2Mmax III2I I Lk  Mmax1212  Cực tiểu giao thoa: 1 Icos1k2Mmin 2 1 I I I 2 I I Lk  min 1 2 1 2 2 Vật lý 2 \ Chương 3 – Cơ sở của quang học cổ điển
9. Giao thoa ánh sáng  Để có giao thoa ánh sáng thì ánh sáng phải kết hợp, tức là có độ lệch pha không phụ thuộc thời gian. Để có được điều đó thì các ánh sáng phải phát ra từ một nguồn sáng.  Điều kiện của cực đại giao thoa (điểm sáng nhất): Lk   Điều kiện của cực tiểu giao thoa (điểm tối nhất): 1 Lk  2 Vật lý 2 \ Chương 3 – Cơ sở của quang học cổ điển
10. Hệ giao thoa ánh sáng  Giao thoa của nguồn sáng hẹp (Khe Young, Gương Fresnel, ). Còn gọi là hệ vân không định xứ. Vật lý 2 \ Chương 3 – Cơ sở của quang học cổ điển
11. Hệ giao thoa ánh sáng  Giao thoa của nguồn sáng rộng (Vân tròn Newton, Nêm không khí, ). Còn gọi là giao thoa bản mỏng hay Hệ vân định xứ. Vật lý 2 \ Chương 3 – Cơ sở của quang học cổ điển
12. Giao thoa của hai nguồn sáng hẹp na Lx M(x) D x D O1 xk na a O D  1D O2 xk 2na (n) D i na u12 u acos  t Vật lý 2 \ Chương 3 – Cơ sở của quang học cổ điển
13. Giao thoa của nguồn sáng rộng (1) i  L2dnsini 22 I J PX 2 (n) d 22 L2dTQ nsini (1) K Vật lý 2 \ Chương 3 – Cơ sở của quang học cổ điển
14. Nêm không khí  L2d2.x x PX 22 x  1 d xkmax  22 O  dx.sinx xk  min 2  i 2 Vật lý 2 \ Chương 3 – Cơ sở của quang học cổ điển
15. Vân tròn Newton r2 rd2 2Rd2Rd2d R r r2 d L2d PX 2R2 1 rRkmax  2 rmin R  k Vật lý 2 \ Chương 3 – Cơ sở của quang học cổ điển
16. Ứng dụng của giao thoa ánh sáng  Giao thoa ánh sáng là cơ sở thực nghiệm chứng tỏ sự đúng đắn của lý thuyết sóng ánh sáng.  Giao thoa ánh sáng được dùng trong các phép đo chính xác cao: đo chiết suất (đặc biệt với chất lỏng hoặc chất khí), đo bước sóng, đo độ dày (khoảng cách),  Giao thoa ánh sáng là cơ sở của nhiều ứng dụng như màng khử phản xạ ở bề mặt các dụng cụ quang học, chụp ảnh ở phim màu, cơ sở của hình ảnh 3D, Vật lý 2 \ Chương 3 – Cơ sở của quang học cổ điển