Bộ lý thuyết đầy đủ nhất về hiện tượng giao thoa ánh sáng

Bộ lý thuyết đầy đủ nhất về hiện tượng giao thoa ánh sáng

Giao thoa ánh sáng luôn là một vấn đề khiến bao thế hệ học sinh đau đầu, bởi vậy Cunghocvui đã viết nên bài viết tổng hợp lý thuyết giao thoa sóng cần nắm vững giúp các bạn học tập dễ dàng và hiệu quả hơn.

I. Hiện tượng giao thoa ánh sáng là gì?

    1. Định nghĩa

Hiện tượng GT ánh sáng là hiện tượng hai chùm sáng kết hợp khi chồng lên nhau sẽ tạo ra những chỗ chúng tăng cường lẫn nhau, và những chỗ chúng triệt tiêu lẫn nhau tạo ra những vân sáng, vân tối xen kẽ nhau được gọi là những vân giao thoa.

    2. Thí nghiệm giao thoa ánh sáng trắng

• Thực hiện thí nghiệm với ánh sáng trắng ta thu được rất nhiều hệ vân đơn sắc
• Tại các vị trí chính giữa nhận thấy: thông kê tại đó có vô số vân sáng đơn sắc trùng nhau và tạo thành vân sáng trắng.
• Bởi vì giữa các vân màu đỏ là khoảng cách lớn nhất, khoảng cách giữa các vân màu tím là khoảng nhỏ nhất nên hai bên có những dải màu như màu cầu vồng, màu tím ở phía trong và màu đỏ ở phía ngoài.

    3. Ứng dụng

• Giải thích các hiện tượng trong tự nhiên như: màu sắc sặc sỡ của bong bóng xà phòng, các váng dầu mỡ trên mặt nước, đĩa CD,…dưới ánh sáng trắng.
• Sử dụng để đo bước sóng của ánh sáng đơn sắc.

Mới nhất: 

• Bài 24. Tán sắc ánh sáng

• Bài 26. Các loại quang phổ

II. Công thức giao thoa ánh sáng

Khoảng vân

Khoảng vân là khái niệm chỉ khoảng cách giữa hai vân sáng hoặc hai vân tối liên tiếp nhau và gần nhất.

\(  {\displaystyle i={\frac {\lambda D}{a}}}\)

Trong đó:

• a = S1S2 là khoảng cách giữa hai khe hẹp (mm)
• D = IO là khoảng cách từ màn chứa hai khe đến màn ảnh (E) (m)
• λ là bước sóng ánh sáng đơn sắc (μm).

Vị trí vân sáng, vân tối (so với gốc toạ độ O)

• Công thức XĐ vị trí vân sáng: \({\displaystyle x_{s}=k{\frac {\lambda D}{a}}}\)
• Công thức XĐ vị trí vân tối:  \({\displaystyle x_{t}=(k+{\frac {1}{2}}){\frac {\lambda D}{a}}}\)

Bề rộng quang phổ

Bề rộng quang phổ là đơn vị chỉ khoảng cách từ vân sáng đỏ đến vân sáng tím cùng bậc và nằm cùng bên so với vân sáng trung tâm.

Công thức: \({\displaystyle \bigtriangleup x_{k}=k{\frac {D}{a}}(\lambda _{d}-\lambda _{t})}\)

III. Bài tập giao thoa ánh sáng có lời giải

Bài 1: Viết công thức xác định vị trí các vân sáng?

Lời giải:

Để xác định vị trí của vân sáng ta áp dụng công thức sau đây:

Bài 2: Cho một khe hẹp F phát ánh sáng đơn sắc, bước sóng λ = 600nm chiếu sáng hai khe hẹp \(F_1, F_2\) song song với F và cách nhau 1,2mm. Vân giao thoa được quan sát trên một màn M song song với mặt phẳng chứa \(F_1, F_2\) và cách nó 0,5m.

a) Tính khoảng vân.

b) Xác định khoảng cách từ vân sáng chính giữa đến vân sáng bậc 4.

Lời giải:

a) Khoảng cách giữa hai vân sáng liên tiếp (đây chính là khoảng vân):

b) Khoảng cách từ vân sáng chính giữa đến vân sáng bậc 4 là:

       \(x_4 = 4.i = 4.0,25 = 1 (mm)\)

Trên đây là bài viết về những điều cần nắm vững trong chủ đề giao thoa ánh sáng, hy vọng bài viết này sẽ giúp ích cho các bạn trong bài học trên lớp và cả ở nhà. Đừng quên comment những thắc mắc và đáp án trả lời của bạn ở phía dưới nhé! Chúc các bạn học tập tốt.