Vật lý đại cơng Quang học sóng Bi giảng của PGS. TS Đỗ Ngọc Uấn Viện Vật lý kỹ thuật Trờng Đại học Bách Khoa H nội Ch−¬ng I Giao thoa ¸nh s¸ng 1. C¸c kh¸i niÖm c¬ së 1.1 Quang lé: Quang lé L gi÷a hai ®iÓm A, B (AB=d) lμ ®o¹n ®−êng ¸nh s¸ng truyÒn ®−îc trong ch©n kh«ng trong kho¶ng thêi gian t, trong ®ã t lμ kho¶ng thêi gian mμ ¸nh s¸ng ®i ®−îc ®o¹n AB trong m«i tr−êng. ctL = L=n 1 d 1 +n 2 d 2 + +n n d n = v c n = ∑ i ii dn n 1 d 1 n 2 d 2 n 3 d 3 ABd ⇒= v d t L= nd. chiÕt suÊt m«i tr−êng NÕu ¸nh s¸ng ®i qua nhiÒu m«i tr−êng: 1.2. §Þnh lý Malus (Maluýt): Quanglégi÷ahaimÆttrùcgiaocñamét chïm s¸ng th× b»ng nhau hai mÆt trùc giao hai mÆt trùc giao L 1 = n 1 A 1 I 1 +n 2 I 1 A 2 +n 2 A 2 A 3 L 2 = n 1 B 1 B 2 +n 1 B 2 I 2 +n 2 I 2 B 3 n 1 sini 1 = n 2 sini 2 Quang lé L 1 gi÷a A 1 ,A 3 vμ L 2 gi÷a B 1 ,B 3 : A 2 A 3 I 2 B 3 n 2 n 1 A 1 I 1 B 2 B 1 i 1 i 2 i 1 i 2 2 2 I I 1 2 1 I B sini = 2 2 I A 1 1 2 I I sini = Suy ra n 1 B 2 I 2 = n 2 I 1 A 2 vμ L 1 =L 2 2 2 I I 1 21 11 I Bn sinin = 2 2 I A 1 12 22 I In sinin = 2. Cơ sở của quang học sóng 2.1. Hm sóng của ánh sáng: ánh sáng l một loại sóng điện từ: Từ trờng v điện trờng biến thiên trong không gian. E r H r v r Chỉ có thnh phần điện trờng tác dụng vo mắt mới gây cảm giác sáng Tại r:( thời gian trễ) ) L2 tcos(a) c L T 2 tcos(a = E r Dao động của l dao động sáng: r O x 0 = a.cost -dao động tại gốc O. x= a.cos (t -) = ) L2 tcos(ax = 2. 2. cờngđộsáng: Cờngđộsángtại mộtđiểml một đại lợng có trịsốbằngnănglợng truyền qua một đơn vị diện tích đặt vuông góc với phơng truyền sáng trong một đơn vị thời gian: I = ka 2 , k l hệ số tỷ lệ. Lấy k = 1 có: I = a 2 . 2.3. Nguyên lý chồng chất: Khi hai hay nhiều ánh sáng gặp nhau thì từng sóng riêng biệt không bị các sóng khác lm nhiễu loạn. Sau khi gặp nhau, các sóng ánh sáng vẫn truyền đi nh cũ, Còn tại những điểm gặp nhau dao động sáng bằng tổng các dao động thnh phần. 2.4. Nguyên lý Huyghen: Những sóng từ nguồn O truyền ra ngoi mặt kín bất kì S bao quang nguồn O, có tính chất giống hệt những sóng m ta sẽ có, nếu ta bỏ nguồn O đi v thay bằng những nguồn phụ (thứ cấp) thích h ợ p p hân p hối trên m ặ tS. 3. Giao thoa ánh sáng bởi hai nguồn kết hợp 3.1. Tạo hai nguồn sáng kết hợp: Hai sóng kết hợp có hiệu pha không đổi. Hai nguồn sáng khác nhau không đáp ứng điều kiện đó. khe Young hay gơng Frenen: r 1 r 2 y DO 1 O 2 l O 2 O 1 S O 1 O 2 l 2 nguồn kết hợp (thứ cấp) O 1 O 2 l 2 nguồn kết hợp (ảo) 3.2. Kh¶o s¸t hiÖn t−îng giao thoa: ) L2 tcos(ax 1 1 λ π −ω= ) L2 tcos(ax 2 2 λ π −ω= )LL( 2 21 − λ π =ϕΔ Kho¶ng c¸ch 2 v©n s¸ng liªn tiÕp i= λD/l HiÖu pha: 2l D 1)(2k t y λ += l D k s y λ = ΔL S = L 1 -L 2 =r 1 -r 2 =kλ V©n s¸ng ΔL T = L 1 -L 2 = r 1 -r 2 =(2k+1)λ/2 V©n tèi r 1 r 2 y DO 1 O 2 l C¸c v©n giao thoa cã d¹ng hypecbol ®èi xøng qua v©n gi÷a. ☞ V©n gi÷a lμ v©n s¸ng Tæng hîp:A 2 =2a 2 (1+cosΔϕ) • Giao thoa ¸nh s¸ng tr¾ng 0,4μm ≤ λ ≤ 0,76μm . B 1 ,B 3 : A 2 A 3 I 2 B 3 n 2 n 1 A 1 I 1 B 2 B 1 i 1 i 2 i 1 i 2 2 2 I I 1 2 1 I B sini = 2 2 I A 1 1 2 I I sini = Suy ra n 1 B 2 I 2 = n 2 I 1 A 2 vμ L 1 =L 2 2 2 I I 1 21 11 I Bn sinin = 2 2 I A 1 12 22 I In sinin = 2. Cơ sở của quang học. giao L 1 = n 1 A 1 I 1 +n 2 I 1 A 2 +n 2 A 2 A 3 L 2 = n 1 B 1 B 2 +n 1 B 2 I 2 +n 2 I 2 B 3 n 1 sini 1 = n 2 sini 2 Quang lé L 1 gi÷a A 1 ,A 3 vμ L 2 gi÷a B 1 ,B 3 : A 2 A 3 I 2 B 3 n 2 n 1 A 1 I 1 B 2 B 1 i 1 i 2 i 1 i 2 2 2 I I 1 2 1 I B sini. Vật lý đại cơng Quang học sóng Bi giảng của PGS. TS Đỗ Ngọc Uấn Viện Vật lý kỹ thuật Trờng Đại học Bách Khoa H nội Ch−¬ng I Giao thoa ¸nh s¸ng 1. C¸c kh¸i niÖm c¬ së 1. 1 Quang lé: Quang