Trang 1
Chương 2. NHIỄU XẠ ÁNH SÁNG Bài tập: 2.3, 2.5, 2.6, 2.8, 2.14, 2.15 2.20, 2.22, 2.23, 2.26, 2.27, 2.30 (sách bài tập VLĐC tập 3)
Trang 2
Chú ý Bắt đầu từ tuần này: + Bài tập các em nộp bài trên Team . Chọn Assignments (Bài tập), chọn Add work, ấn Turn in. + Nếu không nộp sẽ bị đánh giá không làm bài. Trừ 0,25 điểm/lần vào điểm giữa kỳ. + Trước giờ bài tập, chấm ngẫu nhiên 10 bạn để lấy điểm cộng (0,5 điểm, hoặc 0,25 điểm, hoặc không cộng). + Trong giờ bài tập, các bạn trình bày bài tập được cộng điểm (0,5 điểm/lần). Bổ xung, giải đáp những thắc mắc của các bạn trong lớp cộng 0,25 đ/lần
Trang 3
Tóm tắt lý thuyết Phương pháp đới cầu Fresnel Đới cầu thứ k có 𝑘 Mk Rb R r k 𝑏 + 𝑘/2 k R b rk S • B • Rb H b M S k h k R b k (k = 1, 2, 3,……)
Trang 4
Tóm tắt lý thuyết Nhiễu xạ ánh sáng gây bởi sóng cầu (nguồn điểm ở gần) - Nhiễu xạ qua lỗ tròn. Lỗ chứa n đới cầu, bán kính đới thứ n bằng bán kính lỗ tròn a a 2 I a2 1 n • Không có màn hoặc lỗ có kích thước lớn: M M 2 2 𝑎2 I = I = a 2 = 1 • Dấu “+” khi n lẻ M 0 M 4 • Dấu “-” khi n chẵn • Lỗ chứa một số lẻ đới: + M sáng hơn khi không có màn chắn. + Lỗ chứa một đới cầu: IM = 4I0, M sáng nhất. • Lỗ chứa một số chẵn đới: + M tối hơn khi không có màn chắn. + Lỗ chứa hai đới cầu: IM = 0, M tối nhất.
Trang 5
Tóm tắt lý thuyết Nhiễu xạ ánh sáng gây bởi sóng cầu (nguồn điểm ở gần) - Nhiễu xạ qua đĩa chắn sáng. Đĩa che m đới cầu, bán kính đới thứ m bằng bán kính đĩa a a m1 M 2 • Đĩa che mất ít đới 𝑎𝑚+1 𝑎1 Cường độ sáng tại M giống trường hợp không có đĩa chắn sáng • Đĩa che nhiều đới 𝑎𝑚+1 0 Cường độ sáng tại M gần bằng 0
Trang 6
Tóm tắt lý thuyết Nhiễu xạ ánh sáng gây bởi sóng phẳng (nguồn điểm ở xa) + Nhiễu xạ qua một khe hẹp L L0 A M • b S F Σ B + sin = 0 : cực đại giữa E + sin = k (𝑘 = 1; 2… ) cực tiểu nhiễu xạ 𝑏 + sin = 𝑘 + 1 (𝑘 = 1, ±2 ; ±3, …): cực đại nhiễu xạ 2 𝑏
Trang 7
Nhiễu xạ ánh sáng gây bởi sóng phẳng (nguồn điểm ở xa) + Nhiễu xạ qua một khe hẹp Cực tiểu nhiễu xạ Cực đại giữa sin = 0 * Bề rộng vân sáng giữa là khoảng cách giữa hai cực tiểu sin = k 𝒃 đầu tiên ở hai bên cực đại giữa (k = 1, 2,…) sin b b l 2D tan 2Dsin l l 2D b Cực đại nhiễu xạ sin = (k+𝟏 ) D = f 𝟐 𝒃 (k = +1, 2,…)
Trang 8
Nhiễu xạ ánh sáng gây bởi sóng phẳng (nguồn điểm ở xa) + Nhiễu xạ qua nhiều khe hẹp, cách tử nhiễu xạ • b: bề rộng một khe Cực đại chính giữa sin = 0 • d: khoảng cách giữa 2 khe liên tiếp (chu kỳ cách tử), • n = 1/d : số khe trên một đơn vị dài Cực đại chính sin = m 𝒅 (m = 1, 2,…..) Cực tiểu chính sin = k 𝒃 (k = 1, 2,…) N - 1 cực tiểu phụ N = 2; N - 2 cực đại phụ d/b = 3 N = 3; d/b = 3 Cực tiểu phụ Cực đại phụ
Trang 9
• Nguồn phát ánh sáng trắng. Bề rộng quang phổ bậc k sin k d A sin k R R R d V sin k V V d l y y D tan D tan B D = f R V R V D(sin sin ) R V kD l ( ) d R V
Trang 10
BÀI 2.3. Tính bán kính của 5 đới Fresnel trong trường hợp sóng phẳng. Biết rằng khoảng cách từ mặt sóng đến điểm quan sát là b = 1m, bước sóng ánh sáng dùng trong thí nghiệm là = 5.10-7 m. Hướng dẫn giải • Bán kính đới cầu thứ k Rb b r k k k R b b 1 R 𝑟 =0,71.10−3 (𝑚) 1 • Sóng tới là sóng phẳng nên R 𝑟 =1,00.10−3 (𝑚) 2 𝑟 =1,23.10−3 (𝑚) b 3 r k k 1.5.107 𝑟 =1,42.10−3 (𝑚) k 1 4 𝑟 =1,59.10−3 (𝑚) 5
Trang 11
BÀI 2.5. Chiếu ánh sáng đơn sắc bước sóng = 0,5m vào một lỗ tròn có bán kính chưa biết. Nguồn sáng điểm đặt cách lỗ tròn 2m, sau lỗ tròn 2m có đặt một màn quan sát. Hỏi bán kính của lỗ tròn phải bằng bao nhiêu để tâm của hình nhiễu xạ là tối nhất. Hướng dẫn giải • Để cường độ sáng tối nhất thì lỗ tròn chỉ chứa hai đới cầu. Ta có: Rb r 2 2 R b • Vậy bán kính của lỗ bằng bán kính đới thứ 2 2.2.0,5.106 r r 2 103 m 2 2 2
Trang 12
BÀI 2.6. Người ta đặt một màn quan sát cách một nguồn sáng điểm phát ra ánh sáng có bước sóng = 0,6m một khoảng x. Chính giữa khoảng x có đặt một màn tròn chắn sáng, đường kính 1mm. Hỏi x phải bằng bao nhiêu để điểm M0 trên màn quan sát có độ sáng gần như lúc chưa đặt màn tròn, biết rằng điểm M0 và nguồn sáng đều nằm trên trục của màn tròn Hướng dẫn giải • Để cường độ sáng gần giống với khi chưa đặt màn tròn nhất thì màn tròn chỉ che mất một đới đầu tiên. Ta có: .x2 Rb 4 x r 1 1 R b x 2 • Bán kính của đĩa bằng bán kính đới thứ 1. Suy ra: 4r2 x 1,67m
Trang 13
BÀI 2.8. Giữa nguồn sáng điểm và màn quan sát người ta đặt một lỗ tròn. Bán kính của lỗ tròn bằng r và có thể thay đổi được trong quá trình thí nghiệm. Khoảng cách giữa lỗ tròn và nguồn sáng R = 100cm, giữa lỗ tròn và màn quan sát là b = 125cm. Xác định bước sóng ánh sáng dùng trong thí nghiệm nếu tâm của hình nhiễu xạ có độ sáng cực đại khi bán kính của lỗ r1 = 1mm và có độ sáng cực đại tiếp theo khi bán kính của lỗ r2 = 1,29mm
Trang 14
Hướng dẫn giải bài 2.8 • Để cường độ sáng cực đại thì lỗ tròn chứa một số lẻ đới. Hai cực đại liên tiếp ứng với trường hợp lỗ chứa số đới là: n, n + 2 (n lẻ). Ta có: Rb Rb r n r2 n n R b n R b Rb Rb r n 2 r2 (n 2) n2 R b n2 R b Rb r2 r2 2 n2 n R b (r2 r2 )(R b) n2 n • Bước sóng của ánh sáng 2Rb dùng trong thí nghiệm: (1,29.103)2 (103)2 (11,25) 0,6.106 m 2.1.1,25
Trang 15
BÀI 2.14. Một chùm tia sáng đơn sắc song song ( = 5. 10-5 cm) được rọi thẳng vào một khe hẹp có bề rộng a = 2.10-3 cm. Tính bề rộng của ảnh của khe trên màn quan sát đặt cách khe một khoảng d = 1m (bề rộng của ảnh là khoảng cách giữa hai cực tiểu đầu tiên ở hai bên cực đại giữa)
Trang 16
Hướng dẫn giải 2.14 • Bề rộng vân sáng giữa là khoảng cách giữa hai cực tiểu đầu tiên ở hai bên cực đại giữa Cực đại giữa sin = 0 • Vị trí cực tiểu nhiễu xạ đầu tiên ứng với: sin b l 2d tan 2d sin b l 2.1.5.107 l 2d 5cm b 2.105 Cực tiểu nhiễu xạ bậc 1 sin = d 𝒃
Trang 17
BÀI 2.15. Tìm góc nhiễu xạ ứng với các cực tiểu nhiễu xạ đầu tiên nằm hai bên cực đại giữa trong nhiễu xạ Fraunhofer qua một khe hẹp bề rộng b = 10m. Biết rằng chùm tia sáng đập vào khe với góc tới = 300 và bước sóng ánh sáng = 0,5m
Trang 18
Hướng dẫn giải 2.15 Các tia nhiễu xạ theo phương 0 hội tụ tại M + Chia mặt phẳng khe thành các dải có bề rộng a, L sao cho hiệu quang lộ giữa hai dải liên tiếp là 2 A Từ hình vẽ ta có: M 𝑎𝑠𝑖𝑛 − 𝑎𝑠𝑖𝑛 = 2 b F a B 2(sin sin) Số dải trên khe là: A E b 2b(sin sin) n a a K H I
Trang 19
Hướng dẫn giải 2.15 Để có cực tiểu nhiễu xạ theo phương 0 thì: n =2k L 2b(sin sin) A n 2k M b F sin sin k (k = 1, 2,…) b B Cực tiểu bậc 1 ứng với k= 1 A E k 1 sin 0,45 270 a K k 1 sin 0,55 33,30 H I
Trang 20
BÀI 2.20. Chiếu một chùm tia sáng trắng song song vuông góc với một cách tử nhiễu xạ. Dưới một góc nhiễu xạ 350 , người ta quan sát thấy hai vạch cực đại ứng với các bước sóng 1 = 0,63m và 2 = 0,42m trùng nhau. Xác định chu kỳ của cách tử biết rằng bậc cực đại đối với vạch thứ hai trong quang phổ của cách tử bằng 5.
Hiển thị 20 trang đầu. Tải tài liệu để xem đầy đủ.
Bình luận (0)
Chưa có bình luận nào. Hãy là người đầu tiên!