giao thoa ánh sáng

Định nghĩa. Giao thoa ánh sáng là hiện tượng hai hay nhiều sóng ánh sáng kết hợp gặp nhau, tăng cường hoặc triệt tiêu lẫn nhau tạo ra các vân sáng, vân tối xen kẽ.

Hiểu bằng hình ảnh. Đổ một vệt váng dầu mỏng lên mặt vũng nước, bạn sẽ thấy nó lấp lánh bảy sắc cầu vồng. Đó là do ánh sáng phản xạ từ mặt trên và mặt dưới màng dầu giao thoa với nhau.

Công thức cần nhớ (Thí nghiệm Y-âng)

• Khoảng vân (khoảng cách giữa 2 vân sáng kề nhau): $i = \dfrac{\lambda D}{a}$
• Vị trí vân sáng bậc $k$: $x_s = ki$ ($k = 0, \pm1, \pm2\dots$)
• Vị trí vân tối thứ $k$: $x_t = (k - 0.5)i$

Ví dụ giải từng bước. Khe Y-âng: $a = 1$ mm, $D = 2$ m, $\lambda = 0.5\ \mu$m. Tính khoảng vân $i$.

• Bước 1: Đổi chuẩn bị bấm máy ($a$ đo bằng mm, $\lambda$ đo bằng $\mu$m, $D$ đo bằng m thì $i$ sẽ ra mm).
• Bước 2: $i = \dfrac{\lambda D}{a} = \dfrac{0.5 \cdot 2}{1}$.
• Bước 3: $i = 1$ mm.

Cách nhận biết. Bài toán khe Y-âng (Young), tìm số vân sáng, vân tối, hoặc xác định tại điểm M có vân gì.

Lỗi hay gặp:

• Đổi đơn vị loạn cào cào: Hãy nhớ cặp "mm - m - $\mu$m" sẽ cho ra $i$ bằng mm, không cần đổi về hệ SI.
• Nhầm vân tối thứ 2 ứng với $k=2$. Thực ra vân tối thứ 2 (dương) ứng với $k=2$ nhưng tọa độ là $1.5i$.

Liên hệ thực tế. Màu sắc sặc sỡ trên bong bóng xà phòng là hiện tượng giao thoa ánh sáng.

Mẹo làm trắc nghiệm. Lập tỉ số $\dfrac{x_M}{i}$. Nếu ra số nguyên là vân sáng bậc $k$, ra số bán nguyên (x,5) là vân tối thứ $k+1$ (nếu dương).