Bài giảng vật lý đại cương 2 chương 7 QUANG HỌC SÓNG GV nguyễn như xuân

Khái niệm về hiện tƣợng nhiễu xạ ánh sáng.. Ứng dụng của hiện tƣợng nhiễu xạ ánh sáng... Khái niệm về hiện tƣợng nhiễu xạ ánh sáng.Nhiễu xạ ánh sáng trên một lưỡi lam.. Nhiễu xạ ánh sáng

HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SƯ

BỘ MÔN VẬT LÝ NGUYỄN NHƯ XUÂN

VẬT LÝ ĐẠI CƯƠNG 2

IV – NHIỄU XẠ ÁNH SÁNG

1 Khái niệm về hiện tƣợng nhiễu xạ ánh sáng

2 Nguyên lí Huygen – Fresnel

3 Nhiễu xạ Fresnel qua lỗ tròn

4 Nhiễu xạ Fresnel qua đĩa tròn

5 Nhiễu xạ Fraunhofer qua một khe hẹp

6 Nhiễu xạ Fraunhofer qua nhiều khe hẹp

7 Cách tử nhiễu xạ

8 Nhiễu xạ trên mạng tinh thể

9 Ứng dụng của hiện tƣợng nhiễu xạ ánh sáng.

1 Khái niệm về hiện tƣợng nhiễu xạ ánh sáng.

Nhiễu xạ ánh sáng trên một lưỡi lam

Nhiễu xạ ánh sáng trên một khe

Nhiễu xạ ánh sáng trong tự nhiên

a – Nội dung:

 Nguyên lý Huyghen : Bất kì một điểm nào mà ánh truyền đến đều trở thành nguồn sáng thứ cấp, phát sóng cầu về phía trước nó

 Bổ đề Fresnel : Biên độ và pha của nguồn thứ cấp là biên

độ và pha của nguồn thực gây ra tại vị trí nguồn thứ cấp

2 Nguyên lí Huygen – Fresnel

18-Jul-13

9

c Giải thích kết quả bằng phương pháp đới cầu Fresnel:

S0

R

b 2

r k Diện tích của mỗi đới cầu:

Bán kính của đới cầu thứ k:

R

Dao động sáng tại M do hai đới kề nhau gởi tới sẽ ngƣợc pha nhau Vì thế, biên độ sóng tại M là:

d Kết luận:

Biên độ sóng và cường độ sáng tại M:

2 2

5 2b



3 2b





5 2b





5 2b



3 2b





5 2b





•Vân nx đối xứng qua

tiêu điểm F của TK L2

k sin

b



  (k    1; 2; 3)

(k     1; 2; 3)

 Tại F, tất cả sóng do khe AB gởi tới đều đồng pha, nên cường độ sáng mạnh nhất

 Vị trí các cực tiểu nx thỏa mãn điều kiện số dải sáng được chia trong đọan AB là số chẵn: n = 2k

Vị trí các cực đại nx thỏa mãn điều kiện số dải

sáng được chia trong đọan AB là số lẻ: n = 2k + 1

2b



    Với k = 1, ±2, ±3, …

a – Bố trí thí nghiệm:

b: độ rộng khe hẹp

d: khoảng cách giữa 2 khe liên tiếp

: góc nhiễu xạ

6 Nhiễu xạ Fraunhofer qua nhiều khe hẹp

 2 – Phân bố cường độ ảnh nhiễu xạ:

b – Phân bố cường độ ảnh nhiễu xạ:

 Phân bố cường độ ảnh nhiễu xạ qua 1 khe chỉ phụ thuộc vào góc nhiễu xạ  Do đó, nếu tịnh tiến khe lên trên hay xuống dưới thì ảnh nhiễu xạ không đổi Suy

ra, nếu có thêm 2, 3, …, n khe cùng độ rộng b và // với khe thứ nhất thì ảnh nhiễu xạ của từng khe riêng rẽ hoàn toàn trùng nhau.

Ngoài sự nhiễu xạ của từng khe riêng rẽ, còn có sự giao thoa của n chùm tia nx từ n khe Kết quả có sự phân bố lại cường độ ảnh nx Tuy nhiên, đường bao các cực đại chính luôn là ảnh nx qua một khe.

 Vị trí các CĐ chính (do giao thoa) thỏa mãn ĐK:

Giữa hai CĐ chính liên tiếp có (n – 2) CĐ phụ và (n – 1)

CT phụ Khi số khe rất lớn và độ rộng khe rất hẹp thì các cực đại phụ mờ dần rồi tắt hẳn, các cực đại chính có

Để quan sát đƣợc các CĐ chính thì  < d



b Hai loại cách tử:

Cách tử truyền qua Cách tử phản xạ

L2 – L1 = 2d.sin 

 Vị trí các cực đại thỏa định luật Vulf - Bragg:

L2 – L1 = 2d.sin  = k 

 Phân tích quang phổ bằng cách tử nhiễu xạ

• Nghiên cứu cấu trúc mạng tinh thể bằng nhiễu

xạ tia X

• Nghiên cứu năng suất phân li các dụng cụ

quang học

ÔN TẬP

+ Các bài tập tối thiểu yêu cầu sinh viên ôn tập:

+ Phần lý thuyết: Khái niệm về nhiễu xạ, nguyên lý Huyghen –

Fresnel Các hiện tượng nhiễu xạ: sóng cầu qua lỗ tròn, sóng

phẳng qua 1 khe hẹp và qua nhiều khe hẹp Cách tử nhiễu xạ

2.3 – 2.8, 2.12, 2.13, 2.14, 2.17, 2.18, 2.19, 2.21, 2.25, 2.28