Tài liệu môn Vật lý đại cương 3, Exercises of Physics

Download Tài liệu môn Vật lý đại cương 3 and more Exercises Physics in PDF only on Docsity!

CHƯƠNG 3

Nhiễu xạ ánh sáng

§1. NHIỄU XẠ GÂY BỞI SÓNG CẦU

I. Phương pháp đới cầu Fresnel:

Xét nguồn sáng điểm S phát ánh sáng đơn sắc và điểm được chiếu

sáng M.

,... 2

, 3 2

, 2 2

,

b b + b + b +

Các mặt cầu tâm M cắt mặt cầu tâm S thành các đới cầu Fresnel.

1. Định nghĩa

• Lấy M làm tâm vẽ các mặt cầu có bán kính lần lượt là
• Lấy S làm tâm dựng mặt cầu bao

quanh S, bán kính R < SM. Đặt MB = b.

§1. NHIỄU XẠ GÂY BỞI SÓNG CẦU

2 2 2 rk = R − R − h k

2

2

2 2 rk b k  − b + h k 

  

 = +



2

1 2 R b

k b và hk

→ =



Diện tích của chỏm cầu thứ k

R b

k R b S (^) k Rhk

= =

  2 

Diện tích của đới cầu thứ k

R b

Rb S Sk Sk

 = + − =

 1

Bán kính của đới cầu thứ k

R b

Rb k rk

=



§1. NHIỄU XẠ GÂY BỞI SÓNG CẦU

II. Nhiễu xạ của sóng cầu qua lỗ tròn nhỏ

§1. NHIỄU XẠ GÂY BỞI SÓNG CẦU

 

 



−

= + khin chăh

a

khin le

a a a n

n

2

2 2

1

*Khi không có lỗ tròn AB hoặc kích thước AB lớn thì n→∞, cường độ

sáng tại M

4

a I a

2 (^21) 0 = =

*Khi AB chứa số lẻ đới cầu 2 1 1 2 2 2 2

 

  

 = + n^ → = + n

a a I

a a a

I > I 0 tại M là vân sáng, đặc biệt nếu chứa 1 đới a =a 1 , I = 4I 0 , sáng nhất

• Khi AB chứa số chẵn đới cầu

2 1 1 2 2 2 2

 

  

 = − → = −

n a an I

a a a

I < I , tại M là vân tối, đặc biệt nếu chứa 2đới a = a - a , I = 0 , tối nhất

§1. NHIỄU XẠ GÂY BỞI SÓNG CẦU

III. Nhiễu xạ của sóng cầu qua đĩa tròn nhỏ

§2. NHIỄU XẠ GÂY BỞI SÓNG PHẲNG

I. Nhiễu xạ của sóng phẳng qua một khe hẹp

Chiếu chùm tia sáng đơn sắc song song vuông góc với khe hẹp có độ

rộng b, sau khi đi qua khe hẹp tia sáng bị lệch theo các phương khác

nhau, Tùy theo góc nhiễu xạ φ tại điểm gặp nhau của các tia sáng trên

màn quan sát thể là sáng hoặc tối. .

§2. NHIỄU XẠ GÂY BỞI SÓNG PHẲNG

Chiếu chùm tia sáng đơn sắc song song vuông góc với khe hẹp có độ

rộng b, sau khi đi qua khe hẹp tia sáng bị lệch theo các phương khác nhau

• Xét góc nhiễu xạ φ = 0, các tia sáng hội tụ tại tiêu điểm F của thấu

kính. Tại đó là sáng nhất và gọi là vân sáng trung tâm

• Xét góc nhiễu xạ φ ≠ 0, dựng các mặt phẳng vuông góc tia nhiễu xạ

và cách nhau λ/2, chúng chia mặt khe thành các dải sáng

Độ rộng một dải

2 sin

§2. NHIỄU XẠ GÂY BỞI SÓNG PHẲNG

Tóm lại:

• Cực đại giữa: sinφ = 0
  • Cực tiểu nhiễu xạ:

sin ; 0 sin , 2 , 3 ,... b b b

k b

k

• Cực đại nhiễu xạ:

( )

, ... 2

, 5 2

sin 3

; 0 1 2

sin 2 1

b b

k vàk b

k

→ = 

= +  −

§2. NHIỄU XẠ GÂY BỞI SÓNG PHẲNG

II. Nhiễu xạ của sóng phẳng qua cách tử nhiễu xạ