Thí nghiệm Iâng Young về hiện tượng giao thoa ánh sáng Giải thích hiện tượng

™ Tiến trình dạy học với sự hỗ trợ của BGĐT “Hiện tượng giao thoa
ánh sáng” trong Website hỗ trợ dạy học. A. Đặt vấn đề
{ Cánh bướm óng ánh và màu xanh mà chúng ta
nhìn thấy che dấu màu nâu xám thực sự của mặt dưới cánh bướm. Thế thì tại sao màu ở mặt trên cánh lại
khác xa và đầy hấp dẫn như vậy? HS: ...
š Để giải thích hiện tượng trên một cách chính xác và có cơ sở khoa
học chúng ta sẽ nghiên cứu nội dung bài học hôm nay. B. Giải quyết nhiệm vụ bài học

1. Thí nghiệm Iâng Young về hiện tượng giao thoa ánh sáng

š Đây là thí nghiệm đầu tiên về hiện tượng giao
thoa ánh sáng do Iâng Young thực hiện vào năm 1802. GV trình chiếu hình ảnh TN về hiện tượng giao
thoa ánh sáng để HS quan sát và giải thích cách tiến hành thí nghiệm.
š Đặt mắt sau màn chắn M
12
sao cho có thể hứng được đồng thời hai chùm tia S
1
và S
2
vào mắt. Nếu điều tiết mắt để nhìn vào khe S, ta thấy hình ảnh như hình
bên, người ta hứng các vạch sáng tối này trên một màn ảnh để quan sát chúng.
{ Mô tả hình ảnh quan sát được?
HS: .. š
ta thấy có một vùng sáng hẹp trong đó xuất hiện những vạch sáng đỏ và những vạch tối xen kẽ nhau một cách đều đặn.
š Hiện tượng này gọi là hiện tượng giao thoa ánh sáng.
Nếu dùng ánh sáng trắng bỏ kính lọc sắc F đi ta sẽ thấy có một vạch sáng ở chính giữa, hai bên có những dải màu như ở cầu vồng, tím ở trong, đỏ
ở ngồi.

2. Giải thích hiện tượng

š Hiện tượng có những vạch sáng và những vạch tối nằm xen kẽ nhau
và nhất là sự xuất hiện của những vạch tối trong vùng hai chùm sáng gặp nhau chỉ có thể được giải thích được bằng sự giao thoa của hai sóng: Những vạch
sáng ứng với những chỗ hai sóng gặp nhau tăng cường lẫn nhau; những vạch tối ứng với những chỗ hai sóng gặp nhau triệt tiêu lẫn nhau. Ta gọi những
vạch sáng, vạch tối này là những vân giao thoa. š
Nếu thừa nhận ánh sáng có tính chất sóng, ta sẽ giải thích hiện tượng xẩy ra trong thí nghiệm Iâng như sau:
š Ánh sáng từ đèn D chiếu đến khe S làm cho khe
S trở thành nguồn phát sóng ánh sáng, lan toả về phía hai khe S
1
và S
2
. Khi truyền đến các khe S
1
và S
2
, sóng này sẽ làm cho chúng trở thành hai nguồn sáng khác, phát ra
hai sóng ánh sáng, lan tỏa tiếp về phía sau, hai chùng sáng này có một phần chồng lên nhau và chúng giao thoa
với nhau, cho những vân sáng, vân tối {
Sở dĩ hai sóng này giao thoa được với nhau vì chúng được phát ra từ hai nguồn S
1
, S
2
thỏa mản các điều kiện của hai nguồn kết hợp. Khi đó, S
1
, S
2
thỏa mản các điều kiện? HS: ...
š + Sóng ánh sáng do hai nguồn S
1
, S
2
phát ra có cùng tần số với sóng ánh sáng do nguồn sáng S phát ra.
+ Khoảng cách từ S
1
, S
2
đến S hoàn toàn được xác định nên dao động của S
1
và S
2
lệch pha với nhau một lượng không đổi. š
Nếu dùng ánh sáng trắng thì hệ thống vân giao thoa của các ánh sáng đơn sắc khác nhau sẽ khơng trùng khít với nhau.
Ở chính giữa vân sáng của các ánh sáng đơn sắc khác nhau nằm trùng với nhau cho một vân trắng gọi là vân trắng chính giữa . Ở hai bên vân trắng
chính giữa, các vân sáng của các sóng ánh sáng đơn sắc khác nhau khơng trùng với nhau nữa, chúng nằm kế sát bên nhau và cho những quang phổ có
màu như ở cầu vồng. š
Ta sẽ hiểu rõ hơn cách giải thích này nếu thay kính lọc sắc đỏ F trong thí nhiệm trên
bằng các kính lọc sắc khác vàng, lục, tím … . Ta sẽ thấy khoảng cách giữa các vân đỏ lớn hơn
khoảng cách giữa các vân lục, khoảng cách giữa các vân lục lớn hơn khoảng cách giữa các vân
tím v.v…
{ Khi quan sát ánh sáng phản xạ trên các váng dầu, mỡ hoặc bong bóng
xà phòng, ta thầy có những vầng màu sặc sỡ. Đây là hiện tượng gì? Giải thích? HS:…
š Đây cũng là hiện tượng giao thoa ánh sáng khi dùng ánh sáng trắng.
Hai sóng ánh sáng giao thoa với nhau trong hiện tượng này là : Một sóng phản xạ ngay mặt trên của lớp váng; một sóng sau khi khúc xạ vào trong lớp váng,
bị phản xạ ờ mặt dưới, trở lại mặt trên rồi ló ra ngồi. Sóng thứ hai gặp sóng thứ nhất ngay trên mặt bản và giao thoa với nhau

3. Kết luận