Giáo án vật lý 12 - Nhiễu xạ ánh sáng - Giao thoa ánh sáng

Bài 36. NHIỄU XẠ ÁNH SÁNG - GIAO THOA ÁNH SÁNG I. MỤC TIÊU: - Nêu được hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng là gì. Mỗi ÁNH SÁNG đơn sắc có một bước sóng xác định trong chn khơng. - Trình by được TÁN Young về sự giao thoa ánh sáng. Nêu được điều kiện để có hiện tượng giao thoa ánh sáng. - Nêu được vân sáng, vân tối là kết quả của sự giao thoa ánh sáng. Hiện tượng giao thoa chứng tỏ ánh sáng có tính chất sóng. II. CHUẨN BỊ: - GV: Vẽ trn giấy khổ lớn hình 36.3 v 36.4 SGK. Chuẩn bị bộ dụng cụ TÁN về giao thoa ÁNH SÁNG qua 2 khe Young. - HS: Ôn tập giao thoa của sóng cơ (chương III). III. TỒ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC: Tiết 1. NHIỄU XẠ ÁNH SÁNG. Hoạt động 1. (10’) KIỂM TRA BÀI CŨ - GV nu Câu hỏi kiểm tra. H. Thế no l sự TÁN sắc ÁNH SÁNG? Thế no l quang phổ mặt trời? H. Ánh sáng đơn sắc là gì? ÁNH SÁNG trắng l ÁNH SÁNG thế no? H. Điều gì chứng tỏ chiết suất của mơi trường trong suốt phụ thuộc vào màu sắc áÁNH SÁNG? Nu ví dụ. - HS được kiểm tra trả lời câu hỏi. Hoạt động 2. (30’) Tìm hiểu: HIỆN TƯỢNG NHIỄU XẠ ÁNH SÁNG. HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS NỘI DUNG -Yêu cầu HS nhắc lại hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng. -Cho HS quan st hình 36.1. Nu Câu hỏi: H. Đứng ở a cĩ nhìn thấy lỗ O khơng? Tại sao? -Tiến hnh TÁN theo hình 36.1. Chỉ cho HS hình ảnh nhiễu xạ ở hình 36.2 SGK. Yêu cầu HS quan st kết quả TÁN v Yêu cầu chuẩn bị lm TÁN với tấm bìa cĩ di lỗ nhỏ, Yêu cầu HS quan st hiện tượng có được. -Thảo luận nhóm: Nhớ lại hiện tượng sóng lệch khỏi phương truyền thẳng, và đi vịng qua vật cản gọi l nhiễu xạ SÓNG. -Trả lời Câu hỏi gợi ý. +Đứng ở A sẽ nhìn thấy O vì ÁNH SÁNG truyền theo đường thẳng. -Quan st kết quả TÁN do GV thực hiện: ánh sáng sau khi qua lỗ O đ đi lệch khỏi phương truyền thẳng. -Một nhĩm tiến hnh TÁN với tấm bìa cĩ di lỗ nhỏ. Quan st, Rút ra kết luận. 1) Nhiễu xạ ánh sáng là hiện tượng ánh sáng không tuân theo định luật truyền thẳng, quan sát được khi ánh sáng truyền qua lỗ nhỏ hoặc gần mép những vật trong suốt hoặc không trong suốt. 2)Ánh sáng có tính chất sóng, lỗ nhỏ được chiếu sáng có vai trị như một nguồn phát sóng ánh sáng. Mỗi H. Nhiễu xạ ÁNH SÁNG l gì? H. Nhiễu xạ ÁNH SÁNG chứng tỏ ÁNH SÁNG cĩ tính chất gì? Lỗ nhỏ O (hoặc 1 khe sng) cĩ vai trị gì? H. Nhận xt gì về mỗi chm sng đơn sắc? -Yêu cầu HS viết Bàiểu thức tính bước sóng ánh sáng truyền trong môi trường chân không, trong môi trường bất kì. Kết hợp với cơng thức Cn V  , lập Bàiểu thức liên hệ giữa 2 bước sóng ánh sáng truyền trong 2 môi trường. +Có hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng. +Ánh sáng phải có tính chất sóng. Lỗ O hoặc khe hẹp được chiếu sáng giữ vai trị một nguồn pht SÓNG ÁNH SÁNG. -Thảo luận nhĩm, lập Bàiểu thức.  = CT trong chn khơng. ’ = VT trong môi trường bất kì với Cn V  , từ đó suy ra liên hệ giữa  v ’: ' n    chùm sáng đơn sắc là một chùm sáng có bước sóng và tần số xác định. + Trong chân không, ánh sáng có bước sóng: C f   với C = 3.108m/s + Trong môi trường có chiết suất n: ' n     kk chk chk kkn n   Hoạt động 4. (5’) Củng cố: - GV hướng dẫn HS so sánh nhiễu xạ ánh sáng với nhiễu xạ sóng cơ đ học ở chương III. - Lưu ý HS cơng thức ' n    để vận dụng giải bài tập. Tiết 2. GIAO THOA ÁNH SÁNG. Hoạt động 1. (25’) THÍ NGHIỆM VỀ GIAO THOA ÁNH SÁNG. -Giới thiệu Yêu cầu vì sao phải lm TÁN: Để minh họa giả thuyết về tính chất sóng của ánh sáng, chứng tỏ bằng thực nghiệm rằng có thể tạo ra được sự giao thoa ánh sáng. -Bố trí dụng cụ TÁN, giới thiệu chi tiết của bộ dụng cụ. -Yêu cầu HS nah8c1 lại một số điểm cơ bản về sóng, giao thoa sóng. H. Thế no l SÓNG kết hợp? Nguồn kết hợp? H. Điều kiện để có hiện tượng giao thoa sóng cơ? H. Trong vng giao thoa của 2 SÓNG, quan st thấy hình ảnh thế no? (giao thoa SÓNG nước). -Tiến hnh TÁN. Gọi HS -Ghi nhận Yêu cầu phải tiến hnh TÁN. -Cùng với GV, vài HS lắp đặt dụng cụ TÁN. Chú ý nghe GV giới thiệu. -Thảo luận nhóm, ôn lại kiến thức về giao thoa sóng cơ. -Quan st hình ảnh giao thoa ÁNH SÁNG từ kết quả TÁN. +Sơ đồ TÁN (hình vẽ) + Kết quả: Với F là kính lọc đỏ, trên màn E có vùng sáng hẹp xuất hiện những vạch đỏ và những vạch tối xen kẽ nhau, song song với khe S. quan st v nhận xt kết quả. H. So sánh được hình ảnh quan st được trong TÁN với hình ảnh giao thoa SÓNG cơ em đ Bàiết. H. Thay 2 khe S1, S2 trn mn, ta di 2 lỗ nhỏ S1, S2 thì sẽ quan st thấy gì? H. Nếu chắn một trong 2 khe S1 hoặc S2, ta quan sát thấy hiện tượng gì trn mn? -Trả lời Câu hỏi gợi ý. +Hình ảnh tương tự với giao thoa sóng cơ. Có các vân giao thoa. Hai nguồn S1, S2 có độ lệch pha bằng O. +S1, S2 l lỗ nhỏ: hình ảnh vn cĩ dạng cong (khơng l vạch thẳng nữa) +Cĩ nhiễu xạ qua một khe, khơng cịn giao thoa nữa. -Cc nhĩm thực hiện TÁN với kính lọc sắc cĩ mu khc nhau. Hoạt động 2. (15’) GIẢI THÍCH KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM: -Giới thiệu và hướng dẫn HS tìm hiểu nội dung mơ tả ở hình 36.4. Nu lần lượt câu hỏi gợi ý: H. Khe S trn mn M1; khe S1 v S2 trn mn M2 giữ vai trị gì trong TÁN trn? H. Vng khơng gian cĩ 2 SÓNG chồng ln nhau cho ta hình ảnh gì? H. Hiện tượng giao thoa ánh sáng chứng tỏ điều gì? -Quan st, thảo luận nhĩm, tìm hiểu kiến thức. + S: nguồn phát sáng đơn sắc + S1, S2: hai nguồn kết hợp pht 2 SÓNG kết hợp gy giao thoa. + Vng giao thoa l vng khơng gian cĩ 2 SÓNG chồng ln nhau. -Rút ra kết luận về giao thoa ÁNH SÁNG. -Hiện tượng giao thoa cho thấy ánh sáng có tính chất sóng. Các vạch sáng, vạch tối gọi là vân giao thoa. -Giải thích: SGK -Kết luận: SGK. “Giao thoa ánh sáng là bằng chứng thực nghiệm khẳng định ánh sáng có tính chất sóng”. -Để có hiện tượng giao thoa ánh sáng: 2 chùm sáng giao thoa nhau phải là hai chùm sáng kết hợp. Hoạt động 3. (5’) CỦNG CỐ-DẶN DỊ: GV: - Hướng dẫn HS ơn tập nội dung Bài. - Yêu cầu HS xem hình 36.5 v 38.3; 38.2 để Bàiết thêm cách tạo 2 nguồn kết hợp bằng bộ dụng cụ khác dụng cụ TÁN của Young. - Chuẩn bị trước nội dung theo hình 37.1 Bài 37. HS: - Ghi nhận hướng dẫn ôn tập và chuẩn bị ở nhà của GV. III. Rút kinh nghiệm- Bổ sung.