Giao thoa sóng SVIP

1. GIAO THOA SÓNG CƠ

➤ Thí nghiệm

Thí nghiệm tạo ra sự giao thoa của hai sóng nước

Cho cần rung có gắn hai quả cầu dao động, ta thấy một số điểm trên mặt nước đứng yên dù nhận được sóng từ hai nguồn truyền đến.

➤ Hiện tượng giao thoa sóng

- Những điểm cách nguồn một khoảng bằng \(k\lambda\) thì dao động đồng pha với nguồn, còn những điểm cách nguồn một khoảng \(\left(k+\dfrac{1}{2}\right)\lambda\) thì dao động ngược pha với nguồn.

- Khi cho 2 nguồn sóng giống hệt nhau dao động theo phương vuông góc với mặt nước, trên mặt nước có những điểm đứng yên, do hai sóng gặp nhau ở đó dao động ngược pha, triệt tiêu nhau. Có những điểm dao động rất mạnh do hai sóng ở đó dao động đồng pha.

Hiện tượng giao thoa sóng là hiện tượng hai sóng kết hợp gặp nhau, tăng cường nhau hoặc làm suy yếu nhau tại một số vị trí trong môi trường. Điều kiện để có giao thoa là phải có sự kết hợp từ hai nguồn sóng dao động cùng phương, cùng tần số và có độ lệch pha không đối theo thời gian.

Hiện tượng giao thoa là hiện tượng đặc trưng của sóng. Nghĩa là chỉ có những đối tượng vật lí có bản chất sóng mới có thể sinh ra hiện tượng này. Ngược lại, khi ta quan sát được hiện tượng giao thoa trong một vùng không gian thì ta có thể kết luận trong vùng không gian đó có sự tồn tại của sóng.

Trong môi trường truyền sóng, khi hai nguồn dao động cùng pha, những điểm có khoảng cách đến hai nguồn lần lượt là \(d_1\) và \(d_2\) sẽ dao động với biên độ cực đại khi:

\(d_2-d_1=k\lambda\)

và dao động với biên độ cực tiểu khi:

\(d_2-d_1=\left(k+\dfrac{1}{2}\right)\lambda\)

với $k$ là một số nguyên ($k$ = 0, ±1, ±2,...).

 Vị trí của các điểm cực đại, cực tiểu trong giao thoa sóng nước

2. GIAO THOA SÓNG ÁNH SÁNG

➤ Thí nghiệm

 Thí nghiệm tạo ra sự giao thoa ánh sáng của hai chùm laser

Ánh sáng phát ra từ nguồn S₀ chiếu vào hai khe hẹp S₁, S₂. Hai khe hẹp này là hai nguồn kết hợp.

Trong vùng hai chùm sáng giao nhau có những vạch tối và vạch sáng xen kẽ đã khẳng định ánh sáng có tính chất sóng. Những vạch tối là chỗ hai sóng ánh sáng triệt tiêu lẫn nhau. Những vạch sáng là chỗ hai sóng ánh sáng tăng cường lẫn nhau. Những vạch sáng và tối xen kẽ nhau chính là hệ vân giao thoa của hai sóng ánh sáng.

Hiện tượng giao thoa ánh sáng là hiện tượng xuất hiện các vạch sáng xen kẽ với các vạch tối khi hai sóng ánh sáng kết hợp gặp nhau.

 ➤ Khoảng vân và vị trí vân giao thoa trên màn

Sơ đồ rút gọn của thí nghiệm Young 

Gọi O là vị trí tại đó xuất hiện vân sáng chính giữa.

$a$ là khoảng cách giữa hai khe: \(a=S_1S_2\)

$D$ là khoảng cách từ hai khe đến màn quan sát: \(D=IO\)

$i$ là khoảng vân. Đó là khoảng cách giữa hai vân sáng hoặc hai vân tối liên tiếp.

Khi đó bước sóng \(\lambda\) được xác định theo công thức:

\(\lambda=\dfrac{ia}{D}\)

1. Hiện tượng giao thoa sóng là hiện tượng hai sóng kết hợp gặp nhau, tăng cường nhau hoặc làm suy yếu nhau tại một số vị trí trong môi trường. Điều kiện để có giao thoa là phải có sự kết hợp từ hai nguồn sóng dao động cùng phương, cùng tần số và có độ lệch pha không đối theo thời gian.

2. Hiện tượng giao thoa ánh sáng là hiện tượng xuất hiện các vạch sáng xen kẽ với các vạch tối khi hai sóng ánh sáng kết hợp gặp nhau.