Giao thoa sóng SVIP

I. SỰ GIAO THOA CỦA HAI SÓNG MẶT NƯỚC

1. Sự tạo thành vân giao thoa

Hiện tượng giao thoa là hiện tượng hai sóng gặp nhau tạo thành các gợn sóng ổn định. Các gợn sóng ổn định đó được gọi là vân giao thoa.

Trong môi trường truyền sóng, khi hai nguồn dao động cùng pha, những điểm có khoảng cách đến hai nguồn lần lượt là \(x_1\) và \(x_2\) sẽ dao động với biên độ cực đại khi:

\(x_2-x_1=k\lambda\) ($k$ là số nguyên)

Đồ thị li độ - thời gian biểu diễn hai sóng tới đồng pha và sóng tổng hợp

Những điểm có khoảng cách đến hai nguồn lần lượt là \(x_1\) và \(x_2\) sẽ dao động với biên độ cực tiểu khi:

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

Đồ thị li độ - thời gian biểu diễn hai sóng tới ngược pha và sóng tổng hợp

Điều kiện giao thoa:

- Hai nguồn dao động cùng phương, cùng tần số.

- Độ lệch pha không đổi theo thời gian.

 Hai nguồn như vậy gọi là nguồn kết hợp; hai sóng phát ra gọi là sóng kết hợp.

II. GIAO THOA ÁNH SÁNG

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

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.

- Vạch tối: hai sóng ánh sáng triệt tiêu nhau.

- Vạch sáng: hai sóng ánh sáng tăng cường nhau.

- Các vạch sáng tối tạo thành hệ vân giao thoa của hai sóng ánh sáng.

➤ Khoảng vân và vị trí vân giao thoa trên màn

Sơ đồ rút gọn của thí nghiệm Young 

Khoảng vân là khoảng cách giữa hai vân sáng hoặc hai vân tối liên tiếp:

\(i=\dfrac{\lambda D}{a}\)

Trong đó:

• $a$ là khoảng cách giữa hai khe: \(a=S_1S_2\).
• \(\lambda\) là bước sóng ánh sáng.
• $D$ là khoảng cách từ hai khe đến màn quan sát: \(D=IO\).
• $i$ là khoảng cách giữa hai vân sáng hoặc hai vân tối liên tiếp, gọi là khoảng vân.

Khoảng cách từ vân sáng thứ $k$ đến vân sáng trung tâm là: \(x_{s}=ki\).

Khoảng cách từ vân tối thứ $k$ đến vân sáng trung tâm là: \(x_{t}=\left(k-\frac12\right)i\).

❗ Em có biết!

Nếu dùng nguồn phát ánh sáng trắng thì trên màn quan sát ta sẽ thấy có những dải màu như cầu vồng:

Vân giao thoa của hai nguồn phát ánh sáng trắng