Bài giảng Vật lý 1: Lý thuyết về ánh sáng

Bài giảng "Vật lý 1: Lý thuyết về ánh sáng" bao gồm các nội dung: Bản chất sóng điện từ của ánh sáng, hàm sóng ánh sáng, mặt sóng và tia sóng, định luật phản xạ và khúc xạ ánh sáng, sự tán sắc ánh sáng, sự tán xạ ánh sáng, nguyên lý Huygen. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Vật lý 1: Lý thuyết về ánh sáng 14/06/2016 QUANG SÓNG LÝ THUYẾT VỀ ÁNH SÁNG TS. Nguyễn Kim Quang 1. Bản chất sóng điện từ của ánh sáng. 2. Hàm sóng ánh sáng. 3. Mặt sóng và tia sóng. 4. Định luật phản xạ và khúc xạ ánh sáng. 5. Sự tán sắc ánh sáng. 6. Sự tán xạ ánh sáng. 7. Nguyên lý Huygen. 1 QUANG SÓNG LÝ THUYẾT VỀ ÁNH SÁNG TS. Nguyễn Kim Quang 1. Bản chất sóng điện từ của ánh sáng Thời đại Newton (1642-1727), các nhà khoa học cho rằng ánh sáng là chùm hạt (rất nhỏ) phát ra từ nguồn sáng và truyền thẳng. Năm 1873, Maxwell tiên đoán sự tồn tại của sóng điện từ và tính toán được tốc độ truyền sóng. Năm 1887, kết quả thí nghiệm của Hertz đã chứng tỏ ánh sáng là sóng điện từ có bước sóng trong khoảng 0,4 đến 0,75 m. Vận tốc ánh sáng trong chân không: c  3 x 108 m/s. 2 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 1 14/06/2016 QUANG SÓNG LÝ THUYẾT VỀ ÁNH SÁNG TS. Nguyễn Kim Quang 1. Bản chất sóng điện từ của ánh sáng Sóng điện từ là sóng ngang, điện và từ trường biến đổi lan truyền theo phương vuông góc trong môi trường và chân không, có các tính chất chung trong truyền sóng: - Phản xạ (Reflection) - Khúc xạ (Refraction) - Chồng chất (Superposition) - Giao thoa (Interference) - Nhiễu xạ (Diffraction) - Phân cực (Polarization) Từ cuối thế kỷ 19, nhiều thí nghiệm liên quan đến hiện tượng phát xạ và hấp thụ ánh sáng bộc lộ tính hạt (photon) của ánh sáng: Hiện tượng bức xạ nhiệt, hiệu ứng quang điện, Compton. Từ 1930, sự phát triển của lý thuyết điện động lực học lượng tử được ứng dụng cho cả tính chất sóng và hạt của ánh sáng. Nguồn sáng: vật nóng bức xạ nhiệt, mặt trời, sét, tia lửa điện, đèn cầy, lửa…; đèn neon, huỳnh quang, laser... Ánh sáng tự nhiên và ánh sáng nhân tạo. 3 QUANG SÓNG LÝ THUYẾT VỀ ÁNH SÁNG TS. Nguyễn Kim Quang 2. Hàm sóng ánh sáng đơn sắc Chỉ có thành phần điện trường của ánh sáng tác dụng vào mắt gây cảm giác sáng nên dao động của vectơ E được gọi là dao động sáng. Dao động sáng điều hòa tần số góc  tại O: u(0)= E0.cost  Phương trình dao động sáng tại điểm x trên phương truyền: 2πx u x = E0 cos ωt − λ Với = 2f , bước sóng = v/f = v. , f: tần số , : chu kỳ Cường độ sáng tại 1 điểm là đại lượng có giá trị bằng năng lượng truyền qua một đơn vị diện tích đặt vuông góc với phương truyền sáng tại điểm đó trong một đơn vị thời gian. Cường độ sáng tỉ lệ với bình phương biên độ dao động sáng: I = k.E02 , k= 0c/2 , c: vận tốc ánh sáng trong chân không 4 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 2 14/06/2016 QUANG SÓNG LÝ THUYẾT VỀ ÁNH SÁNG TS. Nguyễn Kim Quang 3. Mặt sóng và tia sóng Mặt sóng (wave fronts) là mặt chứa các điểm có cùng pha dao động của sóng. Thường vẽ các mặt sóng liền kề có cùng pha. Tia sóng (rays) biểu thị phương chiều truyền sóng. - Trong môi trường đồng nhất, đẳng hướng, tia sóng là đường thẳng. - Tia sóng vuông góc với các mặt sóng. Định lý Malus: Thời gian truyền sóng bằng nhau giữa 2 điểm tương ứng của 2 mặt sóng. Quang lộ của các tia sóng giữa 2 mặt sóng thì bằng nh ...