Bài giảng Vật lý đại cương A2 - Chương III: Tính chất sóng ánh sáng

Bài giảng Vật lý đại cương A2 - Chương III: Tính chất sóng ánh sáng có nội dung trình bày về cơ sở của quang hình học, Các định luật cơ bản của quang hình học, những phát biểu tương đương của đinh luật Descartes, Cơ sở của quang học sóng, giao thoa ánh sáng,... Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết bài giảng.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Vật lý đại cương A2 - Chương III: Tính chất sóng ánh sáng CHƯƠNG IIITÍNH CHẤT SÓNG ÁNH SÁNGA. Cơ sở của quang hình họcI. Các định luật cơ bản của quang hình học1. Định luật về sự truyền thẳng của ánh sángTrong một môi trường trong suốt, đồng tính vàđẳng hướng ánh sáng truyền theo đường thẳng.2. Định luật phản xạ và khúc xạ ánh sánga. Định luật phản xạ ánh sáng:- Tia phản xạ nằm trong mặt phẳng tới- Góc phản xạ bằng góc tới : i = i’ i i’ rb. Định luật khúc xạ ánh sáng:- Tia khúc xạ nằm trong mặt phẳng tới- Tỉ số giữa sin góc tới và sin góc khúc xạ là một sốkhông đổi sin i  n21 sin rn21 là chiết suất tỉ đối của môi trường 2 đối vớimôi trường 1.n21 = n2 / n1 ,với n1 , n2 là chiết suất tuyệt đối củamôi trường 1 và 2 tương ứng. sin i n2   n21   n1 sin i  n2 sin r sin r n1II. Những phát biểu tương đương của đl Descartes1.Quang lộ:Quang lộ L giữa hai điểm A, B là đoạn đường ánh sáng truyền được trong khoảng khoảng thời giann t, t là khoảng thời gian ánh sáng đi được đoạn đường AB trong môi trường d c L  ct  c ; n   L  nd v v Nếu AS truyền qua nhiều môi trường chiết suất n1 , n2 , n3 …. Với quãng đường tương ứng d1 , d2 , d3 ….thì: L  n1d1  n2 d 2  n3d3  ..... Nếu ánh sáng đi trong môi trường mà chiết suất thay đổi liên tục thì quang lộ giữa hai điểm A và B trong môi trường là: B L   n.ds A ds là đoạn đường rất nhỏ để coi như chiết suất không đổi trên nó.2. Nguyên lý Fermat:a) Phát biểu: Giữa hai điểm AB, ánh sáng sẽ truyền theo theo con đường nào mà quang lộ là cực trị ( cực đại, cực tiểu hoặc không đổi).b)Sự tương đương của NL Fermat và các ĐL Descartes - Sự tương đương của NL Fermat với ĐL phản xạ Xét hai điểm A, B nằm phía trên mặt phản xạ. Gọi AIB là con đường AS truyền từ A đến B. Theo ĐLPX thì: i = i’ . Xét một điểm I’ bất kỳ trên mặt phản xạ; gọi B’ là điểm đối xứng của B qua mặt phản xạ thì IB = IB’ và I’B = I’B’. Vì i = i’ nên ba điểm AIB’ thẳng hàng nên: AI  IB  AI  I B B  n( AI  IB)  n  AI  I B  A  LAIB  LAI B i i’Nghĩa là ánh sáng truyền theo I I’con đường mà quang lộ cực tiểu B’- Sự tương đương của NL Fermat với ĐLKX Xét hai điểm A, B nằm trong hai môi trường trong suốt chiết suất n1 và n2 .Lấy điểm I bất kỳ trên mặt phân cách A n1 h1 i1 B’ A’ x I P-x i2 h2 n2 BQuang lộ theo con đường AIB là L  n1 AI  n2 IB AA  h1 ; BB  h2 ; A I  x , A B  p 2 2 2 2  L  n1 x  h  n2 ( p  x )  h 1 2 A n1 h1 i1 B’ A’ x I P-x i2 h2 n2 B• Theo NL Fermat thì AS đi theo con đường sao cho L cực trị, nghĩa là dL x px  0  n1  n2 0 dx 2 x  h12 2 2 ( p  x)  h2  n1 sin i2  n1 sin i2 Như vậy xuất phát từ định luật Descartes ta có thể tìm được nguyên lý Ferma và ngược lại. Rõ ràng chúng tương đương với nhau.3. Định lý Malus:a) Mặt trực giao: là mặt vuông góc với các tia của một chùm sáng.b) Định lý: Quang lộ của các tia sáng giữa hai mặt trực giao của một chùm sáng thì bằng nhau. Định lý Malus là một dạng phát biểu tương đương nữa của các định luật DescartesCM: Xét một chùm sáng song song truyền quamặt phân cách hai môi trường A2 H2L1  n1. A1 I1  n2 .I1 B1 A1  n1. A1 I1  n2 .I1H1  n2 .H1B1 i1 i1 I1 i2 I2L2  n1. A2 I 2  n2 .I 2 B2 H1 ...