Giáo án môn Vật lí 12 - Tiết 43 - Bài 25: Giao thoa ánh sáng

Tiết ( PPCT):43
Ngày soạn: / / 2018
Lớp dạy: 12A1. Tiết( TKB): .Ngày dạy:/../2018.Sỹ số:  .Vắng:
Lớp dạy: 12A2. Tiết( TKB): .Ngày dạy:/../2018. Sỹ số: . Vắng:
Lớp dạy: 12A3. Tiết( TKB): .Ngày dạy:/../2018. Sỹ số:  Vắng:
Lớp dạy: 12A4. Tiết( TKB): .Ngày dạy:/../2018. Sỹ số:  Vắng:
Bài 25
GIAO THOA ÁNH SÁNG
I. MỤC TIÊU
1. Kiến thức
- Phát biểu được khái niệm về hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng
- Mô tả được thí nghiệm về sự nhiễu xạ ánh sáng và thí nghiệm Y – âng về giao thoa ánh sáng
- Nêu được điều kiện xảy ra cộng hưởng
2. Kỹ năng
- Quan sát thí nghiệm và phân tích kết quả thí nghiệm để đưa ra kết luận về tính chất sóng của ánh sáng và sự giao thoa sóng ánh sáng
- Vận dụng lý thuyết làm được các bài tập trong SGK và các bài tập khác về sự giao thoa với ánh sáng đơn sắc
3. Thái độ
- Nghiêm túc, yêu thích bộ môn
II. CHUẨN BỊ CỦA GV VÀ HS
1. Chuẩn bị của GV
- Thí nghiệm về hiện tượng giao thoa ánh sáng ( ĐK phòng tối )
2. Chuẩn bị của HS
- Ôn lại kiến thức về hiện tượng giao thoa
II. TIẾN TRÌNH BÀI DẠY
1. Ổn định lớp
2. Kiểm tra bài cũ
- Trình bày thí nghiệm về sự tán sắc ánh sáng của Niu - tơn?
- Trình bày thí nghiệm với ánh sáng đơn sắc của Niu - tơn?
3. Nội dung bài mới
Hoạt động 1: Tìm hiểu về hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng
Hoạt động của GV - HS
Nội dun2
GV- Mô tả hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng
HS: Cá nhân nghe, ghi nhớ
GV - O càng nhỏ ® D’ càng lớn so với D.
HS:Cá nhân trả lời
GV Nếu ánh sáng truyền thẳng thì tại sao lại có hiện tượng như trên?
HS:Cá nhân trả lời
GV ® gọi đó là hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng ® đó là hiện tượng như thế nào?
HS:Cá nhân trả lời
GV - Chúng ta chỉ có thể giải thích nếu thừa nhận ánh sáng có tính chất sóng, hiện tượng này tương tự như hiện tượng nhiễu xạ của sóng trên mặt nước khi gặp vật cản.
HS: Cá nhân nhận thức vấn đề
I/ HIỆN TƯỢNG NHIỄU XẠ ÁNH SÁNG
1. Thí nghiệm
- Dụng cụ TN
- Hiện tượng: 
- Nhận xét: O càng nhỏ ® D’ càng lớn so với D.
- ánh sáng truyền lệch phương thẳng đứng khi gặp vật cản
2. Hiên tượng truyền sai lệch so với sự truyền thẳng khi ánh sáng gặp vật cản gọi là hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng.
- Mỗi ánh sáng đơn sắc coi như một sóng có bước sóng xác định.
Hoạt động 2: Tìm hiểu hiện tượng giao thoa ánh sáng
Gv - Mô tả bố trí thí nghiệm Y-âng
Hs: Cá nhân quan sát thí nghiệm
Gv - Hệ những vạch sáng, tối ® hệ vận giao thoa.
Gv - Y/c Hs giải thích tại sao lại xuất hiện những vân sáng, tối trên M?
Hs: Cá nhân trả lời
Gv - Trong thí nghiệm này, có thể bỏ màn M đi được không?
Hs: Cá nhân trả lời
Gv - Vẽ sơ đồ rút gọn của thí nghiệm Y-âng.
Hs: Hoạt động nhóm
Gv - Lưu ý: a và x thường rất bé (một, hai milimét). Còn D thường từ vài chục đến hàng trăm xentimét, do đó lấy gần đúng: d2 + d1 » 2D
Hs: Cá nhân nhận thức vấn đề
Gv: Hướng dẫn HS dựa vào hình vẽ xây dựng công thức tính vị trí vân sáng, vân tối
Hs: Viết công thức tính hiệu đường đi
Gv - Để tại A là vân sáng thì hai sóng gặp nhau tại A phải thoả mãn điều kiện gì?
Hs:Cá nhân trả lời
Gv - Làm thế nào để xác định vị trí vân tối?
Hs:Cá nhân trả lời
Gv - Lưu ý: Đối với vân tối không có khái niệm bậc giao thoa.
Hs: Tiếp thu, ghi nhớ
GV nêu định nghĩa khoảng vân. 
Hs: Tiếp thu, ghi nhớ
Gv - Công thức xác định khoảng vân?
Hs: Cá nhân trả lời
Gv - Tại O, ta có x = 0, k = 0 và d = 0 không phụ thuộc l. 
Gv - Quan sát các vân giao thoa, có thể nhận biết vân nào là vân chính giữa không?
Hs: Cá nhân trả lời
Gv - Y/c HS đọc sách và cho biết hiện tượng giao thoa ánh sáng có ứng dụng để làm gì?
Hs: Cá nhân trả lời
II/ HIỆN TƯỢNG GIAO THOA ÁNH SÁNG
1. Thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng 
- Ánh sáng từ bóng đèn Đ ® trên M trông thấy một hệ vân có nhiều màu.
- Đặt kính màu K (đỏ) ® trên M chỉ có một màu đỏ và có dạng những vạch sáng đỏ và tối xen kẽ, song song và cách đều nhau.
- Giải thích:
Hai sóng kết hợp phát đi từ F1, F2 gặp nhau trên M đã giao thoa với nhau:
+ Hai sóng gặp nhau tăng cường lẫn nhau ® vân sáng.
+ Hai sóng gặp nhau triệt tiêu lẫn nhau ® vân tối.
2. Vị trí vân sáng
Gọi a = F1F2: khoảng cách giữa hai nguồn kết hợp.
D = IO: khoảng cách từ hai nguồn tới màn M.
l: bước sóng ánh sáng.
d1 = F1A và d2 = F2A là quãng đường đi của hai sóng từ F1, F2 đến một điểm A trên vân sáng.
O: giao điểm của đường trung trực của F1F2 với màn.
x = OA: khoảng cách từ O đến vân sáng ở A.
- Hiệu đường đi d
- Vì D >> a và x nên:
d2 + d1 » 2D ® 
- Để tại A là vân sáng thì:
d2 – d1 = kl
với k = 0, ± 1, ±2, 
- Vị trí các vân sáng:
k: bậc giao thoa.
- Vị trí các vân tối
với k’ = 0, ± 1, ±2, 
3. Khoảng vân
a. Định nghĩa: (Sgk)
b. Công thức tính khoảng vân:
c. Tại O là vân sáng bậc 0 của mọi bức xạ: vân chính giữa hay vân trung tâm, hay vân số 0.
4. Ứng dụng:
- Đo bước sóng ánh sáng.
Nếu biết i, a, D sẽ suy ra được l: 	
Hoạt động 3: Tìm hiểu về bước sóng và màu sắc
GV- Y/c HS đọc Sgk và cho biết quan hệ giữa bước sóng và màu sắc ánh sáng?
HS: Cá nhân trả lời
GV- Hai giá trị 380nm và 760nm được gọi là giới hạn của phổ nhìn thấy được ® chỉ những bức xạ nào có bước sóng nằm trong phổ nhìn thấy là giúp được cho mắt nhìn mọi vật và phân biệt được màu sắc.
HS: Tiếp thu, ghi nhớ
GV- Quan sát hình 25.1 để biết bước sóng của 7 màu trong quang phổ.
HS: Tự lực tìm hiểu bảng 25.1
III. BƯỚC SÓNG VÀ MÀU SẮC
1. Mỗi bức xạ đơn sắc ứng với một bước sóng trong chân không xác định.
2. Mọi ánh sáng đơn sắc mà ta nhìn thấy có: l = (380 ¸ 760) nm.
3. Ánh sáng trắng của Mặt Trời là hỗn hợp của vô số ánh sáng đơn sắc có bước sóng biến thiên liên tục từ 0 đến ¥.
4. Củng cố, vận dụng
- Hệ thống lại nội dung kiến thức cần nhớ
- Làm bài tập 8 SGK
5. Hướng dẫn tự học
- Học bài theo câu hỏi SGK
- Đọc kĩ phần ghi nhớ
- Thuộc các công thức trong bài, Làm bài tập trong SGK và SBT