Bài 25. Giao thoa ánh sáng

1. Nhiễu xạ ánh sáng

• Thí nghiệm

Dùng đèn S chiếu sáng vào một lỗ tròn O khoét ở cửa một căn phòng tối, đóng kín.

TH1: Khe chiếu qua lớn.

Quan sát thấy trên tường của phòng có vệt sáng như hình vẽ.

TH2: Khe chiếu qua nhỏ.

Quan sát thấy trên tường xuất hiện các vệt sáng tròn được được bao quanh bởi các vành tròng sáng tối xen kẽ.

• Giải thích: Hiện tượng tạo thành vệt sáng tròn được bao quanh bởi các vành tròn khi chiếu qua khe nhỏ điều đó chỉ có thể giải thích là ánh sáng có tính chất sóng, khe nhỏ được chiếu sáng có vai trò như một nguồn phát sóng sáng ánh.

2. Giao thoa ánh sáng

Giao thoa là hiện tượng đặc trưng của sóng. Để minh họa giả thiết trên về tính chất sóng của ánh sáng, ta sẽ chứng tỏ bằng thực nghiệm rằng có thể tạo ra được sự giao thoa ánh sáng.

• Thí nghiệm

Dùng nguồn sáng đơn sắc đỏ chiếu vào khe hẹp S sau đó đến hai khe hẹp S₁ và S₂. Kết quả là ta thấy trên màn hứng xuất hiện những vạch sáng màu đỏ và các vạch tối xen kẽ nhau.

                                  

• Giải thích: Hiện tượng quan sát được trong thí nghiệm là hiện tượng giao thoa ánh sáng; các vạch sáng, tối gọi là vân giao thoa.

Đầu tiên ánh sáng đơn sắc chiếu sáng khe hẹp S làm cho khe S trở thành nguồn phát sóng ánh sáng, truyền đến hai khe  S₁ và S₂ (được gọi là khe Y-âng).

Hai khe  S₁ và S₂ được chiếu sáng bởi cùng một nguồn S, nên trở thành hai nguồn kết hợp có cùng tần số. Hai sóng phát ra từ  S₁ và S₂ có cùng bước sóng, tần số và độ lệch pha không đổi.

Tại vùng không gian có sự chồng lên của hai sóng được gọi là vùng giao thoa tạo nên những vân sáng tối, xen kẽ.

• Tóm lại: Thí nghiệm nhiễu xạ và giao thoa đã chứng mình được rằng ánh sáng có tính chất sóng.