Ứng dụng giao thoa ánh sáng trong y học

Hai nguồn sáng kết hợp ℓà hai nguồn phát ra hai sóng:

Nội dung chính

• I. Tóm tắt công thức vật lý 12 Giao thoa ánh sáng: lý thuyết cần nhớ
• 1. Đại cương sóng ánh sáng.
• 2. Giao thoa khe Young.
• II. Tóm tắt công thức vật lý 12: Ứng dụng giải bài trắc nghiệm về Giao thoa ánh sáng.
• Video liên quan

Ứng dụng của hiện tượng kỳ lạ giao thoa ánh sáng để đo :Công thức để xác lập vị trí vân sáng trên màn trong hiện tượng kỳ lạ giao thoa :Trong thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng đơn sắc, khoảng chừng vân sẽ :

Kỳ thi THPT Quốc Gia đang đến gần, nhằm trang bị một sổ tay ghi nhớ nhanh các kiến thức Vật lý, Kiến Guru xin chia sẻ đến các bạn học sinh bảng tóm tắt công thức Vật Lý 12 chọn lọc chuyên đề giao thoa ánh sáng.

Bạn đang xem : ứng dụng của giao thoa ánh sángCác bài tập ở chương này không quá khó, chỉ cần bạn nhớ nhanh những công thức, nắm vững những đổi khác cơ bản là sẽ giúp bạn tìm ra đáp án một cách nhanh nhất, tiết kiệm ngân sách và chi phí thời hạn cho những câu phía sau. Cùng Kiến Guru đi qua bài đọc nhé :

I. Tóm tắt công thức vật lý 12 Giao thoa ánh sáng: lý thuyết cần nhớ

Để hiểu rõ từng công thức trong bảng tóm tắt công thức vật lý 12 chuyên đề giao thoa ánh sáng, trước tiên, cần ôn lại một số lý thuyết sau:

1. Đại cương sóng ánh sáng.

– Tán sắc ánh sáng là hiện tượng kỳ lạ một chùm ánh sáng phức tạp sẽ bị phân tách thành những chùm sáng đơn sắc khác nhau khi nó đi qua mặt phân làn giữa 2 thiên nhiên và môi trường trong suốt .- Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng không bị tán sắc, có 1 màu cố định và thắt chặt .- Ánh sáng trắng là tập hợp vô số ánh sáng có bước sóng biến thiên liên tục từ 0 đến vô cùng .Khi truyền từ môi trường tự nhiên trong suốt này sang môi trường tự nhiên trong suốt khác, chỉ có tần số và sắc tố là không đổi, còn bước sóng và tốc độ truyền sẽ biến hóa → Vậy đặc trưng của một sóng là tần số và sắc tố của nó .- Mối liên hệ giữa bước sóng=c/f (với c là vận tốc truyền sóng trong chân không), khi xét trong môi trường có chiết suất n:Ví dụ : hiện tượng kỳ lạ cầu vồng sau mưa là hiện tượng kỳ lạ tán sắc ánh sáng trắng khi chúng xuyên qua những giọt nước .Hình 1 : Tán sắc ánh sáng khi đi qua lăng kính .

2. Giao thoa khe Young.

Nhiễu xạ ánh sáng là gì?

Đặt nguồn sáng S trước một lỗ tròn O1, quan sát vùng sáng ở thành đối lậpHÌnh 2 : Nhiễu xạ .Xét ánh sáng truyền thẳng, như vậy ta sẽ quan sát được vệt sáng hình tròn trụ, đường kính D, tuy nhiên thực tiễn thì sẽ là 1 hình tròn trụ với đường kính D ’ lớn hơn. Như vậy, nhiễu xạ là hiện tượng kỳ lạ ánh sáng truyền rơi lệch so với truyền thẳng khi gặp vật cản .

Thí nghiệm Young

Hiện tượng giao thoa xảy ra khi có sự tổng hợp của hai hoặc nhiều ánh sáng phối hợp trong khoảng trống, tạo nên những vân sáng tối xen kẽ. Hai nguồn tích hợp ở đây là 2 nguồn có chung bước sóng và hiệu số pha giữa 2 nguồn không đổi theo thời hạn .Xem thêm :Đây là 1 trong những thí nghiệm đặc trưng về giao thoa sóng ánh sáng. S1, S2 là 2 nguồn sáng, a ( m ) là khoảng cách 2 khe sáng, D ( m ) là khoảng cách từ màn đến khe sáng ,Hình 3 : Thí nghiệm giao thoa ánh sáng .Hiệu quang trình : d1 – d2 = ax / D ( với D >> a )Vấn sáng khi hai sóng gặp nhau cùng pha, chúng tăng cường cho nhau, cũng tức là hiệu quang trình bằng nguyên lần bước sóng .Trên màn chắn, ở vị trí x là vân sáng thì x = k

là vân sáng bậc n.Vân tối khi hai sóng ngược pha nhau, chúng triệt tiêu nhau, cũng tức là hiệu quang trình bằng số lẻ nửa bước sóng .Trên màn chắn, ở vị trí x là vân tối thì x = ( 2 k + 1 )Hình 4 : Tóm tắt vân sáng tối .Khoảng vân i : là khoảng cách giữa hai vân sáng ( hoặc 2 vân tối ) liên tục, được tính bằng i =Nhận xét : giữa vân sáng và vân tối liền kề, cách nhau 1 đoạn bằng nửa khoảng chừng vân i .

Từ những kiến thức trên, mời bạn xem qua bảng tóm tắt công thức vật lý 12 chủ đề giao thoa chọn lọc bên dưới:

II. Tóm tắt công thức vật lý 12: Ứng dụng giải bài trắc nghiệm về Giao thoa ánh sáng.

Cùng nhau rèn luyện một số bài trắc nghiệm nhanh để hiểu hơn các công thức trong bảng tóm tắt công thức vật lý 12 phía trên nhé:

Ví dụ 1: trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng, biết D=1m, a=1mm, khoảng cách vân sáng thứ 4 tới vân sáng thứ 10 cùng phía so với vân trung tâm là 3.6mm. Vậy bước sóng sẽ là:

Giải:

Khoảng cách vân 10 đến vân 4 cùng phía : x10 – x4 = 6 iSuy ra i = 0.6 mmBước sóng→ Chọn C .

Ví dụ 2: Xét thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng, cho D = 3m, a = 1mm,

A. Vân sáng bậc 5B. Vân tối bậc 6C. Vân sáng bậc 4D. Vân tối bậc 4

Giải:

Ta tính khoảng chừng vân : i =Xét tỉ số 6.3 / i = 6.3 / 1.8 = 3.5 = 3 + 50%Vậy đây là vân tối bậc 4. Chọn D .

Ví dụ 3: trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng, biết D = 2.5m,

a = 1 mm ,A. 8B. 9C. 15D. 17

Giải:

Khoảng vân i =Số vân sáng là : NS = 2 + 1 = 9Số vân tối là Nt = 2 = 8

Vậy có 17 vân cả thảy, chọn D.Chủ đề giao thoa ánh sáng là chủ đề thường gặp trong các kì thi cuối cấp, vì vậy thông qua bài viết trên, Kiến hi vọng các bạn sẽ tự tổng hợp riêng cho mình một bảng tóm tắt công thức vật lý 12 chương giao thoa nhé. Làm như vậy sẽ giúp các bạn nhớ sâu, hiểu rõ và quan trọng hơn hết là rèn luyện tư duy giải các dạng đề vật lý. Có như thế, bạn sẽ dễ dàng đạt điểm cao cho kì thi THPT Quốc gia sắp tới. Cùng Kiến theo dõi các bài viết tóm tắt công thức vật lý 12 khác để chuẩn bị cho một kì thi thật tốt nhé.

ỨNG DỤNGCỦA GIAO THOAÁNH SÁNGGiảng viên : Lê Thị Minh PhươngThành viên : 1. Trần Thành Đạt5. Huỳnh Nguyễn Kim Dung2. Lưu Bảo Trân6. Nguyễn Thị Ngọc Vy3. Phạm Thị Bé Tuyền7. Phan Chí Bảo4. Phạm Quốc TrọngKiểm tra phẩm chất những mặt phẳng quang học . Mặt quang học hoàn toàn có thể hiểu là mặt gương, mặt thấu kính, lăng kính, … . Phẩm chất những mặt quang học có tác động ảnh hưởng nhiều đến chất lượng và độ sáng của ảnh. . Vì vậy, trong những dụng cụ quang học phức tạp, những mặt quang học không được có những vết xước hoặc chỗ gồ gề quá 1/10 bước sóng. . Kính hiển vi tốt nhất cũng không hề phát hiện được những sai sót bé như vậy. . Phương pháp tốt nhất để kiểm tra phẩm chất những mặt phẳng quang học là giải pháp giao thoa. Kiểm tra phẩm chất những mặt phẳng quang họcGiả sử, để kiểm tra phẩm chất của mặt kính A, ta lauKínhchuẩnsạch bụi và đặt kính chuẩn B lên mặt kính A sao chogiữa A và B hợp nhau 1 góc α rất nhỏ, giữa A và B tồntại lớp không khí mỏng mảnh. α  Tạo thành 1 nêm không khí. Mặt kính cần kiểm traKiểm tra phẩm chất những mặt phẳng quang học  Phương pháp triển khai : Chiếu chùm sáng S song song với nêm. αHiện tượng giao thoa xảy ra làm Open hệvân sáng tối trên mặt phẳng nêm. αKiểm tra phẩm chất những mặt phẳng quang họcααNếu bề mặt kính A phẳng phiu, đạt chất lượng thì hệ vânNếu mặt phẳng A có vết nứt, hỏng thì hệ vân sáng-tối thusáng – tối thu được sẽ đều đặn và cách đều nhau. được sẽ bị đứt gãy, hoặc không còn cách đều nhau. Kiểm tra phẩm chất những mặt phẳng quang họcNgoài ra hoàn toàn có thể dùng giải pháp giao thoa với hệ tạo vân tròn newton để kiểm tra độ đối xứng của cácmặt cong hay thấu kính. Đo chiết suất những chất lỏng, khí ( giao thoa kế Rayleigh ) Để đo chiết suất của một chất khí hoặc một chất lỏng chưa biết, người ta hoàn toàn có thể dùng một dụng cụ gọi là giaothoa kế Rayleigh. Giao thoa kế RayleighĐo chiết suất những chất lỏng, khí ( giao thoa kế Rayleigh ) Khi ánh sáng đơn sắc từ nguồn O đi qua thấu kính L1 trở thành chùm song song chiếu vào hai khe S1, S2. Hai khenày trở thành hai nguồn sáng tích hợp. Ánh sáng từ hai nguồn này sau khi đi qua hai ống T1 và T2 sẽ giao thoa vớinhau trên tiêu diện E của thấu kính L2. Thị kính L3 dùng để quan sát mạng lưới hệ thống vân giao thoa trên màn E.Đo chiết suất những chất lỏng, khí ( giao thoa kế Rayleigh ) Giả sử đo chiết suất n của một chất lỏng nào đó  Ban đầu cho hai ống T1 và T2 đựng cùng một chất lỏng ( chiết suất n0, cùng P. và t ).  Quan sát mạng lưới hệ thống vân giao thoa trên màn E  Sau đó thay chất lỏng trong ống T2 bằng chất lỏng cần đo n, ( cùng P. và t trên )  Quan sát sự di dời của mạng lưới hệ thống vân giao thoa  Đếm số vân di dời, => chiết suất nĐo chiết suất những chất lỏng, khí ( giao thoa kế Rayleigh )  Thật vậy, khi thay ống T2 bằng chất lỏng cần đo n thì hiệu quang lộ của hai chùm tia so với trước đó đã biến hóa : ∆ L = ( n − no ) d ( d : chiều dài của những ống đựng chất lỏng )  Nếu mạng lưới hệ thống vân giao thoa di dời m khoảng chừng vân so với trước đó thì hiệu quang lộ đã biến hóa mλ. Ta cóphương trình : ∆ L = ( n − no ) d = mλĐo chiết suất những chất lỏng, khí ( giao thoa kế Rayleigh ) Từ đó suy ra : mλn = no + d  Đo chiết suất bằng giao thoa kế Rayleigh có độ đúng chuẩn cao, hoàn toàn có thể xác lập được sự đổi khác chiếtsuất đến 1/1000 0 chiết suất chuẩn n0. Đo chiều dài ( giao thoa kế Michelson ) Giao thoa kế Michelson dùng để đo chiều dài với độ đúng mực rất cao. Cấu tạo :  Gương bán mạ M.  Gương phẳng G1 và G2.  Kính ngắm D và màn ( detector ). Đo chiều dài ( giao thoa kế Michelson ) Chùm sáng từ nguồn laser O được chiếu đến một gương bánmạ M : • • Một phần ánh sáng bị phản xạ đến gương G1. Phần ánh sáng còn lại truyền qua gương M để đếngương G2. Đến gương G1 và G2, hai chùm sáng bị phản xạ ngược trởlại. Hai chùm sáng đó là hai sóng phối hợp, khi gặp nhau trênmàn ( detector ), chúng sẽ giao thoa với nhau tạo nên hệ vânsáng-tối. Đo chiều dài ( giao thoa kế Michelson ) Quang lộ và hiệu quang lộ : λλL1 = OM + MG1 + + G1M + + MD = OM + MD + 2MG1 + λ22λλL2 = OM + MG2 + + G2 M + + MD = OM + MD + 2MG2 + λ22 ⇒ ∆ L = L2 − L1 = 2 ( MG2 − MG1 ) Khảo sát tại một điểm sáng M trên màn. Điều kiện cực lớn giao thoa : kλ ( MG2 − MG1 ) = 2 Đo chiều dài ( giao thoa kế Michelson )  Nếu ta chuyển dời gương ra sau ( trước ) một đoạn so với vị trí khởi đầu khi chưa vận động và di chuyển : + Quang lộ : + Hiệu quang lộ : = k � => => Cực tiểu giao thoa. => Điểm M sẽ từ vân sáng trở thành vân tối, hệ vân di dời đi nửa khoảngvân. Đo chiều dài ( giao thoa kế Michelson )  • Nếu ta di dời gương ra sau ( trước ) một đoạn so với vị trí khởi đầu khi chưa dichuyển : + Quang lộ : + + MD + = + Hiệu quang lộ : = k � ⇒ Cực đại giao thoa => Điểm sáng M vẫn là vân sáng, hệng vânvân vận động và di chuyển đi một khoảĐo chiều dài ( giao thoa kế Michelson )  Kết luận :  Muốn đo chiều dài của một vật nào đó, chỉ cần di dời gương G2 từ đầu này sang đầu kiacủa vật và đếm số vân di dời.  Nếu mạng lưới hệ thống vân di dời m khoảng chừng vân thì chiều dài vật cần đó là : mλL = 2C ảm ơn cô và mọi người đãtheo dõi