Hiện tượng giao thoa ánh sáng là gì?

Giao thoa ánh sáng là một hiện tượng vật lý khi hai chùm ánh sáng chồng lên nhau sẽ tạo ra các vùng sáng tối tăng cường hoặc triệt tiêu lẫn nhau. Giao thoa ánh sáng là một hiện tượng phổ biến trong đời sống hàng ngày mà có thể bạn đã từng gặp rất nhiều. Nếu như đang không biết hiện tượng giao thoa ánh sáng là gì thì hãy cùng chúng tôi tìm lời giải tham khảo bài viết dưới đây nhé:

Hiện tượng giao thoa ánh sáng là gì?

Giao thoa ánh sáng là một hiện tượng thường gặp trong Vật Lý. Đây là một hiện tượng khi hai hay nhiều chùm ánh sáng gặp nhau và chồng lên nhau sẽ xuất hiện những vạch sáng hoặc vạch tối xen kẽ hoặc là tăng cường với nhau hoặc là triệt tiêu lẫn nhau.

Có thể bạn quan tâm:

Giao thoa là một hiện tượng Vật Lý chỉ hiện tượng chồng chập của 2 hoặc nhiều nguồn sóng khác nhau tạo thành một nguồn sóng mới. Giao thoa cũng chính là đặc tính tiêu biểu của tính chất sóng

Hiện tượng giao thoa ánh sáng:

– Hai chùm sáng kết hợp là hai chùm phát ra ánh sáng có cùng tần số và cùng pha hoặc có độ lệch pha không đổi theo thời gian.

– Khi hai chùm sáng kết hợp gặp nhau chúng sẽ giao thoa với nhau: Những chỗ 2 sóng gặp nhau mà cùng pha với nhau, chúng tăng cường lẫn nhau tạo thành các vân sáng. Những chỗ hai sóng gặp nhau mà ngược pha với nhau, chúng triệt tiêu nhau tạo thành các vân tối.

– Nếu dùng ánh sáng trắng thì hệ thống vân giao thoa của các ánh sáng đơn sắc khác nhau sẽ không trùng khít với nhau: ở chính giữa, vân sáng của các ánh sáng đơn sắc khác nhau nằm trùng với nhau cho một vân sáng trắng gọi là vân trắng chính giữa. Ở hai bên vân trắng chính giữa, các vân sáng khác của các sóng ánh sáng đơn sắc khác nhau không trùng với nhau nữa, chúng nằm kề sát bên nhau và cho những quang phổ có màu như ở cầu vồng.

Hiện tượng giao thoa ánh sáng chứng tỏ ánh sáng có tính chất sóng. Điều này đã được tìm hiểu và phân tích được kết quả thông qua các thí nghiệm giao thoa ánh sáng.

Các thí nghiệm giao thoa ánh sáng

Thí nghiệm giao thoa ánh sáng trắng

Trong quá trình làm thí nghiệm với ánh sáng trắng ta sẽ thu được nhiều hệ vân đơn sắc khác nhau. Nếu quan sát kĩ ở vị trí chính giữa bạn sẽ thấy tại đó có rất nhiều các vân sáng đơn sắc trùng nhau, từ đó tạo thành vân sáng trắng. Trong thí nghiệm này bạn sẽ thấy khoảng cách của các vân ánh sáng màu đỏ là lớn nhất còn khoảng cách giữa vân ánh sáng màu tím là nhỏ nhất.

Từ đó bạn sẽ thấy ở hai bên sẽ xuất hiện những dải màu giống như màu cầu vồng, màu tím ở ở vị trí giữa còn màu đỏ thì nằm ở vị trí ngoài.

Thí nghiệm giao thoa ánh sáng đơn sắc

Ở vị trí mà hai sóng ánh sáng này gặp nhau cùng pha, nguồn ánh sáng này sẽ được tăng cường lẫn nhau từ đó tạo thành vân sáng. Ngược lại, ở vị trí mà hai sóng ánh áng gặp nhau ngược pha, nguồn ánh sáng tỏa ra sẽ triệt tiêu lẫn nhau và tạo thành những vân tối.

=> Như vậy, khi hai chùm ánh sáng gặp nhau sẽ có hiện tượng giao thoa ánh sáng. Những chỗ mà 2 sóng cùng pha với nhau gặp nhau sẽ tăng cường và tạo thành những vân sáng. Ngược lại, những chỗ mà 2 sóng ngược pha với nhau khi gặp nhau chúng sẽ triệt tiêu lẫn nhau và tạo thành những mảng vân tối. Hiện tượng nhiễu xạ và giao thoa ánh sáng chứng tỏ ánh sáng có tính chất sóng.

* Điều kiện giao thoa của hai sóng ánh sáng là gì?

Nhiều người thường có chung câu hỏi điều kiện hiện tượng giao thoa ánh sáng là gì hay giao thoa ánh sáng chỉ xuất hiện trong điều kiện như thế nào? Điều kiện cần và có để tạo nên sự giao thoa như sau:

Hai nguồn S₁, S₂ phải là hai nguồn kết hợp:

có cùng tần số f
Hiệu số pha dao động của hai nguồn phải không đổi theo thời gian

Các công thức giao thoa ánh sáng

Giao thoa ánh sáng thường được xác định bằng công thức Y-âng. Trong Y-âng có rất nhiều các công thức khác nhau để bạn có thể xác định được khoảng vân, vị trí các vân sáng, vân tối, nhiễu xạ ánh sáng hay bề rộng quang phổ…. Nếu như bạn đang không biết công thức giao thoa ánh sáng thì hãy tham khảo những công thức cơ bản dưới đây:

Cách giải bài tập Giao thoa với ánh sáng đơn sắc

Dạng 1.1. Vị trí vân sáng, vân tối – khoảng vân

a- Khoảng vân: là khoảng cách giữa 2 vân sáng liền kề

i = λD / a ( i phụ thuộc λ ⇒ khoảng vân của các ánh sáng đơn sắc khác nhau là khác nhau với cùng một thí nghiệm).

b- Vị trí vân sáng bậc k: Tại đó ứng với Δd = d₂ – d₁ = k.λ , đồng thời 2 sóng ánh sáng truyền tới cùng pha

Để A là vân sáng trung tâm thì

k = 0 hay d = 0

k = 0: ứng với vân sáng trung tâm

k = 1: ứng với vân sáng bậc 1

k = n: ứng với vân sáng bậc n.

c- Vị trí vân tối thứ k + 1: Tại đó ứng với Δd = (k + 0,5 ).λ . Là vị trí hai sóng ánh sáng truyền tới ngược pha nhau.

Hay vân tối thứ k:

Thông qua các thí nghiệm của hiện tượng giao thoa ánh sáng ta sẽ thu được kết quả như bảng dưới đây:

Trong các vùng có thể nhìn thấy ánh áng với bước sóng trong khoảng 380nm đến 750nm, mỗi ánh sáng đơn sắc sẽ có bước sóng xác định ứng với một màu đơn sắc nhất định. Ví dụ, theo như bảng thông kê ở trên thì:

– Ánh sáng có bước sóng từ 380mm – 420mm sẽ có màu tím.

– Ánh sáng có bước sóng từ 420mm – 450mm sẽ có màu chàm.

– Ánh sáng có bước sóng từ 450mm – 490mm sẽ có màu lam.

– Ánh sáng có bước sóng từ 490mm – 570mm sẽ có màu lục.

– Ánh sáng có bước sóng từ 570mm – 590mm sẽ có màu vàng.

– Ánh sáng có bước sóng từ 590mm – 630mm sẽ có màu cam.

– Ánh sáng có bước sóng từ 630mm – 750mm sẽ có màu đỏ.

Có thể bạn quan tâm:

Như vậy qua bài viết trên chúng tôi đã giới thiệu cho bạn về hiện tượng giao thoa ánh sáng trong vật lý cùng ứng dụng của nó trong thực tiễn cuộc sống cùng với các ví dụ đơn giản để bạn đọc tự giải nhằm cũng cố thêm kiến thức về giao thoa ánh sáng liên quan đến định luật phản xạ ánh sáng, đặc biệt đây là nội dung quan trọng sẽ ra trong các kì thi ở cấp học Phổ Thông.