Giáo án Vật lý 12 nâng cao chương VI

e)
M là vân tối ứng k = 3. Vậy M là vân tối thứ 3 kể từ vân sáng trung tâm
N là vân sáng ứng k = 3. Vậy N là vân sáng thứ 7 kể từ vân sáng trung tâm.
f) 
Số vân sáng là 17
Số vân tối là 18
2) a)
Vị trí vân sáng bậc n của ánh sáng đơn sắc đỏ:
Vị trí vân sáng bậc n của ánh sáng đơn sắc tím:
Chiều rộng quang phổ bậc n: 
 Thay số = 0,35mm 
b)
Gọi M vị trí vân sáng bậc 4 của ánh sáng đơn sắc đỏ:
M cũng là vân sáng của các đơn sắc l khác nên 
 với k Z.	(1)
Ánh sáng trắng: 	(2)
(1)&(2) Þ 
Þ với k Z.
Thay số:.
Vậy k = 4,5,6,7 với k = 4 ứng với vân sáng đỏ nên có 3 đơn sắc khác cùng cho vân sáng tại M
c) N là vân tối nên:
 với k Z. (1)	(1)
Ánh sáng trắng: (2)	(2)
(1)&(2)Þ 
Þ với k Z.
Thay số: 
Vậy k = 4,5,6 nên có 3 đơn sắc cho vân tối tại N 
TIẾT 2: Hoạt động 2: Bài toán giao thoa đối với ánh sáng đa sắc
Bài 2: Trong thí nghiệm giao thoa Iâng. Biết khoảng cách S1S2 = a =1,5mm, khoảng cách từ hai khe đến màn: D = 3m.
 1. Nguồn S phát ra 2 ánh sáng đơn sắc: l1=0,4μm và l2=0,6μm
 a) Tính khoảng cách giữa hai vân sáng liên tiếp có màu giống màu vân sáng quan sát được ở điểm O (VSTT) 
 b) Hỏi trong vùng giao thoa có độ rộng 10mm (ở hai bên vân sáng trung tâm và cách đều vân sáng trung tâm) có bao nhiêu vân sáng có màu giống màu của vân sáng trung tâm.
 c) Hai điểm M, N cách VSTT ở cùng về một phía lần lượt là 2,4mm và 4,8mm. Trên đoạn MN có bao nhiêu vân sáng
 2. Thay nguồn S phát ra 2 ánh sáng đơn sắc: l1=0,4μm và l2. Người ta đếm được trong khoảng rộng trên màn L = 3,2mm có 9 cực đại, trong đó có 3 cực đại trùng nhau. Tìm l2, biết 2 trong số 3 cực đại trùng ở 2 đầu. 
40
+ x1 = x2 Þ 
+ Khoảng cách giữa hai vân sáng cùng màu liên tiếp như nhau và bằng khoảng cách từ VSTT (x=0) đến vị trí hai vân sáng trùng nhau lần thứ nhất (n=1)
= 
= 2,4mm 
+ 
+ Tại M là vân sáng ứng k =3, Tại N là vân sáng ứng k =6. Vậy trên đoạn MN có 4 vân sáng của l1. 
+ Tương tự có 3 vân sáng của l2. 
+ Theo câu a ta có trên đoạn MN có 2 vân trùng
+ Công thức xác định vị trí vân sáng của l1 và l2 
+ Ở vị trí hai vân sáng trùng nhau thì toạ độ của chúng như thế nào. Từ đó tìm mối liên hệ k và l
+ Khoảng cách giữa hai vân sáng cùng màu liên tiếp như thế nào? 
+ Tương tự như giao thoa ánh sáng đơn sắc. Hãy xác định số vân sáng cùng màu VSTT có thể quan sát được trên vùng giao thoa. 
+ Trên đoạn MN có bao nhiêu vân sáng của l1?
+ Trên đoạn MN có bao nhiêu vân sáng của l2?
+ Trên đoạn MN có bao nhiêu vân trùng?
+ Tổng số cực đại của l1 và l2?
+ Số cực đại của l1, l2?
+ Bước sóng l2?
1.
a) Vị trí vân sáng trùng nhau khi: x1 = x2 Þ 
Þ = 
( là phân số tối giản). 
Để k1, k2 Z thì k1 = n.3 ; k2 = n.2 với n Z.
Với n = 0 Þ k1 = 0; k2 = 0 
Þ x = 0. Ở O (VSTT) hai vân sáng trùng nhau.
Với n = 1 Þ k1 = 3; k2 = 2 
Þ x = = 
= 2,4mm 
Với n = 2 Þ k1 = 6; k2 = 4 
Þ x = = 
= 4,8mm.
……
Khoảng cách l giữa hai vân sáng liên tiếp có màu giống màu vân sáng quan sát được ở điểm O:
l = 2,4 – 0 = 2,4mm.
b) Số vân sáng có màu giống màu của vân sáng trung tâm: =
 = 5
Hay: n = = 4 n số chẵn Þ số vân sáng N = 4+1 = 5.
c) Trên đoạn MN có 4 vân sáng của l1 ứng với k1 =3, 4, 5, 6; có 3 vân sáng của l2 ứng với k2 =2, 3, 4. 
Vậy số vân sáng trên đoạn MN sẽ là 5 (vì ở M, N hai vân sáng trùng nhau) 
2. Tổng số cực đại của l1 và l2
là 9 +3 =12
Số cực đại của l1: +1 = 5
Vậy số cực đại của l2: 12-5 =7
Khoảng vân của l2: 
i2 = =mm
l2 = mm
TIẾT 3: Hoạt động 3: Bài toán giao thoa đối với lưỡng lăng kính 
Bài 3. Hai lăng kính A1, A2 thuỷ tinh n = 1,5 có góc chiết quang nhỏ A = 20/được ghép sát có đáy B chung (tạo thành lưỡng lăng kính Fresnel). Một nguồn sáng điểm S đặt trong mặt phẳng của đáy B cách hai lăng kính một khoảng d = 50 cm phat ánh sáng đơn sắc, bước sóng l = 600nm. Một màn E cách hai lăng kính một khoảng d/ = 70cm.
	1. Chứng minh rằng, trên màn E ta quan sát được một hệ vân giao thoa.
	2. Tính khoảng cách I giữa hai vân sáng liên tiếp và số vân có thể quan sát được. Cho 1/ 3,10-4rad.
20
+ Hs theo dõi và tiếp nhận
+ a = S1S2 = 2IStanj
 2d(n-1)A
 D = d +d/ 
+ 
Bài 3: 
+ Gv hướng dẫn hs chứng tỏ S1, S2 là hai nguồn kết hợp, xác định bề rộng vùng giao thoa
+ Dựa vào hình vẽ, hãy xác định 
a, D
+ Hãy xác định số vân sáng có thể quan sát được trên vùng giao thoa. 
a)
- Các tia sáng từ S qua lăng kính A1 bị lệch về phía đáy của lăng kính =(n-1)A, vì vậy xem như tia sáng phát ra từ S1 ảnh ảo của S. Các tia sáng từ S qua lăng kính A2 bị lệch về phía đáy của lăng kính =(n-1)A, vì vậy xem như tia sáng phát ra từ S2 ảnh ảo của S.
- Vì A nhỏ nên xem gần đúng ; S1S = S2S = a/2
S1, S2 là ảnh ảo của cùng nguồn S nên luôn là hai nguồn kết hợp vì vậy trong vùng gặp nhau BIC sẽ xảy ra hiện tượng giao thoa (BC là bề rộng vùng giao thoa)
b)
Khoảng vân 
a = S1S2 = 2IStanj 2d(n-1)A
= 2.500(1,5-1)20.3.10-4 = 3mm
D = d +d/ =0,5+0,7=1,2m
Thay số i = = 0,24mm.
Số vân sáng có thể quan sát trên màn: 
L = BC = 2d/tanj 2d/(n-1)A
=2.700(1,5-1)20.3.10-4= 4,2mm
Thay số: N = 17 vân
Hoạt động 4: Bài toán giao thoa đối với thấu kính Biê (Billet)
Bài 4: Một thấu kính có f = 20cm, đường kính vành L =3cm được cưa dọc theo một đường kính tạo thành hai nửa thấu kính L1, L2. Các nửa thấu kính này được tách cho xa nhau một khoảng e = 2mm (nhờ chèn vào giữa một sợi dây hoặc một thỏi kim loại) (Hệ thống trên gọi là lưỡng thấu kính Biê). Một khe sáng hẹp S song song với đường chia hai nửa thấu kính đặt cách đường ấy một khoảng d = 60cm, phát ra ánh sáng đơn sắc l = 0,546mm. Vân giao thoa được quan sát trên màn E, đặt cách hai nửa thấu kính một khoảng l.
Muốn quan sát được giao thoa trên màn E, thì l phải có giá trị nhỏ nhất bao nhiêu?
Cho l = 1,8m. Tính khoảnh vân và số vân sáng quan sát được trên màn.
 Hai ảnh S1, S2 của S qua hai nửa thấu kính là hai nguồn kết hợp. Vì vậy ở vùng gặp nhau sẽ có hiện tượng giao thoa.
20
+ Hs theo dõi và tiếp nhận
+ Để quan sát được các vân giao thoa, thì màn phải đặt xa hơn điểm I: l > OI
+ L = e
+ 
Bài 4: 
+ Gv hướng dẫn hs xác định S1, S2 là hai ảnh của S
+ Để quan sát được các vân giao thoa, thì màn phải đặt như thế nào?
+ Xác định bề rộng vùng giao thoa
+ Hãy xác định số vân sáng có thể quan sát được trên vùng giao thoa. 
a) Hai ảnh S1, S2 của S qua hai nửa thấu kính là hai nguồn kết hợp. Vì vậy ở vùng gặp nhau sẽ có hiện tượng giao thoa.
- Khoảng cách từ thấu kính đến hai ảnh S1S2: 
OS/ = = 30cm
- Xét tam giác đồng dạng: .
- Khoảng cách giữa hai nguồn S1S2 = a = e= 3mm
- Để quan sát được các vân giao thoa, thì màn phải đặt xa hơn điểm I: l > OI
- Xét tam giác đồng dạng:
Vậy giá trị nhỏ nhất l = 33,1cm
b) 
- Khoảng cách từ hai nguồn đến màn: D = l – d/ = 1,8-0,3=1,5m
Khoảng vân = 0,273mm
- Bề rộng của trường giao thoa: 
Þ L = e= 8mm
Số vân sáng có thể quan sát trên màn: = 29
C.- HOẠT ĐỘNG KẾT THÚC TIẾT HỌC
	 Củng cố kiến thức: (15/)
Bài tập tự luận: 1- 4 SGK/157
Bài tập về nhà 
IV: RÚT KINH NGHIỆM
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
BÀI 39: MÁY QUANG PHỔ. 
CÁC LOẠI QUANG PHỔ
Ngày soạn : 14/01/2010 
Tiết : 65 & 66
I. MỤC TIÊU :
	1. Kiến thức:
	Trình bày được nguyên tắc cấu tạo của máy quang phổ lăng kính và nêu được tác dụng của từng bộ phận của máy quang phổ.
	Nêu được quang phổ là gì, các đặc điểm chính và những ứng dụng chính của quang phổ liên tục.
	Hiểu được khái niệm về quang phổ vạch phát xạ nguồn phát, những đặc điểm và công dụng cảu quang phổ vạch phát xạ.
	Hiểu được khái niệm về quang phổ vạch hấp thụ cách thu và điều kiện thu được quang phổ vạch hấp thụ, mối quạn hệ giữa quang phổ vạch phát xạ và quang phổ vạch hấp thụ của cùng một nguyên tố.
	Hiểu được phép phân tích quang phổ và ưu điểmcủa chúng.
	2. Kỹ năng:
	- Nhận biết tác dụng các bộ phận của máy quang phổ.
	- Nêu được nguồn phát, đặc điểm ứng dụng của các loại quang phổ.
	3. Thái độ:
II. CHUẨN BỊ :
	1. Giáo viên:
	- Vẽ sơ đồ cấu tạo máy quang phổ. Chuẩn bị một số ảnh chụp về máy quang phổ
	2. Học sinh :
	- Ôn lại kiến thức về lăng kính, thấu kính và sự tán sắc ánh sáng 	
III. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC:
A. HOẠT ĐỘNG BAN ĐẦU
1. Ổn định tổ chức (2/)
2. Kiểm tra bài cũ: 
3. Tạo tình huống học tập: 
B. TIẾN TRÌNH BÀI HỌC
TL
Hoạt động của HS
Hoạt động của GV
Kiến thức
HĐ 1: Tìm hiểu cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của máy quang phổ lăng kính
23
+ Hs xem SGK trả lời
+ Lăng kính có tác dụng phân tích chùm ánh sáng phức tạp thành các thành phần đơn sắc.
+ Hs theo dõi và ghi nhận và trả lời các câu hỏi.
- Chùm tia song song
- Phân tích thành các chùm tia song song đơn sắc
- Hội tụ ở tiêu diện ảnh của L2. Vậy màn phải đặt ở tiêu diện của L2
+ Nêu máy quang phổ dùng để làm gì?
+ Bộ phận chính của máy quang phổ?
F
L1
L2
P
F1
+ Gv dùng tranh vẽ giới thiệu cấu tạo của máy quang phổ.
- Khi chiếu chùm sáng vào khe F nằm ở tiêu diện của L1, thì sau khi qua ống chuẩn trực sẽ cho chùm sáng như thế nào?
- Chùm tia song song phức tạp (đa sắc) qua lăng kính sẽ cho chùm tia ló như thế nào?
- Chùm tia song song qua thấu kính L2 sẽ cho chùm tia ló như thế nào? Vậy trong buồng ảnh màn phải đặt ở vị trí như thế nào? 
1. Máy quang phổ lăng kính
a) Định nghĩa: Là dụng cụ dùng để phân tích một chùm ánh sáng phức tạp thành những thành phần đơn sắc.
b) Cấu tạo: 3 bộ phận chính
* Ống chuẩn trực: tạo ra chùm tia sáng song song
* Hệ tán sắc: phân tích chùm tia sáng thành nhiều chùm tia đơn sắc song song.
* Buồng tối hay buồng ảnh: chụp ảnh quang phổ.
c) Nguyên tắc hoạt động: Dựa trên hiện tượng tán sắc ánh sáng
Chùm sáng đa sắc cần nghiên cứu phát ra từ nguồn S qua ống chuẩn trực trở thành chùm sáng song song. Chùm sáng này qua hệ tán sắc được phân tích thành nhiều chùm sáng đơn sắc song song. Mỗi chùm sáng đơn sắc qua buồng ảnh cho ảnh thật trên màn là vạch màu đơn sắc gọi là vạch quang phổ là một thành phần ánh sáng đơn sắc do nguồn S phát ra.
Tập hợp các vạch màu (hoặc dãi màu) đó tạo thành quang phổ của nguồn S. 
HĐ2: Quang phổ liên tục
15