Giao thoa là một đặc trưng vật lý của sóng, quá trình vật lý nào gây ra được hiện tượng giao thoa là quá trình sóng. Hiện tượng giao thoa ánh sáng là một chứng minh ánh sáng có tính chất sóng.

Video thí nghiệm giao thoa ánh sáng với nguồn sáng laze với ba mầu cơ bản vàng, đỏ, xanh

Phóng to vùng giao thoa ánh sáng, quan sát ta thấy các vân sáng (vân mầu) được ngăn cách với nhau bằng những khoảng tối (vân tối)

Mô tả thí nghiệm giao thoa ánh sáng (thí nghiệm khe Yâng (Young)) 


Nguồn sáng chiếu vào một khe hẹp (mục đích để lấy được tia sáng có kích thước nhỏ) tia sáng này bị nhiễu xạ (phát tán rộng ra) chiếu vào hai khe S1S2 cách nhau một khoảng a. Tại một màn quan sát cách hai khe S1S2 một khoảng D ta thu được các hệ vân sáng, vân tối xen kẽ nhau.

Hiện tượng trong vùng hai chùm sáng gặp nhau lại có những vạch tối chứng tỏ tại đó ánh sáng triệt tiêu nhau, những vạch sáng là những chỗ ánh sáng từ hai nguồn tăng cường lẫn nhau => hai nguồn sáng phát sinh hiện tượng giao thoa hay nói cách khác ánh sáng có tính chất sóng.

Vị trí các vân sáng, vân tối trên màn quan sát



Khoảng cách giữa 2 vân sáng liên tiếp, hoặc 2 vân tối liên tiếp được gọi là khoảng vân i


Từ công thức tính khoảng vân ta có thể suy ra được công thức tính bước sóng của ánh sáng λ = ia/D 

khoảng vân i, khoảng cách giữa hai nguồn a; khoảng cách từ nguồn đến màn quan sát D là các giá trị có thể đo được bằng thực nghiệm => ta có thể xác định được bước sóng của các ánh sáng trong vùng nhìn thấy. Thông qua thí nghiệm về hiện tượng giao thoa ánh sáng thực nghiệm thu được kết quả sau

Bảng mầu sắc ánh sáng đơn sắc ứng với bước sóng

Trong vùng nhìn thấy ánh sáng có bước sóng nằm trong khoảng từ 380nm đến 750nm,  mỗi một ánh sáng đơn sắc có bước sóng xác định sẽ ứng với một màu đơn sắc nhất định như bảng trên. Ánh sáng mặt trời là ánh sáng trắng là sự tổng hợp của tất cả các ánh sáng đơn sắc trong vùng nhìn thấy đó là lý do xảy ra hiện tượng tán sắc ánh sáng khi chiếu ánh sáng trắng (ánh sáng mặt trời) qua lăng kính, hoặc hiện tượng cầu vồng sau cơn mưa.

Các màu đơn sắc khi chiếu trồng lên nhau tại một điểm sẽ tạo ra các màu sắc khác nhau gọi là sự pha trộn màu sắc như bảng dưới.

Quá trình hòa trộn màu sắc trong tự nhiên

Khi ánh sáng đơn sắc truyền từ chân không hoặc không khí vào các môi trường khác nhau thì tần số của ánh sáng là không đổi chỉ có vận tốc của ánh sáng trong các môi trường đó là thay đổi.

Thí nghiệm ánh sáng dùng trong khe Yâng (Young) là ánh sáng đơn sắc nếu là ánh sáng trắng ta cũng thu được các hệ vân sáng tối xen kẽ nhau, nhưng phức tạp hơn rất nhiều, tuy nhiên vân trung tâm vẫn là vân sáng (cụ thể là ánh sáng trắng)

Video thí nghiệm giao thoa với ánh sáng trắng:

Điều kiện để có giao thoa ánh sáng:

Hai nguồn phát ánh sáng là hai nguồn kết hợp, hai sóng ánh sáng là hai sóng kết hợp:

  • Hai nguồn phải phát ra ánh sáng có cùng bước sóng
  • Hiệu số pha dao động của hai nguồn phải không đổi theo thời gian

Nhiễu xạ ánh sáng: là hiện tượng truyền sai lệch so với sự truyền thẳng khi ánh sáng gặp vật cản

Hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng quan sát được trong tự nhiên
Hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng, kết hợp với khúc xạ ánh sáng tạo nên hiện tượng giống như có ba mặt trời

Nguồn: yahoo.edu.vn