đã được phóng đại). Sơ đồ này hoàn toàn tương tự sơ đồ thí nghiệm nhiễu xạ qua một khe
hẹp trên hình 25 - Trở lại phần nhiễu xạ qua một khe ta thấy rằng cực đại trung tâm Po ở tại
vị trí ảnh hình học của S qua hai thấu kính, hoàn toàn không phụ thuộc vào vị trí của khe
hẹp, khoảng cách giữa 2 cực đại và 2 cực tiểu kế tiếp bằng F (/a (H.28b), chỉ phụ thuộc vào
bề
rộng a của mỗi khe. Trong thí nghiệm trên, ánh sáng bị nhiễu xạ qua N khe, nhưng vì lý
lẽ nêu ở trên, N hình nhiễu xạ từng khít nhau, nên có thể suy ra rằng biểu đồ chấn động tổng
hợp có dạng hình 28a với thừa số nhân N.
Tuy nhiên, khác với trường hợp nhiễu xạ qua một khe, ở đây còn có hiện tượng giao
thoa của N chấn động thứ cấp xuất phát từ N khe. Trên hình 30 cho thấy N chấn động thứ
cấp nhiễu xạ theo phương OP, và giao thoa với nhau tại P. Từ phân tích định tính như trên,
chúng ta sẽ tiến hành tính toán.
b/ Tổng hợp biên độ các chấn động thứ cấp N khe:
Biên độ chấn động thứ cấp, nhiễu xạ theo phương OP, từ mỗi một khe, đã được tính
trong biểu thức (5.7) :
()
()
aii
aii
AA
o
o
o
p
==
N
AA
pNP 2
sin
2
sin
.
sin
ϕ
ϕ
∆
∆
=
N
u
u
AA
oNP
S
D
L
1
V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
o
m
Cường độ sáng nhiễu xạ tại P :
()
2
2
2
2
2
sin
sin
2
.
sin
2
Po
N
u
IA
u
ϕ
ϕ
∆
⎛⎞
⎜⎟
⎝⎠
=
∆
⎛⎞
⎜⎟
* Vị trí các cực đạ
i chính:
Từ hình 31a, ta có điều kiện cho các cực đại chính :
∆ϕ = 2kπ
π
λ
π
kiid
o
2)sin(sin
2
=−với k = 0, +_ 1, +_ 2 (5.13)
Khoảng cách góc giữa 2 cực đại chính kế tiếp là (/d
Khoảng cách trên màn quan sát là (X = F (/d (5.14)
Cường độ sáng các cực đại chính
d
kii
o
λ
=− sinsin
O
A B C D
A
O
C
B
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e
V
i
e
w
e
ϕ
ϕ
sin
sin
2
sin
2
.sin
Cho nên IMax = N
2
A
2
o
()
2
2
sin
u
u- Vị trí các cực tiểu (giao thoa) từ hình 31b, các
cực tiểu giao thoa ứng với
N (( = k2(, với k ( 0, N, 2N
Ứng với sini - sinio = ū
Khoảng cách giữa hai cực tiểu liên tiếp trên màn làĠ(với i và io nhỏ).
Với k = N -1 và k = N + 1, ta có hai cực tiểu bên cạnh cực đại chính (ứng với k - 1 trong
công thức 5.13). Vậy bề rộng của cực đại chính là :
() ()
Khoảng cách này nhỏ so với khoảng cách trong (5.14) N lần
Cường độ các cực đại phụ :
Vì
()
()
N
k
kN
2
12sin
2
12sin
2
sin
2
.sin
π
π
ϕ
ϕ
+
+
=
∆
∆
=Ġ (với k không lớn lắm)
Cường độ sáng : Imax= N2A02Ġ
Với k = 1, tỉ số cuối cùng cỡ 4%.
Vậy cường độ sáng của các cực đại phụ nhỏ hơn cường độ sáng các cực đại chính nhiều
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e
sin
2
sin
sinsin
sinsinsin
⎥
⎥
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎢
⎢
⎣
⎡
∆
∆
⎥
⎥
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎢
⎢
⎣
kii
o
1
sinsin
λ
=−
Ta thấyĠ chính là số khe n trên một đơn vị chiều dài
của cách tử
Vậy : (5.19)
Hình 32
Hình vẽ 30 được vẽ lại một cách tổng quát như hình 34.
Lưu ý : Vì ta có điều kiện – i ≤ sini ≤ +1
Nên số vân sáng giao thoa cho bởi cách tử bị giới hạn. Trong trường hợp tổng quát số
vân sáng không đối xứng ở hai bên ảnh hình học.
5. Nhiễu xạ do một lỗ tròn.
a/ Cách bố trí dụng cụ thí nghiệm (H.35)
Thấu kính L1 tạo từ nguồn điểm S một chùm tia sáng song song thẳng góc với mặt
phẳng D của hổng tròn. Thấu kính L2 đưa ảnh nhiễu xạ ở vô cực, gây ra bởi hổng tròn, về
một màn ảnh E. Po là ảnh hình học của S cho bởi hệ thống.
V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
m
Do sự đối xứng, ta được trên màn E các vân nhiễu xạ tròn cùng tâm Po.
b/ Cường độ ánh sáng nhiễu xạ tại một điểm.(H.34)
Vì hiện tượng có tính đối xứng xung quanh Po, nên ta chỉ cần xét hiện tượng trên đường
X’X.
Gọi M là một điểm nằm trên đường kính X’X của hổng tròn và có hoành độ là x.
Hiệu quang độ giữa hai tia nhiễu xạ đi qua O và qua M là:
( = MH = x sini’ = xi’ (ta chỉ cần lưu ý tới tr
ị số tuyệt đối của các góc nhiễu xạ i’). Hay
hiệu số pha là :
2'
2
ix
x
cos∫
+
−
+−=
a
a
dxxtxa ).cos(2
22
µω
y
o
x
H
M
x’
H
y’
H
. 34
i’
y
P
o
P
X
x’
a
n
g
e
V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
c
k
.
c
o
m