1.1.1. Sự tạo thành vân giao thoa

– Hiện tượng hai sóng kết hợp, khi gặp nhau tại những điểm xác định, luôn luôn hoặc làm tăng cường, hoặc làm yếu nhau được gọi là hiện tượng giao thoa của sóng.

Hình 3.1. Đường truyền sóng từ hai nguồn A và B đến M

Hình 3.2. Đồ thị li độ – thời gian của điểm M khi hai sóng tới đồng pha

– Khi hai sóng đến điểm M đồng pha thì dao động tại đó có biên độ lớn nhất.

– Điều kiện những điểm dao động với biên độ lớn nhất: 

$x_2-x_1=k\lambda$(k là số nguyên).

Hình 3.3. Đồ thị li độ – thời gian của điểm M khi hai sóng tới ngược pha

– Khi hai sóng đến điểm M ngược pha thì biên độ dao động tại M là nhỏ nhất. Điều kiện những điểm dao động với biên độ nhỏ nhất: \({x_2} – {x_1} = \left( {k + \frac{1}{2}} \right)\lambda \) (k là số nguyên).

– Tập hợp các điểm dao động với biên độ lớn nhất hoặc nhỏ nhất tạo thành các đường xác định trong vùng giao thoa của hai sóng. Các đường này được gọi là hệ vân giao thoa của hai sóng.

1.1.2. Thí nghiệm kiểm tra

Hình 3.4. Hình ảnh giao thoa của hai sông nước đường màu xanh biểu diễn các gợn sóng lối, đường màu tim biểu diễn các gợn sóng lõm

Điều kiện để có hiện tượng giao thoa sóng là hai sóng phải xuất phát từ hai nguồn dao động có cùng tần số, cùng phương dao động và có độ lệch pha không đổi theo thời gian.

· Sử dụng nguồn laser S0 chiếu đồng thời hai khe hẹp S1 và S2. Hai khe này trở thành nguồn sáng kết hợp, sử dụng màn E để thu hệ vân giao thoa.

Hình 3.5. Sở đồ thí nghiệm giao thoa ánh sáng với khe Young và các vẫn giao thoa thu được trên màn E

– Khoảng cách giữa hai vân sáng hoặc hai vân tối liên tiếp thì bằng nhau và được gọi là khoảng vân, kí hiệu là i.

– a là khoảng cách giữa hai khe hẹp S₁ và S₂.

– D là khoảng cách từ trung điểm của hai nguồn sáng S₁, S₂ đến màn E.

– Công thức khoảng vân: \(i = \frac{{\lambda D}}{a}\)

– Vị trí vân sáng bậc k: \({x_s} = ki\)

– Vị trí vân tối thứ k: \({x_t} = (k – \frac{1}{2})i\)

· Nếu dùng nguồn phát ánh sáng trắng tại S0 thì trên màn quan sát ta sẽ thấy vạch sáng trắng ở chính giữa, hai bên vạch này có những dải màu như cầu vồng.

Hình 3.6. Vân giao thoa của hai nguồn phát ánh sáng trắng

• Giao thoa là hiện tượng hai sóng kết hợp gặp nhau tại những điểm xác định tạo nên những điểm dao động với biên độ cực đại (hai sóng tăng cường lẫn nhau) và những điểm dao động với biên độ cực tiểu ( hai sóng làm suy yếu lẫn nhau). •Trong giao thoa sóng nước, các điểm dao động với biên độ cực đại hay cực tiểu nằm trên các đường xác định xen kẽ trên mặt nước. • Trong thí nghiệm về giao thoa ánh sáng với hai khe sáng hẹp của Young, các vân sáng, vân tối nằm xen kẽ và cách đều nhau trên màn quan sát. Khoảng cách giữa hai vân sáng hoặc hai vẫn tối liên tiếp được gọi là khoảng vân và tính bằng công thức: \(i = \frac{{\lambda D}}{a}\)