Luận văn tốt nghiệp Vật lí: Thực nghiệm khảo sát nhiễu xạ Fraunhofer qua khe hẹp

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP.HCM KHOA VẬT LÝ  LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI : GVHD : ThS TRẦN VĂN TẤN SVTH : VÕ THỊ XUÂN THUẬN Niên khóa 2009 - 2013 LỜI CẢM ƠN Một mùa hè nữa lại đến, đối với tôi, đây là thời gian cuối cùng của những tháng ngày học tập, phấn đấu và rèn luyện trên ghế nhà trường. Chỉ một thời gian ngắn nữa thôi, tôi sẽ phải rời xa mái trường đại học, rời xa những người bạn thân yêu, rời xa thầy cô kính mến để bước tiếp trên sự nghiệp trồng người. Bốn năm học đại học, không phải khoảng thời gian dài nhưng đủ để khắc ghi những kỉ niệm bên mài trường, thầy cô, bạn bè, khoảng thời gian tôi được sống trong sự quan tâm, chỉ dạy tận tình đầy nhiệt huyết của thầy cô. Và cũng trong bốn năm ấy, khoảng thời gian tôi vừa có thể học tâp, rèn luyện để bổ sung, tích lũy những kiến thức, kỹ năng sư phạm cần thiết. Vừa được trao dồi về mặt đạo đức để trở thành những người giáo viên tốt trong tương lai, tự tin đứng trên bục giảng. Với tôi, những gì có được như ngày hôm nay, ngoài sự cố gắng của bản thân đó chính nhờ công lao dạy dỗ, dìu dắt, tận tình chỉ bảo yêu thương của quý thầy cô. Cha mẹ - Người đã cho tôi sự sống, còn Thầy cô – Người đã cho tồn tại được trên đời này, đã cho tôi một nền tảng kiến thức vững chắc. Lời thầy cô đã dạy “ hư một người thầy là hư cả một thế hệ…” và công ơn của thầy cô suốt cả cuộc đời này , em xin nguyện ghi nhớ mãi mãi, nhưng không gì đền đáp được. Chỉ mong quý thầy cô nhận nơi em những tình cảm chân thành và lòng biết ơn sâu sắc nhất. Em xin chân thành cám ơn Ban giám hiệu, quý Thầy cô trường Đại học Sư Phạm Tp.HCM đặc biệt là quý thầy cô trong khoa Vật Lý đã tạo điều kiện thuận lợi cho em học tập, rèn luyện và trao dồi kiến thức cũng như giúp đỡ em hoàn thành tốt bài luận văn tốt nghiệp lần này. Và em cũng không bao giờ quên được sự chỉ bảo hướng dẫn nhiệt tình của thầy Trần Văn Tấn cùng với sự hỗ trợ giúp đỡ tận tâm của thầy Nguyễn Hoàng Long, cô Ngô Thị Phương…trong suốt tiến trình em thực hiện bài luận này. Cuối cùng em xin gửi lời cảm ơn chân thàh đến Thầy cô, gia đình và ban bè đã cổ vũ, động viên, khích lệ tinh thần cho em trong suốt quá trình học tập cũng như thực hiện luận văn lần này. Một lần nữa em xin chân thành cám ơn và gửi đến quý Thầy cô lời kính chúc sức khỏe. LỜI MỞ ĐẦU Trong thời đại phát triển của khoa học công nghệ hiện nay, con người đã không ngừng tìm tòi, nghiên cứu, đưa ra các thành tựu khoa học vào lao động, sản xuất, công nông nghiệp, y học,… Và cũng để đóng góp những thành tựu này thì Vật lý học cũng phải trải qua muôn vàng khó khăn và thử thách. Là một trong những môn khoa học ra đời sớm nhất của nhân loại, Vật lý học cổ điển. Là một hệ thống lý thuyết dựa trên nền tảng vững chắc của cơ học Newton, lý thuyết điện từ học Maxwell và bắt đầu đưa ra sự kiểm chứng những lý thuyết bằng thực nghiệm. Nhưng đến đầu thế kỉ 19, một số vấn đề lớn khiến các nhà Vật lý không thể giải thích bằng những lý thuyết của Vật lý học cổ điển như những hiện tượng: bức xạ vật đen tuyệt đối, sự bền vững của nguyên tử…và đặc biệt trong đó giao thoa và nhiễu xạ ánh sáng là những hiện tượng mà quang hình không thể nào lý giải được. Để giải thích những hiện tượng trên chỉ có thể dựa vào thuyết sóng ánh sáng. Cũng giống như các ngành khoa học khác, thế giới Vật lý luôn phong phú, rất đa dạng và muôn màu muôn vẻ. Cơ, Nhiệt, Điện, Quang là một trong những bộ phận không thể thiếu của ngành Vật lý học . Mỗi lĩnh vực sẽ nghiên cứu những vấn đề khác nhau nhưng luôn hỗ trợ, bổ sung cho nhau, góp phần làm hoàn thiện môn học vốn chứa dựng những bí ẩn,luôn thôi thúc con người tìm tòi và nghiên cứu giải thích những hiện tượng, kỳ bí của vũ trụ. Từ lúc còn học Trung học, phần Quang học luôn là phần khó, với tôi nó rất trừu tượng, hơi mơ hồ và khó hiểu. Những bài học luôn phải liên hệ thực tế, những hiện tượng tôi vẫn chưa hoàn toàn giải thích được: tại sao cầu vồng chỉ xuất hiện sau cơn mưa, chiếc đũa bỏ vào trong ly nước hình ảnh tự dưng bị gãy khúc hay những chiếc bong bóng xà phòng lấp lánh nhiều màu sắc…. Lên bậc Đại học, tôi cảm nhận được Quang học là môn học rất hay, thú vị, có thể ứng dụng giải thích được rất nhiều hiện tượng trong đời sống. Những điều đó đã thôi thúc và tạo hứng thú cho tôi tìm đến với môn học này. Khác với quang hình học, quang học sóng rất khó hình dung hiện tượng mà những lý thuyết liên quan đã một thời sóng gió trong nền vật lý học nhân loại. Trong đó hai hiện tượng quan trọng là giao thoa và nhiễu xạ ánh sáng, hai hiện tượng này đã thể hiện rõ nhất bản chất sóng của ánh sáng. Và trong một lần tiến hành thí nghiệm nhiễu xạ qua khe hẹp, tôi đã bị thu hút, thú vị bởi những hệ vân sáng tối xen kẽ lẫn nhau Còn riêng về bản thân tôi, kiến thức giải thích về hiện tượng nhiễu xạ qua khe hẹp còn nhiều hạn chế, vẫn mơ hồ và chưa rõ ràng. Vì vậy trong đề tài luận văn lần này, tôi mong rằng mình sẽ có thêm những cơ hội nghiên cứu kỹ , tiếp thu, hiểu đầy đủ và giải thích chặt chẽ hơn về hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng. Đồng thời tôi cũng hy vọng bài luận văn này có thể làm tài liệu cho các bạn sinh viên khi học đến phần Quang học này. Trong bài luận “ Thực nghiệm khảo sát hiện tượng nhiễu xạ Fraunhofer qua khe hẹp”, nội dung trình bày của tôi gồm có hai phần chính sau: Phần I: Lý thuyết về hiện tượng nhiễu xạ Fraunhofer qua khe hẹp. Trong phần này, trình bày một cách ngắn gọn, chứng minh đầy đủ hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng qua khe hẹp. Đồng thời xác định được các vị trí các cực đại, cực tiểu, cường độ vân nhiễu xạ và giao thoa khi nhiễu xạ qua một khe, hai khe ,…, N khe và lỗ tròn. Đối với nhiễu xạ từ hai khe trở lên ngoài hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng, còn có hiện giao thoa giữa các chùm tia nhiễu xạ. Phần II : Thực nghiệm khảo sát nhiễu xạ Fraunhofer qua khe hẹp. Trong phần này chúng ta sẽ lần lượt khảo sát lần lượt nhiễu xạ qua 1 khe, 2 khe, N khe và lỗ tròn. + Đối với 1 khe: Khảo sát hệ vân nhiễu xạ, xác định bước sóng của đèn Lazer, xác định vị trí các tiểu, cực đại nhiễu xạ, khảo sát cường độ sáng tỉ đối của các cực đại nhiễu xạ qua các khe có bề rộng khác nhau. + Đối với hai khe: Khảo sát hình ảnh nhiễu xạ qua khe, sự phụ thuộc của số vân vào bề rộng và khoảng cách của hai khe. +Đối với n khe: Khảo sát hình ảnh nhiễu xạ qua N khe, xác định khoảng cách giữa hai cực đại chính giao thoa. + Đối với lỗ tròn: Khảo sát và kiểm chứng hình dạng của hệ vân khi qua lỗ tròn. Ngoài ra trong bài còn có phần “ Phụ lục” bổ sung thêm những nội dung trình bày ngắn gọn trong bài. Mặc dù đã có nhiều cố gắng nhưng do thời gian và điều kiện còn hạn chế nên bài luận còn nhiều thiếu sót. Tôi rất mong nhận được sự chỉ bảo, sữa chữa và đóng góp ý kiến của quý thầy cô cùng các bạn. ... - tailieumienphi.vn