หน่วยที่ 6 การแทรกสอดของคลื่นแสง

งานนำเสนอเรื่อง: "หน่วยที่ 6 การแทรกสอดของคลื่นแสง"— ใบสำเนางานนำเสนอ:

1 หน่วยที่ 6 การแทรกสอดของคลื่นแสง
หน่วยที่ 6 การแทรกสอดของคลื่นแสง ตอนที่ 6.1 การแทรกสอดของคลื่นแสงจากแหล่งกำเนิดแสง 2 แหล่ง เงื่อนไขของการแทรกสอด การทดลองของยัง การแทรกสอดโดยการสะท้อนจากฟิล์มบาง ตอนที่ 6.2 การแทรกสอดที่เกิดจากแหล่งกำเนิดแสงหลายแหล่ง การบวกเฟเซอร์ของคลื่น ริ้วแทรกสอดที่เกิดจากช่องเล็กยาว 3 ช่อง ริ้วแทรกสอดที่เกิดจากช่องเล็กยาว N ช่อง

2 เงื่อนไขของการแทรกสอด
1. แหล่งกำเนิดแสงเป็นแหล่งกำเนิดอาพันธ์ (Coherent source) -ความสัมพันธ์ของเฟสระหว่างแหล่งกำเนิดแสงทั้งหมดมีค่าคงที 2. แหล่งกำเนิดแสง เป็นแสงที่มีความยาวคลื่น (Wavelength) เดียว  -(Monochromatic) หรือความถี่เดียว 3. การรวมกันของคลื่นเป็นแบบการซ้อนทับกัน (Superposition)

3 จะเห็นว่า เฟส 0 กับ 2 คลื่นจะมีลักษณะเดียวกัน
เฟส คือ อะไร จะเห็นว่า เฟส 0 กับ 2 คลื่นจะมีลักษณะเดียวกัน จึงไม่สามารถทราบได้ว่า เฟส ของคลื่นเริ่มที่ใด สิ่งสำคัญคือให้พิจารณาความต่างเฟส ระหว่างคลื่นทั้งสอง

4 การรวมคลื่น เฟส ของคลื่นตรงกัน แอมพลิจูดเพิ่มขึ้น “เสริมกัน”

5 แอมพลิจูดรวมเป็นศูนย์ “หักล้างกันหมด”
การรวมคลื่น เฟส ต่างกัน 180° แอมพลิจูดรวมเป็นศูนย์ “หักล้างกันหมด”

6 สรุปการแทรกสอด สิ่งสำคัญคือ ผลต่างเฟส ของคลื่นที่เกิดการแทรกสอดกัน
ถ้าเฟสตรงกันหรือต่างกัน เกิดการแทรกสอดแบบเสริมกัน ถ้าเฟสต่างกัน จะเกิดการแทรกสอดแบบหักล้างกัน เฟสของคลื่นอาจจะเปลี่ยนแปลงตามเวลาได้ แต่ผลต่างของเฟสจะต้องคงที่ตลอดเวลา (coherent = แหล่งกำเนิดอาพันธ์) ผลต่างเฟส ********* ผลต่างของระยะทางคลื่นเคลื่อนที่

7 การทดลองแบบสลิตคู่ของยัง (Young’s double-slit experiment)

8 การทดลองแบบสลิตคู่ของยัง
การแทรกสอดบนฉากรับ

9 การรวมกันของคลื่นบนฉากรับ
มืด 0 สว่าง สว่าง ทำไมเฟสต่างกัน??? ผลต่างเฟส

10 m = 1 m = 0 Path difference :

11 m = 2 m = 1 m = 1 m = 0 m = 0 m = -1 m = -1 m = -2

12

13 การแทรกสอดของแถบสว่าง
ฉากรับ d y = 0 L >> d

14 การแทรกสอดของแถบมืด ฉากรับ d y = 0 L >> d

15 ตัวอย่าง: d L >> d ฉากรับ
d = 0.1 mm และ L = 50 cm สำหรับ  = 400 nm และ  = 700 nm ฉากรับ ก. การแทรกสอดของแถบสว่างอันดับแรกของความยาวคลื่นทั้งสองมีระยะห่างเท่าไร? m = 1 สำหรับแถบสว่าง m = 1 d L >> d ระยะห่างระหว่างแถบสว่างของความยาวคลื่นทั้งสองมีค่า = 1.5 mm ข. การแทรกสอดของแถบสว่างอันดับที่สองของความยาวคลื่นทั้งสองมีระยะห่างเท่าไร ? ค. การแทรกสอดของแถบมืดอันแรกของความยาวคลื่นทั้งสองมีระยะห่างเท่าไร ?

16 การกระจายความเข้มแสงจากการแทรกสอด
ที่จุด P

17 การกระจายความเข้มแสงจากการแทรกสอด

18 การกระจายความเข้มแสงจากการแทรกสอด

19 การรวมคลื่นด้วยแผนภาพเฟเซอร์

20 x

21 วิธีเขียนแผนภาพเฟเซอร์

22 and

23 and

24

25 การแทรกสอดจากสลิต 3 ช่อง

26

27 การเปลี่ยนเฟสเนื่องจากการสะท้อน
การศึกษาริ้วการแทรกสอดด้วยกระจกของลอยด์ พบว่าเกิดแถบมืดที่จุด P’ ซึ่งเป็นจุดที่แสงจากแหล่ง กำเนิดเดินทางมาเป็นระยะทางเท่ากัน แสดงว่าแหล่งกำเนิดแสงมีเฟสต่างกัน 180°

28

29 การแทรกสอดในฟิล์มบาง
เงื่อนไขของแถบสว่าง เงื่อนไขของแถบมืด

30 วงแหวนนิวตัน เลนส์บาง

31

32 ฟิล์มไม่สะท้อนแสง ความหนาน้อยที่สุดที่ จะทำให้เกิดการแทรกสอด
แบบหักล้างกัน m = 0