Ứng dụng giao thoa ánh sáng trong y học

Hai nguồn sáng kết hợp ℓà hai nguồn phát ra hai sóng:

Ứng dụng của hiện tượng giao thoa ánh sáng để đo:

Công thức để xác định vị trí vân sáng trên màn trong hiện tượng giao thoa:

Trong thí nghiệm I-âng về giao thoa ánh sáng đơn sắc, khoảng vân sẽ:

ỨNG DỤNGCỦA GIAO THOAÁNH SÁNGGiảng viên: Lê Thị Minh PhươngThành viên:1. Trần Thành Đạt5. Huỳnh Nguyễn Kim Dung2. Lưu Bảo Trân6. Nguyễn Thị Ngọc Vy3. Phạm Thị Bé Tuyền7. Phan Chí Bảo4. Phạm Quốc TrọngKiểm tra phẩm chất các bề mặt quang học.Mặt quang học có thể hiểu là mặt gương, mặt thấu kính, lăng kính, ....Phẩm chất các mặt quang học có ảnh hưởng nhiều đến chất lượng và độ sáng của ảnh..Vì vậy, trong những dụng cụ quang học tinh vi, các mặt quang học không được có những vết xước hoặc chỗ gồ gề quá 1/10 bước sóng..Kính hiển vi tốt nhất cũng không thể phát hiện được những sai sót bé như vậy..Phương pháp tốt nhất để kiểm tra phẩm chất các bề mặt quang học là phương pháp giao thoa.Kiểm tra phẩm chất các bề mặt quang họcGiả sử, để kiểm tra phẩm chất của mặt kính A, ta lauKínhchuẩnsạch bụi và đặt kính chuẩn B lên mặt kính A sao chogiữa A và B hợp nhau 1 góc α rất nhỏ, giữa A và B tồntại lớp không khí mỏng.α Tạo thành 1 nêm không khí.Mặt kính cần kiểm traKiểm tra phẩm chất các bề mặt quang họcPhương pháp thực hiện:Chiếu chùm sáng S song song với nêm.αHiện tượng giao thoa xảy ra làm xuất hiện hệvân sáng tối trên bề mặt nêm.αKiểm tra phẩm chất các bề mặt quang họcααNếu bề mặt kính A bằng phẳng, đạt chất lượng thì hệ vânNếu bề mặt A có vết nứt, hỏng thì hệ vân sáng-tối thusáng - tối thu được sẽ đều đặn và cách đều nhau.được sẽ bị đứt gãy, hoặc không còn cách đều nhau.Kiểm tra phẩm chất các bề mặt quang họcNgoài ra có thể dùng phương pháp giao thoa với hệ tạo vân tròn newton để kiểm tra độ đối xứng của cácmặt cong hay thấu kính.Đo chiết suất các chất lỏng, khí [giao thoa kế Rayleigh]Để đo chiết suất của một chất khí hoặc một chất lỏng chưa biết, người ta có thể dùng một dụng cụ gọi là giaothoa kế Rayleigh.Giao thoa kế RayleighĐo chiết suất các chất lỏng, khí [giao thoa kế Rayleigh]Khi ánh sáng đơn sắc từ nguồn O đi qua thấu kính L1 trở thành chùm song song chiếu vào hai khe S1, S2. Hai khenày trở thành hai nguồn sáng kết hợp. Ánh sáng từ hai nguồn này sau khi đi qua hai ống T1 và T2 sẽ giao thoa vớinhau trên tiêu diện E của thấu kính L2. Thị kính L3 dùng để quan sát hệ thống vân giao thoa trên màn E.Đo chiết suất các chất lỏng, khí [giao thoa kế Rayleigh]Giả sử đo chiết suất n của một chất lỏng nào đó Ban đầu cho hai ống T1 và T2 đựng cùng một chất lỏng [chiết suất n0, cùng P và t]. Quan sát hệ thống vân giao thoa trên màn E Sau đó thay chất lỏng trong ống T2 bằng chất lỏng cần đo n, [cùng P và t trên] Quan sát sự dịch chuyển của hệ thống vân giao thoa Đếm số vân dịch chuyển,=>chiết suất nĐo chiết suất các chất lỏng, khí [giao thoa kế Rayleigh]Thật vậy, khi thay ống T2 bằng chất lỏng cần đo n thì hiệu quang lộ của hai chùm tia so với trước đó đã thay đổi :∆L = [n − no ]d[d: chiều dài của các ống đựng chất lỏng]Nếu hệ thống vân giao thoa dịch chuyển m khoảng vân so với trước đó thì hiệu quang lộ đã thay đổi mλ. Ta cóphương trình:∆L = [n − no ]d = mλĐo chiết suất các chất lỏng, khí [giao thoa kế Rayleigh]Từ đó suy ra:mλn = no +d Đo chiết suất bằng giao thoa kế Rayleigh có độ chính xác cao, có thể xác định được sự thay đổi chiếtsuất đến 1/10000 chiết suất chuẩn n0.Đo chiều dài [giao thoa kế Michelson]Giao thoa kế Michelson dùng để đo chiều dài với độ chính xác rất cao.Cấu tạo: Gương bán mạ M. Gương phẳng G1 và G2. Kính ngắm D và màn [detector].Đo chiều dài [giao thoa kế Michelson]Chùm sáng từ nguồn laser O được chiếu đến một gương bánmạ M:••Một phần ánh sáng bị phản xạ đến gương G1.Phần ánh sáng còn lại truyền qua gương M để đếngương G2.Đến gương G1 và G2, hai chùm sáng bị phản xạ ngược trởlại. Hai chùm sáng đó là hai sóng kết hợp, khi gặp nhau trênmàn [detector], chúng sẽ giao thoa với nhau tạo nên hệ vânsáng-tối.Đo chiều dài [giao thoa kế Michelson]Quang lộ và hiệu quang lộ:λλL1 = OM + MG1 + + G1M + + MD = OM + MD + 2MG1 + λ22λλL2 = OM + MG2 + + G2 M + + MD = OM + MD + 2MG2 + λ22⇒ ∆L = L2 − L1 = 2[ MG2 − MG1 ]Khảo sát tại một điểm sáng M trên màn. Điều kiện cực đại giao thoa:kλ[ MG2 − MG1 ] =2Đo chiều dài [giao thoa kế Michelson] Nếu ta di chuyển gương ra sau [trước] một đoạn so với vị trí ban đầu khi chưa di chuyển:+Quang lộ:+Hiệu quang lộ:= k�=>=>Cực tiểu giao thoa.=> Điểm M sẽ từ vân sáng trở thành vân tối, hệ vân dịch chuyển đi nửa khoảngvân.Đo chiều dài [giao thoa kế Michelson]• Nếu ta dịch chuyển gương ra sau[trước] một đoạn so với vị trí ban đầu khi chưa dichuyển:+Quang lộ:++MD+=+Hiệu quang lộ:= k�⇒Cực đại giao thoa=> Điểm sáng M vẫn là vân sáng, hệng vânvân di chuyển đi một khoảĐo chiều dài [giao thoa kế Michelson] Kết luận: Muốn đo chiều dài của một vật nào đó, chỉ cần dịch chuyển gương G2 từ đầu này sang đầu kiacủa vật và đếm số vân dịch chuyển. Nếu hệ thống vân dịch chuyển m khoảng vân thì chiều dài vật cần đó là:mλL=2Cảm ơn cô và mọi người đãtheo dõi