Bài 24: Tán sắc ánh sáng
Video bài giảng
1. Thí nghiệm về sự tán sắc ánh sáng của Niu-tơn (1672)
.png)
-
Kết quả:
-
Vệt sáng F’ trên màn M bị dịch xuống phía đáy lăng kính, đồng thời bị trải dài thành một dải màu sặc sỡ.
-
Quan sát được 7 màu: đỏ, da cam, vàng, lục, làm, chàm, tím.
-
Ranh giới giữa các màu không rõ rệt.
-
Dải màu quan sát được này là quang phổ của ánh sáng Mặt Trời hay quang phổ của Mặt Trời.
-
Ánh sáng Mặt Trời là ánh sáng trắng.
-
Sự tán sắc ánh sáng: là sự phân tách một chùm ánh sáng phức tạp thành các chùm sáng đơn sắc.
-
2. Thí nghiệm với ánh sáng đơn sắc của Niu-tơn
.PNG)
-
Cho các chùm sáng đơn sắc đi qua lăng kính → tia ló lệch về phía đáy nhưng không bị đổi màu.
-
Vậy: Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng không bị tán sắc khi truyền qua lăng kính.
3. Giải thích hiện tượng tán sắc
-
Ánh sáng trắng không phải là ánh sáng đơn sắc, mà là hỗn hợp của nhiều ánh sáng đơn sắc có màu biến thiên liên tục từ đỏ đến tím.
-
Chiết suất của thuỷ tinh biến thiên theo màu sắc của ánh sáng và tăng dần từ màu đỏ đến màu tím.
-
Sự tán sắc ánh sáng là sự phân tách một chùm ánh sáng phức tạp thành c chùm sáng đơn sắc.
4. Ứng dụng
Giải thích các hiện tượng như: cầu vồng bảy sắc, ứng dụng trong máy quang phổ lăng kính…
-
Hiện tượng tán sắc ánh sáng được dùng trong máy quang phổ để phân tích một chùm sáng đa sắc, do các vật sáng phát ra, thành các thành phần đơn sắc.
-
Nhiều hiện tượng quang học trong khí quyển, như cầu vồng chẳng hạn xảy ra do sự tán sắc ánh sáng. Đó là vì trước khi tới mắt ta, các tia sáng Mặt Trời đã bị khúc xạ và phản xạ trong các giọt nước.
Bài 1:
Một ánh sáng đơn sắc có bước sóng trong không khí là \(0,7\mu m\) và trong chất lỏng trong suôt là \(0,56\mu m\). Chiết suất của chất lỏng đối với ánh sáng đó bằng bao nhiêu?
Hướng dẫn giải:
-
Trong không khí:
\(\begin{array}{l}
{n_1} = \frac{c}{{{v_1}}} = \frac{c}{{{\lambda _1}.f}} = 1\\
\Rightarrow {\lambda _1} = \frac{c}{f}(1)
\end{array}\)
-
Trong chất lỏng:
\(\begin{array}{l}
{n_1} = \frac{c}{{{v_2}}} = \frac{c}{{{\lambda _2}.f}}\\
\Rightarrow {\lambda _2} = \frac{c}{{{n_2}.f}}(2)
\end{array}\)
Từ (1) (2) \( \Rightarrow {\lambda _2} = \frac{{{\lambda _2}}}{{{n_2}}}\)
\(\begin{array}{l}
\Rightarrow {n_2} = \frac{{{\lambda _1}}}{{{\lambda _2}}}\\
\Rightarrow {n_2} = \frac{{0,7}}{{0,56}} = 1,25
\end{array}\)
Bài 2:
Một lăng kính thủy tinh có góc chiết quang A = \(5^o\), được coi là nhỏ, các chiết suất đối với ánh sáng đỏ và ánh sáng tím lần lượt là \(n_{d}\) = 1,643 và \(n_{t}\) = 1,685. Cho một chùm ánh sáng trắng hẹp rọi vào một mặt bên của lăng kính, dưới góc tới i nhỏ. Tính góc giữa tia tím và tia đỏ sau khi ló ra khỏi lăng kính.
Hướng dẫn giải:
Coi góc chiết quang là nhỏ nên góc lệch được tính theo công thức:
D = (n-1) A
Với \(n_{d}\) = 1,643 thì \(D_d\) = 0,643.5 = \(3,125^o\)
Với \(n_{t}\) = 1,685 thì \(D_t\) = 0,685.5 = \(3,425^o\)
Góc lệch giữa tia đỏ và tia tím là:
∆D = \(D_t\) – \(D_d\) = \(0,21^o\)= 12,6’
1. Thí nghiệm về sự tán sắc ánh sáng của Niu-tơn (1672)
-
Kết quả:
-
Vệt sáng F’ trên màn M bị dịch xuống phía đáy lăng kính, đồng thời bị trải dài thành một dải màu sặc sỡ.
-
Quan sát được 7 màu: đỏ, da cam, vàng, lục, làm, chàm, tím.
-
Ranh giới giữa các màu không rõ rệt.
-
Dải màu quan sát được này là quang phổ của ánh sáng Mặt Trời hay quang phổ của Mặt Trời.
-
Ánh sáng Mặt Trời là ánh sáng trắng.
-
Sự tán sắc ánh sáng: là sự phân tách một chùm ánh sáng phức tạp thành các chùm sáng đơn sắc.
-
2. Thí nghiệm với ánh sáng đơn sắc của Niu-tơn
-
Cho các chùm sáng đơn sắc đi qua lăng kính → tia ló lệch về phía đáy nhưng không bị đổi màu.
-
Vậy: Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng không bị tán sắc khi truyền qua lăng kính.
3. Giải thích hiện tượng tán sắc
-
Ánh sáng trắng không phải là ánh sáng đơn sắc, mà là hỗn hợp của nhiều ánh sáng đơn sắc có màu biến thiên liên tục từ đỏ đến tím.
-
Chiết suất của thuỷ tinh biến thiên theo màu sắc của ánh sáng và tăng dần từ màu đỏ đến màu tím.
-
Sự tán sắc ánh sáng là sự phân tách một chùm ánh sáng phức tạp thành c chùm sáng đơn sắc.
4. Ứng dụng
Giải thích các hiện tượng như: cầu vồng bảy sắc, ứng dụng trong máy quang phổ lăng kính…
-
Hiện tượng tán sắc ánh sáng được dùng trong máy quang phổ để phân tích một chùm sáng đa sắc, do các vật sáng phát ra, thành các thành phần đơn sắc.
-
Nhiều hiện tượng quang học trong khí quyển, như cầu vồng chẳng hạn xảy ra do sự tán sắc ánh sáng. Đó là vì trước khi tới mắt ta, các tia sáng Mặt Trời đã bị khúc xạ và phản xạ trong các giọt nước.
Bài 1:
Một ánh sáng đơn sắc có bước sóng trong không khí là \(0,7\mu m\) và trong chất lỏng trong suôt là \(0,56\mu m\). Chiết suất của chất lỏng đối với ánh sáng đó bằng bao nhiêu?
Hướng dẫn giải:
-
Trong không khí:
\(\begin{array}{l}
{n_1} = \frac{c}{{{v_1}}} = \frac{c}{{{\lambda _1}.f}} = 1\\
\Rightarrow {\lambda _1} = \frac{c}{f}(1)
\end{array}\)
-
Trong chất lỏng:
\(\begin{array}{l}
{n_1} = \frac{c}{{{v_2}}} = \frac{c}{{{\lambda _2}.f}}\\
\Rightarrow {\lambda _2} = \frac{c}{{{n_2}.f}}(2)
\end{array}\)
Từ (1) (2) \( \Rightarrow {\lambda _2} = \frac{{{\lambda _2}}}{{{n_2}}}\)
\(\begin{array}{l}
\Rightarrow {n_2} = \frac{{{\lambda _1}}}{{{\lambda _2}}}\\
\Rightarrow {n_2} = \frac{{0,7}}{{0,56}} = 1,25
\end{array}\)
Bài 2:
Một lăng kính thủy tinh có góc chiết quang A = \(5^o\), được coi là nhỏ, các chiết suất đối với ánh sáng đỏ và ánh sáng tím lần lượt là \(n_{d}\) = 1,643 và \(n_{t}\) = 1,685. Cho một chùm ánh sáng trắng hẹp rọi vào một mặt bên của lăng kính, dưới góc tới i nhỏ. Tính góc giữa tia tím và tia đỏ sau khi ló ra khỏi lăng kính.
Hướng dẫn giải:
Coi góc chiết quang là nhỏ nên góc lệch được tính theo công thức:
D = (n-1) A
Với \(n_{d}\) = 1,643 thì \(D_d\) = 0,643.5 = \(3,125^o\)
Với \(n_{t}\) = 1,685 thì \(D_t\) = 0,685.5 = \(3,425^o\)
Góc lệch giữa tia đỏ và tia tím là:
∆D = \(D_t\) – \(D_d\) = \(0,21^o\)= 12,6’