[embed]https://www.youtube.com/watch?v=EnIa4-LDGVw[/embed]
Bạn đang xem: Hiện Tượng Tán Sắc Ánh Sáng, Ánh Sáng Trắng, Ánh Sáng Đơn Sắc
Trên thực tế, chắc hẳn bạn đã từng gặp hiện tượng tán xạ ánh sáng, ví dụ điển hình là bảy sắc cầu vồng mà chúng ta thường gặp sau một trận mưa nhẹ như trút nước, đây là hiện tượng ánh nắng tán xạ trong mây tạo nên những hạt mưa.
Bạn đang xem: Hiện tượng tán sắc ánh sáng
Vậy tán sắc ánh sáng là gì? Làm thế nào để giải thích sự phân tán của ánh sáng? Ứng dụng của phân phối trong cuộc sống thực là gì? Hãy cùng tìm hiểu qua bài viết dưới đây.
I. Thí nghiệm về sự truyền ánh sáng của Newton (1672)
• Tiến hành thí nghiệm như hình vẽ:
• Kết quả:
- Vệt sáng F' trên màn M dời về phía đáy của lăng kính, đồng thời bị kéo dài thành một dải bảy màu sặc sỡ, lần lượt từ trên xuống dưới: đỏ, da cam, vàng, lục, lam, chàm, màu tím (bảy sắc cầu vồng).
Dải màu có thể nhìn thấy này được gọi là quang phổ của ánh sáng mặt trời hay quang phổ của Mặt trời.
- Ánh sáng mặt trời là ánh sáng trắng.
Hiện tượng này gọi là hiện tượng tán sắc ánh sáng do lăng kính P gây ra.
II. Thí nghiệm của Newton với ánh sáng đơn sắc
• Newton cắt màn M trong thí nghiệm trên một khe hẹp F' song song với F và di chuyển màn M để đặt F' tại vị trí có màu - vàng V, chẳng hạn trên quang phổ như hình dưới đây:
→ Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng có màu xác định và không bị tán sắc khi đi qua lăng kính.
III. Giải thích hiện tượng khuếch tán
- 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 các chất trong suốt thay đổi theo màu sắc ánh sáng và tăng dần từ đỏ đến tím.
Tán xạ ánh sáng là sự phân tách chùm sáng phức tạp thành các tia đơn sắc.
IV. Ứng dụng của hiện tượng tán sắc
- Giải thích được một số hiện tượng tự nhiên như: cầu vồng bảy sắc, đó là do tia nắng mặt trời bị các giọt nước khúc xạ và phản xạ trước khi đến mắt ta.
- Ứng dụng trong máy quang phổ lăng kính để phân tích chùm sáng đa sắc do vật phát ra thành các thành phần đơn sắc.
V. Bài tập về sự phân bố ánh sáng
* Bài 1 trang 125 SGK Vật Lý 12: Mô tả thí nghiệm của Newton về sự phân bố ánh sáng.
° Giải bài 1 trang 125 SGK Vật Lý 12:
¤ Thí nghiệm Newton về sự phân bố ánh sáng:
- Chiếu một chùm ánh sáng trắng (ánh sáng mặt trời) song song qua khe hẹp F.
- Đặt một màn M song song với khe F. Giữa khe F và màn M đặt một lăng kính (P) sao cho mặt chiết quang của (P) song song với F.
- Chùm sáng đi ra từ lăng kính không những không bị lệch về phía đáy lăng kính mà còn bị tách thành nhiều tia có màu khác nhau.
- Trên màn M ta thu được dải màu biến thiên liên tục gồm 7 màu chính: đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm, tím. Dải ánh sáng này được gọi là quang phổ của Mặt trời.
* Bài 2 trang 125 SGK Vật Lý 12: Mô tả thí nghiệm của Newton với ánh sáng đơn sắc.
° Giải bài 2 trang 125 SGK Vật Lý 12:
Xem thêm: paid bl có tốt không
¤ Thí nghiệm Newton về sự phân bố ánh sáng:
- Trên màn M của thí nghiệm tán xạ ánh sáng, Niu-tơn rạch một khe hẹp F' song song với khe F để tách một chùm ánh sáng hẹp chỉ có màu vàng.
- Cho chùm tia sáng màu vàng qua một lăng kính (P') trùng với P và hướng chùm tia tới màn M' thì vệt sáng trên màn M' vẫn bị lệch về phía đáy của lăng kính (P') nhưng vẫn giữ nguyên cùng một màu vàng.
- Làm thí nghiệm với các màu khác, kết quả vẫn như vậy. Tức là một tia sáng có màu nhất định bị tách khỏi quang phổ của Mặt trời, sau khi đi qua lăng kính P' chỉ bị lệch hướng mà không bị đổi màu. Newton gọi tia sáng này là tia đơn sắc.
Vậy, ánh sáng đơn sắc là ánh sáng có một màu nhất định và không bị tán sắc khi đi qua lăng kính.
* Bài 3 trang 125 SGK Vật Lý 12: Trong thí nghiệm của Newton với ánh sáng đơn sắc, nếu bỏ màn M rồi đưa hai lăng kính lại gần nhau nhưng đặt ngược chiều nhau thì ánh sáng có còn bị tán sắc không?
° Giải bài 3 trang 125 SGK Vật Lý 12:
- Trong thí nghiệm của Niu-tơn với ánh sáng đơn sắc, nếu bỏ đường cong M và đưa hai lăng kính lại gần nhau nhưng vẫn đặt ngược chiều nhau thì ánh sáng không còn bị tán sắc rõ rệt mà chỉ biểu hiện ở rìa tia ló. (viền đỏ viền trên và viền tím viền dưới).
* Bài 4 trang 125 SGK Vật Lý 12: Chọn những đáp án đúng. Thí nghiệm của Newton với ánh sáng đơn sắc nhằm chứng minh:
A. sự tồn tại của ánh sáng đơn sắc
B. Lăng kính không làm đổi màu ánh sáng truyền qua nó.
C. ánh sáng mặt trời không phải là ánh sáng đơn sắc.
D. ánh sáng có màu bất kỳ khi đi qua lăng kính thì cũng bị khúc xạ tại đó.
° Giải bài 4 trang 125 SGK Vật Lý 12:
¤ Chọn câu trả lời: B. Lăng kính không làm đổi màu ánh sáng truyền qua nó.
- Thí nghiệm của Newton với ánh sáng đơn sắc để chứng minh: Một lăng kính không làm đổi màu ánh sáng truyền qua nó.
* Bài 5 trang 125 SGK Vật Lý 12: Một lăng kính thủy tinh có góc chiết quang A = 5o, được coi là nhỏ, có chiết suất đối với ánh sáng đỏ và ánh sáng tím lần lượt là nd = 1,643 và nt = 1,685. Cho một chùm ánh sáng trắng hẹp chiếu vào một mặt của lăng kính với góc tới i nhỏ. Tính góc hợp bởi tia tím và tia đỏ sau khi ló ra khỏi lăng kính.
° Giải bài 5 trang 125 SGK Vật Lý 12:
Công thức tính lăng kính:
sini1 = nsinr1; sini2 = nsinr2 ; A = r1 + r2; D = i1 + i2 - A
- Khi góc tới i và góc khúc xạ A nhỏ (sinr1≈ r1 ; sinr2 ≈ r2) thì ta có:
i1 = nr1; i2 = nr2 ; A = r1 + r2;
D = i1 + i2 - A = nr1 + nr2 - A = n(r1 + r2) - A = nA - A = (n-1)A
- Góc lệch của tia đỏ sau khi đi qua lăng kính:
D1 = (đồng – 1)A = (1,643 – 1)5 = 3,2150
- Góc của tia tím sau khi đi qua lăng kính:
D2 = (nt – 1)A = (1,685 – 1)5 = 3,4250
- Góc giữa tia tím và tia đỏ sau khi ra khỏi lăng kính:
ΔD = D2 - D1 = 3,4250 - 3,2150 = 0,210 = 12,6" (lưu ý 10 = 60").
Xem thêm: Hướng Dẫn Tự Học Tiếng Việt Lớp 1 Tại Nhà Đơn Giản Nhất!, Hướng Dẫn Tự Học Tiếng Việt Lớp 1
* Bài 6 trang 125 SGK Vật Lý 12: Một bể sâu 1,2m chứa đầy nước. Một chùm ánh sáng mặt trời chiếu vào mặt bể, dưới góc tới i, với tani = 4/3. Tính độ dài đường tạo thành ở đáy bể. Chiết suất của nước đối với ánh sáng đỏ và ánh sáng tím lần lượt là n = 1,328 và nt = 1,343.
Xem thêm: nón kết sơn chính hãng có tốt không
Bình luận