Bài 24: Tán sắc ánh sáng - Vật lý 12

5 trắc nghiệm 5 bài tập SGK 4 hỏi đáp

Nghiên cứu về Tán sắc ánh sáng, những đặc trưng, giải thích được hiện tượng tán sắc và các ứng dụng thường gặp trong đời sống như bảy sắc cầu vồng, màu sắc trên đĩa CD, màu sắc các loài hoa.....

Tóm tắt lý thuyết

1. Thí nghiệm về sự tán sắc ánh sáng của Niu-tơn (1672)

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

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 tập minh họa

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:

\(n_1=\frac{c}{v_1}=\frac{c}{\lambda _1.f}=1\Rightarrow \lambda _1 = \frac{c}{f} (1)\)

  • Trong chất lỏng:

\(n_1=\frac{c}{v_2}=\frac{c}{\lambda _2.f}\Rightarrow \lambda _2 = \frac{c}{n_2.f} (2)\)
Từ (1) (2) \(\Rightarrow \lambda_2=\frac{\lambda_2}{n_2}\Rightarrow n_2=\frac{\lambda_1}{\lambda_2 }\Rightarrow n_2=\frac{0,7}{0,56}=1,25\)

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’

Lời kết

Qua bài này, các em sẽ được làm quen với các kiến thức liên quan đến Tán sắc ánh sáng cùng với các bài tập liên quan theo nhiều cấp độ từ dễ đến khó…, các em cần phải nắm được : 

  • Biết được hiện tượng tán sắc ánh sáng, khái niệm về ánh sáng đơn sắc và ánh sáng trắng

  • Giải thích được hiện tượng tán sắc ánh sáng.

  • Vận dụng hiện tượng tán sắc ánh sáng để giải thích hiện tượng cầu vòng và máy quang phổ lăng kính.

Các em có thể hệ thống lại nội dung kiến thức đã học được thông qua bài kiểm tra Trắc nghiệm Tán sắc ánh sáng cực hay có đáp án và lời giải chi tiết. Các em được làm bài thi MIỄN PHÍ để test kiến thức cho bản thân nhé.Trong quá trình học tập nếu có thắc mắc hay cần trợ giúp gì thì các em hãy comment ở mục Hỏi đáp, cộng đồng Vật lý HOC247 sẽ hỗ trợ cho các em một cách nhanh chóng!

Chúc các em học tập tốt, chuẩn bị sẵn sàng kiến thức để tham gia kì thi THPT Quốc gia  tự tin và đạt thành tích cao nhất!

-- Mod Vật Lý 12 HỌC247