Vậy hiện tượng tán sắc ánh sáng là gì ? lý giải hiện tượng tán sắc ánh sáng như thế nào ? trong đời sống hiện tượng tán sắc có ứng dụng gì ? tất cả chúng ta cùng khám phá qua bài viết dưới đây .

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

Bạn đang xem : Tán sắc ánh sáng là gì ? hiện tượng tán sắc ánh sáng và ứng dụng – Vật lý 12 bài 24
• Thực hiện thí nghiệm như hình :

• 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 gồm bảy màu, từ trên xuống dưới là : đỏ, da cam, vàng, lục, lam, chàm, tím ( bảy màu của cầu vồng ) .
– Dải màu quan sát được này 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 trên gọi là sự tán sắc ánh sáng gây ra bởi lăng kính P. .

II. Thí nghiệm với ánh sáng đơn sắc của Niu-tơn

• Niu-tơn rạch trên màn M ở thí nghiệm trên một khe hẹp F ’ song song với F và xê dịch màn M để đặt F ’ vào đúng chỗ một màu – màu vàng V, ví dụ điển hình trên quang phổ như hình sau :

– Cho chùm sáng màu vàng thu được sau màn M khúc xạ qua một lăng kính P’ giống hệt lăng kính P và hứng chùm tia ló trên một màn M’, ông thấy vệt sáng trên màn M’, tuy vẫn bị dịch chuyển về phía đáy của P’, nhưng vẫn giữ nguyên màu vàng.

→ Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng có một màu nhất định và không bị tán sắc khi truyền qua lăng kính .

III. 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 những chất trong suốt biến thiên theo sắc tố 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 những chùm sáng đơn sắc .

IV. Ứng dụng của hiện tượng tán sắc

– Giải thích một số ít hiện tượng tự nhiên như : Cầu vồng bảy sắc, đó là do trước khi tới mắt ta những tia sáng Mặt Trời đã bị khúc xạ và phản xạ qua những giọt nước .
– Ứng dụng trong máy quang phổ lăng kính để nghiên cứu và phân tích một chùm sáng đa sắc do những vật phát ra thành những thành phần đơn sắc .

V. Bài tập về sự tán sắc ánh sáng

* Bài 1 trang 125 SGK Vật Lý 12: Trình bày thí nghiệm của Niu-tơn về sự tán sắc ánh sáng.

° Lời giải bài 1 trang 125 SGK Vật Lý 12:

¤ Thí nghiệm của Niu-tơn về sự tán sắc 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 cạnh khúc xạ của ( P. ) song song với F .
– Chùm tia sáng ló ra khỏi lăng kính không những bị lệch về phía đáy lăng kính, mà còn bị tách ra thành nhiều chùm sáng có sắc tố khác nhau .
– Trên màn M, ta thu được một dải màu biến thiên liên tục gồm 7 màu chính : đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm, tím. Dải sáng màu này gọi là quang phổ của Mặt Trời .

* Bài 2 trang 125 SGK Vật Lý 12: Trình bày thí nghiệm với ánh sáng đơn sắc của Niu-tơn.

° Lời giải bài 2 trang 125 SGK Vật Lý 12:

¤ Thí nghiệm của Niu-tơn về sự tán sắc ánh sáng :
– Trên màn M của thí nghiệm tán sắc ánh sáng, Niu-tơn rạch một khe hẹp F ’ song song với khe F, để tách ra một chùm sáng hẹp, chỉ có màu vàng .
– Cho chùm sáng màu vàng qua lăng kính ( P ’ ) giống hệt P. và hướng chùm tia ló trên màn M ’, vệt sáng trên màn M ’ tuy vẫn bị lệch về phía đáy của lăng kính ( P ’ ) nhưng vẫn giữ nguyên màu vàng .
– Làm thí nghiệm với những màu khác, hiệu quả vẫn như vậy. Tức là chùm sáng có một màu nào đó được tách ra từ quang phổ của Mặt Trời, sau khi qua lăng kính P ’ chỉ bị lệch mà không bị đổi màu. Niu-tơn gọi chùm sáng này là chùm sáng đơn sắc .
– Vậy ánh sáng đơn sắc là ánh sáng có một màu nhất định và không bị tán sắc khi qua lăng kính .

* Bài 3 trang 125 SGK Vật Lý 12: Trong thí nghiệm với ánh sáng đơn sắc của Niu-tơn, nếu ta bỏ màn M đi rồi đưa hai lăng kính lại sát nhau, nhưng vẫn đặt ngược chiều nhau, thì ánh sáng có còn bị tán sắc hay không?

° Lời giải bài 3 trang 125 SGK Vật Lý 12:

– Trong thí nghiệm với ánh sáng đơn sắc của Niu-tơn, nếu ta bỏ màn M đi rồi đưa hai lăng kính lại sát nhau, nhưng vẫn đặt ngược chiều nhau thì ánh sáng không còn bị tán sắc rõ ràng mà nó chỉ biểu lộ ở phần mép của chùm tia ló ( viền đỏ ở cạnh trên và viền tím ở cạnh dưới ) .

* Bài 4 trang 125 SGK Vật Lý 12: Chọn câu đúng. Thí nghiệm với ánh sáng đơn sắc của Niu-tơn nhằm chứng minh:

A. sự sống sót của ánh sáng đơn sắc
B. lăng kính không làm đổi khác sắc tố của ánh sáng qua nó .
C. ánh sáng mặt trời không phải là ánh sáng đơn sắc .
D. ánh sáng có bất kể màu gì, khi qua lăng kính cũng bị lệch về phía đấy .

° Lời giải bài 4 trang 125 SGK Vật Lý 12:

¤ Chọn đáp án : B. lăng kính không làm biến hóa sắc tố của ánh sáng qua nó .
– Thí nghiệm với ánh sáng đơn sắc của Niu-tơn nhằm mục đích chứng tỏ : Lăng kính không làm biến hóa sắc tố của ánh sáng 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 nđ = 1,643 và nt = 1,685. Cho một chùm 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.

° Lời 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 chiết quang 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 qua lăng kính :
D1 = ( nđ – 1 ) A = ( 1,643 – 1 ) 5 = 3,2150
– Góc lệch của tia tím sau khi qua lăng kính :
D2 = ( nt – 1 ) A = ( 1,685 – 1 ) 5 = 3,4250
– Góc giữa tia tím và tia tia đỏ sau khi ló ra khỏi lăng kính :
ΔD = D2 – D1 = 3,4250 – 3,2150 = 0,210 = 12,6 ′ ( quan tâm 10 = 60 ′ ) .

* Bài 6 trang 125 SGK Vật Lý 12: Một cái bể sâu 1,2m chứa đầy nước. Một tia sáng Mặt Trời rọi vào mặt nước bể, dưới góc tới i, có tani = 4/3. Tính độ dài của vết sáng tạo ở đáy bể. Cho biết: chiết suất của nước đối với ánh sáng đỏ và ánh sáng tím lần lượt là nđ = 1,328 và nt = 1,343.

° Lời giải bài 6 trang 125 SGK Vật Lý 12:

– Theo bài ra, tani = 4/3, từ công thức :

– Áp dụng định luật khúc xạ: 

Nên ta có :

– Mặt khác, ta có : cos2rd + sin2rd = 1 nên suy ra :

– Tương tự, cos2rt + sin2rt = 1 nên suy ra :

– Vậy độ dài của vệt sáng ở đấy bể là :
ΔD = HĐ – HT = h. ( tanrd – tanrt ) = 1,2 ( 0,7547 – 0,7417 ) = 0,0156 ( m ) = 1,56 ( cm ) .
– Kết luận : Độ dài của vết phát minh sáng tạo ở đáy bể là 1,56 ( cm ) .

Hy vọng với bài viết Tán sắc ánh sáng là gì? hiện tượng tán sắc ánh sáng và ứng dụng ở trên giúp ích cho các em. Mọi góp ý và thắc mắc các em vui lòng để lại bình luận dưới bài viết để HayHocHoi.Vn ghi nhận và hỗ trợ, chúc các em học tập tốt

Đăng bởi : trung học phổ thông Sóc Trăng
Chuyên mục : Giáo Dục

Source: http://139.180.218.5
Category: Thuật ngữ đời thường