Bài giảng Vật Lý 12. Bài 24 Tán sắc ánh sáng

I-Thí nghiệm về sự tán sắc ánh sáng của Newton 1-Bố trí + Cho ánh sáng mặt trời ánh sáng trắng đi qua một khe A hẹp ta có một chùm tia sáng trắng song song.. + Chùm tia sáng này đi qua

TÁN SẮC ÁNH SÁNG

Trong những ngày hè, khi cơn mưa vừa

tạnh, trên bầu trời đôi khi xuất hiện cầu vồng nhiều màu sắc, vắt ngang vòm trời

Đó là kết quả của hiện tượng gì ?

Trả lời: Do sự tán sắc ánh sáng mặt trời

• I-Thí nghiệm về sự tán sắc ánh sáng của Newton

• II-Thí nghiệm với ánh sáng đơn sắc của Newton

• III-Giải thích hiện tượng tán sắc

• IV-Ứng dụng

Tán sắc ánh sáng

màn chắn Màn E đặt sau lăng kính, hứng chùm tia ló ra khỏi lăng kính

I-Thí nghiệm về sự tán sắc ánh

sáng của Newton

1-Bố trí

+ Cho ánh sáng mặt trời (ánh sáng trắng) đi qua một khe A hẹp ta có một chùm tia sáng trắng song song

+ Chùm tia sáng này đi qua một lăng kính P và hứng ánh sáng trên một màn B đặt sau lăng kính

+ Kết quả: Trên màn ảnh B ta thấy có một dải màu như ở cầu vồng từ đỏ đến tím

Màn E

F

Chùm tia sángkhông qua lăngkính vẫn truyềnthẳng và vẫn

có màu trắng

1 Thí nghiệm về tán sắc ánh sáng

2 a Sơ đồ thí nghiệm:

- và bị tách ra thành các chùm sáng có màu

khác nhau

Quang phổ

Màn E Lăng Kính

F

Trước khi đặt lăng kính P1 trên màn E có một vệt sáng màu trắng Sau khi đặt lăng kính P1, chùm tia ló bị lệch về đáy lăng kính và ta thấy dãy sáng liên tục nhiều màu từ đỏ đến tím.

Quan sát các màu trên dãy sáng ta phân biệt được các màu nào ?

Ta gọi dãy màu liên tục từ đỏ đến tím là

quang phổ của ánh sáng trắng của Mặt Trời

2-Hiện tượng tán sắc ánh sáng

Sự tán sắc ánh sáng là sự phân tách một

chùm ánh sáng phức tạp thành các chùm ánh sáng đơn sắc

Màn E 1 Lăng Kính P 1

Màn E 2

Các tia sáng qua lăng kính bị lệch về đáy

lăng kính Góc lệch của các chùm tia có

màu khác nhau có giống nhau hay không ?

Ví dụ: góc lệch của tia ló màu đỏ có giốnggóc lệch của tia ló màu vàng hay không ?

Màn E 1 Lăng Kính P 1

Góc lệch của chùm tia ló màu đỏ và màu vàng

qua P 2 có giống nhau không ?

II-Thí nghiệm với ánh sáng đơn

sắc của Newton

• 1-Thí nghiệm

- Một chùm tia sáng trắng từ khe A , qua lăng kính P1 tạo trên màn B một dải màu liên tục từ đỏ tới tím như màu cầu vồng

- Trên màn B có khoét một khe sáng song song với khe A , nằm ở khoảng màu lục của dải màu nói trên để tách ra phía sau màn B một chùm tia hẹp màu lục

- Cho chùm tia màu lục này đi qua lăng kính P2 thì nó cũng lệch về phía đáy lăng kính và tạo ra trên màn E đặt sau P2 một vệt sáng

cũng màu lục

• 2- Hình vẽ

2B

1

E

3-Kết luận

Ánh sáng màu lục này không bị phân tích

khi đi qua lăng kính Chùm sáng đó gọi là chùm sáng đơn sắc

=>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

• 1-Ánh sáng trắng

• a-Thí nghiệm

• Ánh sáng trắng phát ra từ một khe S chiếu

tới thấu kính hội tụ O1 sao cho thu được một ảnh thật S’

Đặt một lăng kính P trong khoảng giữa O1 và ảnh S’ để chắn chùm ánh sáng trắng

Qua lăng kính chùm ánh sáng trắng bị lệch về phía đáy và bị tán sắc , tạo nên một dải màu liên tục từ đỏ tới tím

Đặt một thấu kính hội tụ O2 sao cho dãy màu này nằm ngay trên mặt thấu kính

Ta thấy mỗi điểm trên ảnh A’B’ đều có sự chồng lên nhau của tất cả các ánh sáng đơn sắc từ đỏ tới tím , tức là ảnh A’B’ là ánh

sáng trắng

s

B

A O

b-Kết luận

Ánh sáng trắng là tập hợp vô số các ánh sáng

đơn sắc khác nhau, có màu biến thiên liên

tục từ đỏ đến tím

2-Sự phụ thuộc của chiết suất của một môi trường trong suốt vào màu sắc ánh sáng

• Theo Đ/l khúc xạ ánh sáng

• sini n1=sinr n2

• n21= sini / sinr

i giôùng nhau , r khác nhau Vậy có phải n21 khác

nhau không ?

21

sin sin

i

n

i = 60 0

0 0

sin 60

1,5145 sin 34 51'

i = 60 0

r = 34 0 48’

0 0

sin 60

1,5170 sin 34 48'

i = 60 0

0 0

sin 60

1,5381 sin 34 16'

• Chiết suất của cùng một chất trong suốt đối với các ánh sáng đơn sắc khác nhau là khác nhau

• Chiết suất tăng dần từ đỏ đến tím

• ( nđoû <…< ntím )

nđỏ < ncam < nvàng < nlục < nlam < nchàm < ntím

• IV-Ứng dụng

• 1-Trong đời sống

• Dùng trong máy quang phổ lăng kính là

thiết bị dùng để nhận biết các thành phần cấu tạo của 1 chùm sáng phức tạp do 1

nguồn sáng phát ra

• Kim cương có khả năng tán sắc tốt, chúng biến những tia sáng trắng thành những màu sắc lấp lánh sau khi đã qua mài dũa

2-Trong tự nhiên

• Giúp chúng ta giải thích các hiện tượng tự

nhiên kì thú

• a) Cầu vồng

• Khi mặt trời chiếu qua nước mưa, nĩ bị tán

sắc thành 7 màu đỏ, cam, vàng, xanh, lam,

chàm, tím vì những giọt nước mưa hành động như những lăng kính nhỏ Khi qua lăng kính, ánh sáng trắng bị khúc xạ và mỗi màu nghiêng theo một gĩc khác nhau để cho ta thấy những màu khác nhau trải dài thành giải dưới dạng

Mặt

trời

Hạt mưa

b)Tán mặt trời (mặt trăng)

• Hiện tượng này diễn ra khi mặt trời bị che bởi lớp mây ti ở rất cao ánh sáng mặt trời bị khúc

xạ khi qua các tinh thể băng nhỏ li ti ở trong lớp mây này Các tinh thể băng cĩ hình lục

lăng làm khúc xạ ánh sáng tạo thành 1 vịng

trịn gĩc 22 độ quanh mặt trời Như ta biết ánh sáng cĩ 7 bảy màu chính ứng với 7 bước sĩng Màu đỏ ít bị khúc xạ hơn sẽ ở phía trong và

màu tím thì ngược lại ở phía ngồi

c)Mặt trời giả

• Theo các nhà khoa học, hiện tượng đặc biệt

này gọi là “hào quang mặt trời” hay đơn giản

là mặt trời giả

• Điều này được giải thích như là sự khúc xạ của những phân tử rắn hình cầu chứa trong những đám mây Mặt trời giả là hiện tượng phổ biến

ở những vùng địa cực nhưng rất hiếm thấy ở

những nơi khác