Chiếu một tia sáng đơn sắc màu vàng từ không khí (chiết suất coi như bằng 1 đối với mọi ánh sáng) vào mặt phẵng phân cách của một khối chất rắn trong suốt với góc tới 60 0.. thì thấy ti[r]
Trang 11
TRƯỜNG THPT PHÚ LÂM
Chương V: SÓNG ÁNH SÁNG
§24 TÁN SẮC ÁNH SÁNG
Quy ước chung:
PHẦN 1: LÝ THUYẾT ghi vào tập bài học
PHẦN 2: BÀI TẬP làm trực tiếp vào tập bài tập
PHẦN 1: LÝ THUYẾT
I THÍ NGHIỆM VỀ SỰ TÁN SẮC ÁNH SÁNG CỦA NEWTON (NĂM 1672):
- Kết quả:
+ Chiếu ánh sáng trắng (ánh sáng Mặt Trời)
qua khe hẹp đến lăng kính, sau lăng kính ta thấy một
dãy màu có bảy màu biến thiên liên tục từ đỏ đến tím:
đỏ, da cam, vàng, lục, làm, chàm, tím
+ Ta thấy: tia đỏ lệch ít nhất, tia tím lệch
nhiều nhất
- Dải màu quan sát được này là quang phổ của ánh sáng Mặt Trời hay quang phổ của Mặt Trời Hiện tượng trên được gọi là hiện tượng tán sắc ánh sáng
- Sự tán sắc ánh sáng: là sự phân tách một
chùm ánh sáng phức tạp thành các chùm sáng
đơn sắc
II THÍ NGHIỆM VỚI ÁNH SÁNG ĐƠN SẮC
CỦA NEWTON
- 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 có một màu nhất định và không bị tán sắc khi truyền qua lăng kính
III GIẢI THÍCH HIỆN TƯỢNG TÁN SẮC:
- Ánh sáng Mặt Trời là ánh sáng trắng 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
Ánh sáng trắng của Mặt Trời có bước sóng từ 0 đến Nhưng con người chỉ thấy được một khoảng ánh sáng có bước sóng từ 0,38 m (tím) đến 0,76 m (đỏ) gọi là ánh sáng khả kiến
- Chiết suất của thuỷ tinh biến thiên theo màu sắc của ánh sáng và tăng dần từ màu
đỏ đến màu tím
Mặt Trời
G
F
A
B C
P
M
F/
Đỏ
Da cam Vàng Lục Lam Chàm Tím
Mặt Trời
G F P
F’
Đỏ Tím
P/
M M’
Vàng
Vàng
Trang 22
Chiết suất của chất trong suốt đối với các ánh sáng đơn sắc khác nhau thì khác nhau:
nđỏ < nda cam < nvàng < nlục < nlam < nchàm < ntím ( đỏ > da cam > vàng > lục > lam > chàm
> tím)
Góc lệch của tia khúc xạ qua lăng kính tăng theo chiết suất
IV MỘT SỐ LƯU Ý:
- Chùm sáng đơn sắc khi truyền từ môi trường này sang môi trường khác, các yếu
tố không bị thay đổi là: tần số và màu sắc
- Mỗi ánh sáng đơn sắc có một bước sóng xác định trong chân không
Công thức tính bước sóng ánh sáng đơn sắc:
+ Trong không khí (chân không):
+ Trong môi trường có chiết suất n: Vì: n > 1 nên: >
- Vận tốc truyền ánh sáng phụ thuộc môi trường truyền ánh sáng Vận tốc truyền ánh sáng:
+ Trong không khí (chân không): c = 3.108 m/s
+ Trong môi trường có chiết suất n đối với ánh sáng đó: (vì: n > 1)
IV ỨNG DỤNG:
- Giải thích các hiện tượng như: cầu vồng bảy sắc, ứng dụng trong máy quang phổ lăng kính
PHẦN 2: BÀI TẬP
* Bài tập minh họa:
1 Bước sóng của ánh sáng đỏ trong không khí là 0,64 m Tính bước sóng của ánh sáng đó trong nước biết chiết suất của nước đối với ánh sáng đỏ là
2 Một chùm ánh sáng hẹp, đơn sắc có bước sóng trong chân không là = 0,60 m Xác định chu kì, tần số của ánh sáng đó Tính tốc độ và bước sóng của ánh sáng đó khi truyền trong thủy tinh có chiết suất n = 1,5
3 Một ánh sáng đơn sắc có bước sóng trong không khí là 0,6 m, còn trong một chất lỏng trong suốt là 0,4 m Tính chiết suất của chất lỏng đối với ánh sáng đó
4 Một lăng kính có góc chiết quang là 600 Biết chiết suất của lăng kính đối với ánh sáng đỏ là 1,5 Chiếu tia sáng màu đỏ vào mặt bên của lăng kính với góc tới 600 Tính góc lệch của tia ló so với tia tới
5 Một lăng kính thủy tinh có góc chiết quang A = 600, có chiết suất đối với tia đỏ là 1,514; đối với tia tím là 1,532 Tính góc lệch cực tiểu của hai tia này
λ
f
c
λ
n
λ f
v
λn λ λn
c n
c
v
4 3
Trang 33
6 Một lăng kính thủy tinh có góc chiết quang A = 40, đặt trong không khí Chiết suất của lăng kính đối với ánh sáng đỏ và tím lần lượt là 1,643 và 1,685 Chiếu một chùm tia sáng song song, hẹp gồm hai bức xạ đỏ và tím vào mặt bên của lăng kính theo phương vuông góc với mặt này Tính góc tạo bởi tia đỏ và tia tím sau khi ló ra khỏi mặt bên kia của lăng kính
7 Chiếu một tia sáng đơn sắc màu vàng từ không khí (chiết suất coi như bằng 1 đối với mọi ánh
sáng) vào mặt phẵng phân cách của một khối chất rắn trong suốt với góc tới 600
thì thấy tia phản
xạ trở lại không khí vuông góc với tia khúc xạ đi vào khối chất rắn Tính chiết suất của chất rắn trong suốt đó đối với ánh sáng màu vàng
8 Chiếu một tia sáng gồm hai thành phần đỏ và tím từ không khí (chiết suất coi như bằng 1 đối
với mọi ánh sáng) vào mặt phẵng của một khối thủy tinh với góc tới 600 Biết chiết suất của thủy tinh đối với ánh sáng đỏ là 1,51; đối với ánh sáng tím là 1,56 Tính góc lệch của hai tia khúc xạ trong thủy tinh
9 Một lăng kính có góc chiết quang A = 60 (coi là góc nhỏ) được đặt trong không khí Chiếu một chùm ánh sáng trắng song song, hẹp vào mặt bên của lăng kính theo phương vuông góc với mặt phẳng phân giác của góc chiết quang, rất gần cạnh của lăng kính Đặt một màn E sau lăng kính, vuông góc với phương của chùm tia tới và cách mặt phẳng phân giác của góc chiết quang 1,2 m Chiết suất của lăng kính đối với ánh sáng đỏ là nđ = 1,642 và đối với ánh sáng tím là nt = 1,685 Tính độ rộng từ màu đỏ đến màu tím của quang phổ liên tục quan sát được trên màn