Lý 12 Bài 24: Tán sắc ánh sáng

- 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.

• 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.

• 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.

- 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.

A. Sự tồn tại của ánh sáng đơn sắc.

B. Lăng kính không làm thay đổi màu sắc của ánh sáng qua nó.

C. Ánh sáng Mặt Trời không phải là ánh sáng đơn sắc.

D. Ánh sáng có bất kì màu gì, khi qua lăng kính cũng bị lệch về phái đấy.

Hướng dẫn giải

Thí nghiệm với ánh sáng đơn sắc của Niu-tơn nhằm chứng minh lăng kính không làm thay đổi màu sắc của ánh sáng qua nó.

⇒ Chọn đáp án B

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 \(D_d\) =(1,643 -1).5= 0,643.5 = \(3,125^o\)

• Với  \(n_{t}\) = 1,685 thì \(D_t\) =(1,685-1).5= 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’

Câu 1: Một lăng kính thủy tinh có góc chiết quang A = 60°. Chiếu tia sáng trắng SI vào mặt bên của lăng kính sao cho tia tới nằm phía dưới pháp tuyến tại I. Chiết suất của môi trường là lăng kính đối với ánh sáng là n = \(\sqrt 3 \). Để cho tia tím có góc lệch cực tiểu thì góc tới phải bằng bao nhiêu?

Câu 2: Chiều chùm sáng hẹp gồm hai bức xạ đổ và tím tới lăng kính tam giác đều thì tia tím có góc lệchn cực tiểu. Biết chiết suất của lăng kính đối với tia màu đỏ là n_đ = 1,414; chiết suất của lăng kính đối với tia màu tím là n_t = 1,452. Để tia đỏ có góc lệch cực tiểu, cần giảm góc tới của tia sáng một lượng bằng bao nhiêu?

Câu 3: Chiếu một chùm sáng trắng hẹp đi từ không khí đến để gặp mặt tấm thủy tinh theo phương hợp với mặt này một góc 30°. Thủy tinh có chiết suất đối ánh sáng đỏ và ánh sáng tím lần lượt là n_đ = 1,49 và n_t = 1,53. Góc hợp bởi tia khúc xạ màu đỏ và tia khúc xạ màu tím gần nhất với giá trị bao nhiêu?

Câu 4: Một lăng kính có góc chiết quang A = 5°. Biết chiết suất của lăng kính đối với tia tím là 1,58 và góc tới i nhỏ. Góc lệch của tia tới khi qua lăng kính là bao nhiêu?

Câu 5:  Trong máy quang phổ lăng kính, lăng kính có tác dụng gì?

Câu 1: Một tia sáng trắng chiếu vuông góc với mặt bên của một lăng kính có góc chiết quang A = 5°. Chiết suất của lăng kính đối với các ánh sáng màu đỏ và tím lần lượt là n_đ = 1,64 và n_t = 1,68. Sau lăng kính đặt một màn ảnh M song song với mặt bên thứ nhất của lăng kính và cách nó L = 1,2 m (xem Hình vẽ)

Chiều dài của quang phổ thu được trên màn là:

A. 2,4 mm      B. 1,2 cm

C. 4,2 mm      D. 21,1 mm

Câu 2: Một thấu kính mỏng bằng thủy tinh có hai mặt cầu lồi đặt trong không khí. Một chùm tia sáng hẹp, song song gần trục chính gồm tập hợp các ánh sáng đơn sắc đỏ, lam, tím, vàng được chiếu tới thấu kính theo phương song song với trục chính của thấu kính. Điểm hội tụ của các chùm tia sáng màu tính từ quang tâm O ra xa theo tứ tự:

A. đỏ, vàng, lam, tím

B. tím, lam, vàng , đỏ

C. đỏ, lam, vàng, tím

D. tím, vàng, lam, đỏ

Câu 3: Một thấu kính hai mặt cầu lồi đều có bán kính R = 22,5 cm. Biết chiết suất của thấu kính đối với ánh sáng tím, đỏ lần lượt là 1,50 và 1,45. Khoảng cách từ tiêu điểm chính đối với tia đỏ đến tiêu điểm chính đối với tia tím là:

A. 1,25 cm      B. 2,5 cm

C. 2,25 cm      D. 1,125 cm

Câu 4: Góc chiết quang của lăng kính bằng 6°. Chiếu một tia sáng trắng vào mặt bên của lăng kính theo phương vuông góc với mặt phẳng phân giác của góc chiết quang. Đặt một màn quan sát, sau lăng kính, song song với mặt phẳng phân giác của góc chiết quang của lăng kính và cách mặt này 2m. Chiết suất của lăng kính đối với tia đỏ là n_d = 1,5 và đối với tia tím là n_t = 1,58. Độ rộng của quang phổ liên tục trên màn quan sát bằng:

A. 16,8mm       B. 12,57mm

C. 18,30mm      D. 15,42mm

Câu 5: Một thấu kính mỏng gồm một mặt phẳng, một mặt lồi, bán kính 20 cm, làm bằng chất có chiết suất đối với ánh sáng đỏ là 1,49, đối với ánh sáng tím là 1,51. Hiệu số độ tụ của thấu kính đối với tia đỏ, tia tím là:

A. 1 dp        B. 0,1 dp

C. 0,2 dp      D. 0,02 dp

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.