Bài 24. Tán sắc ánh sáng

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 E
F
1. Thí nghiệm về tán sắc ánh sáng
a. Sơ đồ thí nghiệm:
Một màn chắn có khoét khe hẹp F Một lăng kính có cạnh song song với khe hẹp đặt sau 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
2-Hình vẽ
Bố trí thí nghiệm
A
B
P
Màn E
F
Chùm tia sáng
không qua lăng
kính vẫn truyền
thẳng và vẫn
có màu trắng
Thí nghiệm về tán sắc ánh sáng
a. Sơ đồ thí nghiệm:
Quang phổ
Màn E
Lăng Kính
F
b. Sau khi qua
lăng kính:
Chùm tia sáng
- bị lệch về đáy
lăng kính
- 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.
Màu đỏ
Màu da cam
Màu vàng
Màu lục
Màu lam
Màu chàm
Màu tím
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 E1
Lăng Kính P1
F
Lăng Kính P2
Màn E2
Màn E1
Lăng Kính P1
F
Lăng Kính P2
Qua lăng kính P2 chùm tia ló có bị tán sắc hay không?
Màn E2
Màn E1
Lăng Kính P1
F
Lăng Kính P2
Qua lăng kính P2 chùm tia ló không bị tán sắc
Màn E2
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 giống
góc lệch của tia ló màu vàng hay không ?
Màn E1
Lăng Kính P1
F
Lăng Kính P2
Góc lệch của tia đỏ và tia vàng qua lăng kính P2 khác nhau.
Màn E2
Góc lệch của chùm tia ló màu đỏ và màu vàng qua P2 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
A
2
B
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

E
s
B
A
O1
O2
T
Đ
E
A’
B’
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 giô�ng nhau , r khác nhau. Vậy có phải n21 khác nhau không ?
i = 600
r = 34051’
i = 600
r = 34048’
i = 600
r = 34016’
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
( nđỏ <.< ntím )
nd? < ncam < nv�ng < nl?c < nlam < nch�m < 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 m?t tr?i chi?u qua nu?c mua, nĩ bị tán sắc th�nh 7 m�u d?, cam, v�ng, xanh, lam, ch�m, tím vì nh?ng gi?t nu?c mua h�nh d?ng nhu nh?ng lang kính nh?. Khi qua lang kính, �nh s�ng tr?ng b? kh�c x? v� m?i m�u nghi�ng theo m?t gĩc kh�c nhau d? cho ta th?y nh?ng m�u kh�c nhau tr?i d�i th�nh gi?i du?i d?ng m?t hình cung .
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 có hình lục lăng làm khúc xạ ánh sáng tạo thành 1 vòng tròn góc 22 độ quanh mặt trời. Như ta biết ánh sáng có 7 bảy màu chính ứng với 7 bước sóng. Màu đỏ ít bị khúc xạ hơn sẽ ở phía trong và màu tím thì ngược lại ở phía ngoài
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
Happy New Year