Lý thuyết về tán sắc ánh sáng chi tiết nhất

Có lẽ mỗi người chúng ta, ai ai cũng đã từng nhìn thấy cầu vòng. Vậy bạn có bao giờ tự hỏi cầu vòng từ đâu ra chưa? Vâng đó chính là do hiện tượng tán sắc ánh sáng gây nên. Vậy hiện tượng tác sắc ánh sáng là gì? Ứng dụng của nó trong thực tế như thế nào? Có các công thức để giải bài tập ra sao? HocThatGioi đã tổng hợp các kiến thức vào trong một bài viết này rồi đấy. Các bạn cứ thoải mái tham khảo nhé

1. Thí nghiệm về sự tán sắc ánh sáng của Newton

Newton đã thực hiện thí nghiệm như hình sau:

Sau khi thực hiện thí nghiệm, ông thu được các kết quả sau:

Vệt sáng F' trên màn M bị dịch xuống phía đáy lăng kính, đồng thời trải dài thành một dải nhiều màu, từ trên xuống dưới lần lượt là: đỏ, cam. vàng, lục, lam, chàm, tím.

Đây được gọi là quang phổ của ánh sáng Mặt Trời.

Ánh sáng Mặt Trời là ánh sáng trắng.

Hiện tượng trên chính là tán sắc ánh sáng gây ra bởi lăng kính P.

2. Thí nghiệm với ánh sáng đơn sắc của Newton

Trên màn M ở thí nghiệm vừa rồi, Newton rạch một khe hẹp F' song song với F và xê dịch màn M để đặt F' vào đúng chỗ một màu như hình sau:

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

Từ đây ta kết luận được rằng: Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng có một màu nhất định và không bị tán sắc khi truyền qua lăng kính.

3. Giải thích hiện tượng tán sắc ánh sáng

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 tới tím.

Chiết suất của các chất trong suốt biến thiên theo màu sắc của ánh sáng và tăng dần từ màu đỏ, đến màu tím.

Vì vậy, sự tán sắc ánh sáng là sự phân tích một chùm ánh sáng phức tạp thành các chùm sáng đơn sắc.

4. Ứng dụng của hiện tượng tán sắc ánh sáng

Hiện tượng tán sắc ánh sáng giúp ta giải thích được một số hiện tượng tự nhiên như cầu vồng, được ứng dụng trong máy quang phổ lăng kính.

5. Công thức về tán sắc ánh sáng

5.1 Lăng kính

Lăng kính là một dụng cụ quang học trong suốt gồm 5 mặt phẳng trơn nghiêng ở góc. Lăng kính giúp bẻ tia sáng 2 lần, làm cho tia tới lệch so với tia ló.

5.2 Công thức

Công thức tổng quát:

• sin i_1 = n sin r_1.
• sin i_2 = n sin r_2.
• A=r_1+r_2

Tính góc lệch D:

Góc lệch là góc tạo bởi tia tới và tia ló. Với mỗi mặt phẳng khúc xạ:

D=|i-r|

Với lăng kính ta có:

• D=(i_1+i_2)-(r_1+r_2).
• D=i_1+i_2-A.

Góc lệch cực tiểu

D nhỏ nhất khi i_1=i_2=i và r_1=r_2=\frac{A}{2}

=> D_{min} =2i-A

Với i và A là các góc nhỏ: i_1=nr_1; i_2= nr_2; D=(n-1)A.

Góc lệch khi đó: D=(n-1).A

Điều kiện để xảy ra phản xạ toàn phần n_1>n_2; i> i_{gh} với sin i_{gh}= \frac{n_2}{n_1}

Cảm ơn các bạn đã theo dõi bài viết của HocThatGioi về Lý thuyết về tán sắc ánh sáng chi tiết nhất. Nếu các bạn thấy hay và bổ ích, hãy chia sẻ cho bạn bè của mình để cùng nhau học thật giỏi nhá. Đừng quên để lại 1 like, 1 cmt để tạo động lực cho HocThatGioi và giúp HocThatGioi ngày càng phát triển hơn nhé! Chúc các bạn học thật tốt!