Bài tập về Sóng ánh sáng Vật lí lớp 12 Năm học 20162017 Đặng Minh Châu5207

Tài liệu luyện thi đại học môn VẬT LÝ -2016 Chương 5: GV Đặng Minh Châu (0982 11 77 29) SĨNG ÁNH SÁNG Thơng thường phịng có bóng đèn, thêm bóng đèn phải sáng hơn, tức ánh sáng cộng ánh sáng sáng Nhưng thực tế có trường hợp, ánh sáng cộng ánh sáng lại tối Ta thường nói cầu vồng có bảy màu, thực tế có nhiều màu, chuyển dần từ màu đỏ đến màu tím Nhìn vào bong bóng xà phịng ta thấy xuất màu sắc cầu vồng Những màu sắc đâu ra? DẠNG 1: TÁN SẮC ÁNH SÁNG Trong ngày hè, mưa vừa tạnh, bầu trời xuất cầu vồng nhiều màu sắc, vắt ngang vịm trời Đó kết tán sắc ánh sáng Mặt Trời 1) THÍ NGHIỆM VỀ TÁN SĂC ÁNH SÁNG: Chiếu chùm ánh sáng Mặt Trời qua khe hẹp F vào buồng tối Quan sát hình ảnh thu E trước sau đặt lăng kính P1 Kết quả: Khi qua lăng kính, chùm ánh sáng Mặt Trời khơng bị lệch phía đáy lăng kính (do khúc xạ), mà trải dài E thành dải sáng liên tục nhiều màu Quan sát kĩ dải sáng ta phân biệt bảy màu chính, từ xuống đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm, tím, bảy màu cầu vồng Như vậy, tượng tán sắc ánh sáng: tượng chiếu chùm ánh sáng trắng (ánh sáng mặt trời, ánh sáng hồ quang điện, ánh sáng đèn dây tóc…) qua mơi trường suốt (lăng kính, giọt nước…) chùm sáng bị phân tách thành chùm sáng có màu khác nhau, trải dài thành dải sáng liên tục gồm màu chính: đỏ, da cam, vàng, lục, lam, chàm, tím Vậy, tượng tán sắc phân tách chùm sáng phức tạp thành chùm sáng đơn sắc khác Dải màu từ đỏ đến tím gọi quang phổ ánh sáng Mặt Trời, hay vắn tắt quang phổ Mặt Trời Nguyên nhân tượng tán sắc ánh sáng: - ánh sáng trắng hỗn hợp nhiều ánh sáng đơn sắc, có màu từ đỏ đến tím - chiết suất thuỷ tinh (và mơi trường suốt khác) có giá trị khác ánh sáng đơn sắc có màu khác nhau, giá trị nhỏ ánh sáng đỏ giá trị lớn ánh sáng tím - mặt khác, ta biết góc lệch tia sáng đơn sắc khúc xạ qua lăng kính phụ thuộc vào chiết suất lăng kính: chiết suất lăng kính lớn góc lệch lớn Vì vậy, chùm sáng đơn sắc có màu khác chùm ánh sáng trắng, sau khúc xạ qua lăng kính, bị lệch góc khác nhau, trở thành tách rời Kết là, chùm ánh sáng trắng ló khỏi lăng kính bị trải rộng nhiều chùm sáng đơn sắc, tạo thành quang phổ ánh sáng trắng Ứng dụng tán sắc: - ứng dụng máy quang phổ để phân tích chùm ánh sáng đa sắc, vật sáng phát thành thành phần đơn sắc - nhiều tượng quang học khí quyển, cầu vồng chẳng hạn xảy tán sắc ánh sáng Đó trước tới mắt ta, tia sáng Mặt Trời bị khúc xạ phản xạ giọt nước 1) Chiết suất ? Chiết suất tỉ đối tỉ số tốc độ v1 v2 ánh sáng môi trường môi trường 2: n  n21  v1 v2 c c n ; n2   n21  v1 v2 n1 2) Do chiết suất thay đổi theo bước sóng ánh sáng nên chùm sáng tổng hợp gồm nhiều tia sáng đơn sắc đến mặt phân cách hai môi trường với góc tới, bị khúc xạ với góc khúc xạ khác nhau, có tượng tán sắc ánh sáng.Trên sở đó, tốn tượng tán sắc ánh sáng thực chất toán Chiết suất tuyệt đối môi trường chiết suất tỉ đối môi trường chân khơng: ThuVienDeThi.com n1  Tài liệu luyện thi đại học môn VẬT LÝ -2016 GV Đặng Minh Châu (0982 11 77 29) tượng khúc xạ phản xạ toàn phần mặt phân cách mơi trường suốt (đặc biệt lăng kính) Vì cần nắm vững công thức sau: Phản xạ: i = i’ Khúc xạ: n1sini1 = n2sini2 Phản xạ toàn phần: i  igh (với sinigh = n2/n1) ( n1 > n2) 3) 4) 5) 6) 7) Lăng kính: Đặt khơng khí: sini1 = nsinr1 ; sini2 = nsinr2; A = r1 + r2 ; D = i1 + i2 - A Khi góc tới góc chiết quang A nhỏ: i1 = nr1 ; i2 = nr2; A = r1+r2; D = (n-1)A Góc lệch cực tiểu Dm, lúc tia tới tia ló đối xứng qua mặt phẳng phân giác góc A i1 = i2 = im  r1 = r2 = A/2 ; Dm = 2im-A 3) Hiện tượng tán sắc ánh sáng: tượng chiếu chùm ánh sáng trắng(ánh sáng mặt trời, ánh sáng hồ quang điện, ánh sáng đèn dây tóc…) qua mơi trường suốt (lăng kính, giọt nước…) chùm sáng bị phân tách thành chùm sáng có màu khác nhau, trải dài thành dải sáng liên tục gồm màu chính: đỏ, da cam, vàng, lục, lam, chàm, tím Vậy, tượng tán sắc phân tách chùm sáng phức tạp thành chùm sáng đơn sắc khác Ánh sáng trắng: tổng hợp chùm sáng đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm, tím Ánh sáng đơn sắc: chùm sáng có 1) màu xác định (tức bước sóng/ tần số xác định) 2) Khơng bị tán sắc qua lăng kính mà bị khúc xạ (bị lệch) phía đáy lăng kính 4) Chú ý: ☺Màu đỏ bị lệch nhất, màu tím bị lệch nhiều ☺Vận tốc ánh sáng môi trường: vđỏ > vdacam > vvàng >vlục>vlam>vchàm>vtím ☺Bước sóng: λđỏ > λdacam > λvàng >λlục>λlam>λchàm>λtím ☺Chiết suất của: nđỏ < ndacam