Bài giảng tán sắc ánh sáng

Khóa h ọ c LTĐHDB V ậ t Lí – Th ầ y Đoàn Công Th ạ o Tán sắc ánh sáng Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 1 - A. Tóm tắt lý thuyết 1. Hiện tượng tán sắc ánh sáng + Khái niệm: Là hiện tượng khi ta chiếu 1 chùm sáng trắng tới gặp lăng kính, thì không những tia sáng bị lăng kính làm lệch về phía đáy, mà còn bị lăng kính phân tích thành 1 chùm tia sáng màu có màu biến đổi liên tục từ đỏ đến tím + Nguyên nhân của hiện tượng tán sắc ánh sáng - Tia sáng trắng là tập hợp của vô số màu, có màu biến đổi liên tục từ đỏ đến tím - Chiết suất của lăng kính và các màu sắc khác nhau (ánh sáng đơn sắc khác nhau) là khác nhau và biến đổi theo quy luật tăng dần khi xếp từ tia đỏ đến tím: / d d c v luc lam ch t n n n n n n n < < < < < < + Khái niệm quang phổ nhìn thấy của ánh sáng trắng: Dải màu biến đổi liên tục từ đỏ đến tím thu được trên màn E trên lăng kính ở thí nghiệm về tán sắc ánh sáng trắng được gọi là quang phổ nhìn thấy của ánh sáng trắng 2. Ánh sáng đơn sắc: Là ánh sáng chỉ có 1 màu, chỉ có 1 bước sóng, và không bị tán sắc 3. Ánh sáng trắng: là tập hợp của vô số các màu đơn sắc, có màu biến đổi liên tục từ đỏ đến tím. Cụ thể gồm 7 màu chính: đỏ, da cam, vàng, lục, lam, chàm, tím 4. Bài tập +/ Nhớ: 1. / d d c v luc lam ch t n n n n n n n < < < < < < 2. 6 công thức của lăng kính 1 1 2 2 1 1 1 2 sin sin sin sinr i n r i n A r r D i i A =   =   = +   = + −  + Khi A, 0 1 10 ( 1). i D n A ≤ ⇒ ≈ − + Khi min 1 2 1 2 min sin sin 2 2 D A i i r r D n= ⇔ = ⇒ ⇒ = Bài tập 1 : (Góc lệch cực tiểu với các tia sáng màu trong tia sáng trắng) Cho lăng kính có tiết diện thẳng là tam giác đều ABC, biết chiết suất lăng kính với 2 d n = ; 3 t n = . Chiếu 1 tia sáng trắng SI tới gặp mặt bên AB 1. Tìm góc tới của tia sáng để cho tia sáng tím có góc lệch cực tiểu 2. Tìm góc tới của tia sáng để cho tia sáng đỏ có góc lệch cực tiểu và tính góc lệch cực tiểu đó 3. Giả sử lăng kính có trục quay trùng cạch a và tia sáng tới SI có phương không đổi, tìm góc quay của lăng kính quanh trục này (xác định rõ chiều quay) để có hiện tượng chuyển từ trạng thái tia tím có góc lệch cực tiểu sang trạng thái tia đỏ có góc lệch cực tiểu TÁN SẮC ÁNH SÁNG (TÀI LIỆU BÀI GIẢNG) Giáo viên: ĐOÀN CÔNG THẠO Khóa h ọ c LTĐHDB V ậ t Lí – Th ầ y Đoàn Công Th ạ o Tán sắc ánh sáng Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 2 - Hướng dẫn giải 0 60 A = 1. min , t t i D 0 0 0 min min min 60 sin .sin sin 3sin 30 sin 60 60 2 2 2 t t t t D A DA n D + + = ⇒ = = ⇒ = Mà 0 min 2 60 t t t D i A i= − ⇒ = 2. min , d d i D 0 0 min 45 , 30 d d i D= = 3. Xoay ngược chiều kim đồng hồ một góc t d i i α ∆ = − Bài tập 2 : (Cho chiết suất, tìm bề rộng dải quang phổ) Một lăng kính có góc chiết quang A=20’; 4 1' 3.10 Rad − = . Một màn E song song với đường phân giác của góc chiết quang và cách đường phân giác 50cm. Biết 1,6; 1,62 d t n n = = . Chiếu một tia sáng trắng SA vuông góc với đường phân giác của góc chiết quang sao cho 1 phần tia sáng không gặp lăng kính, còn 1 phần gặp. Thì qua kết quả trên màn E có 1 vạch sáng trắng và 1 dải quang phổ từ đỏ đến tím. Tìm bề rộng dải quang phổ trên màn Hướng dẫn giải 2 A i = ; A bé; ( 1) ( 1) d d t t D n A D n A = −   = −  ; D .tan D . ( 1). .tan D . ( 1). d d d t t t H AH AH D AH n A HJ Ah AH D AH n A = ≈ = −   = ≈ = −  4 D ( ). 50(1,62 1,6).3.10 t d DT HT H AH n n A cm − = − = − = − Bài tập 3: (Cho bề rộng dải quang phổ tìm chiết suất) Cho 1 lăng kính có tiết diện là 1 tam giác ABC với góc 0 15 A = . Mặt bên AB song song với màn E, cách màn 50cm. Chiếu một tia sáng trắng SA vuông góc với AB sao cho một phần gặp lăng kính và 1 phần không gặp lăng kính thì kết quả cho thấy trên màn thu được 1 vệt sáng trắng ở H và 1 dải quang phổ thuộc đoạn DT, với 50 D 3 H cm = ; HT=50cm. Tìm ; d t n n Hướng dẫn giải SI truyền thẳng qua AB, găp AC: 0 15 i A= = 0 0 D 50 1 tan D 30 3.50 3 tan D 1 45 d d t t H D AH HT D AH  = = = ⇒ =     = = ⇒ =   ; 0 0 45 60 d d t t r i D r i D  = + =   = + =   Khóa h ọ c LTĐHDB V ậ t Lí – Th ầ y Đoàn Công Th ạ o Tán sắc ánh sáng Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 3 - Từ định luật khúc xạ: 0 0 0 0 sinr sin45 sin 1.sinr sin sin15 sin 1.sinr sinr sin60 sin sin15 d d d d t t t t n n i i n i n i  = =  =   ⇒   =   = =   Các câu hỏi: 1. Hãy cho biết điều kiện khi tia sáng có nhiều màu khi gặp mặt phân cách giữa 2 môi trường bị tán sắc 2. Máy quang phổ được hoạt động dựa trên nguyên tắc nào 3. Trình bày hiểu biết về tia hồng ngoại (định nghĩa, vật phát, tính chất, ứng dụng) 4. Trình bày hiểu biết về tia tử ngoại (định nghĩa, vật phát, tính chất, ứng dụng) 5. Trình bày hiểu biết về quang phổ liên tục (định nghĩa, vật phát, tính chất, ứng dụng) 6. Trình bày hiểu biết về quang phổ vạch (định nghĩa, vật phát, tính chất, ứng dụng) 7. Trình bày hiểu biết về quang phổ hấp thụ (định nghĩa,điều kiện, vật phát, tính chất, ứng dụng). Ánh sáng mặt trời chiếu về phía trái đất có phải quang phổ liên tục không 8. Thế nào là phân tích quang phổ, nêu tiện lợi của nó Giáo viên : Đoàn Công Thạo Nguồn : Hocmai.vn . quay của lăng kính quanh trục này (xác định rõ chiều quay) để có hiện tượng chuyển từ trạng thái tia tím có góc lệch cực tiểu sang trạng thái tia đỏ. 2 A i = ; A bé; ( 1) ( 1) d d t t D n A D n A = −   = −  ; D .tan D . ( 1). .tan D . ( 1). d d d t t t H AH AH D AH n A HJ Ah AH D AH n A = ≈ = −   =