Chiết suất của cỏc chất lỏng trong suốt biến thiờn theo màu sắc của ỏnh sỏng và tăng dần từ màu đỏ đến màu tớm.. ánh sáng tím bị lệch về phía đáy lăng kính nhiều nhất nên chiết suất của
Trang 1M A
CHƯƠNG SểNG ÁNH SÁNG ChUYấN đề 1: Tán sắc ánh sáng
*Lí THUYẾT :
* Sự tỏn sắc ỏnh sỏng :là sự phõn tỏch một chựm sỏng phức tạp thành cỏc chựm sỏng
đơn sắc
* Ánh sỏng đơn sắc, ỏnh sỏng trắng
Ánh sỏng đơn sắc là ỏnh sỏng khụng bị tỏn sắc khi đi qua lăng kớnh Mỗi ỏnh sỏng
đơn sắc cú một màu gọi là màu đơn sắc
Mỗi màu đơn sắc trong mỗi mụi trường cú một bước súng xỏc định
Khi truyền qua cỏc mụi trường trong suốt khỏc nhau vận tốc của ỏnh sỏng thay đổi,
bước súng của ỏnh sỏng thay đổi cũn tần số (chu kỡ, tần số gúc) của ỏnh sỏng thỡ
khụng thay đổi.
Ánh sỏng trắng là tập hợp của vụ số ỏnh sỏng đơn sắc khỏc nhau cú màu biến thiờn
liờn tục từ đỏ đến tớm
Dải cú màu như cầu vồng (cú cú vụ số màu nhưng được chia thành 7 màu chớnh là
đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm, tớm) gọi là quang phổ của ỏnh sỏng trắng
Chiết suất của cỏc chất lỏng trong suốt biến thiờn theo màu sắc của ỏnh sỏng và
tăng dần từ màu đỏ đến màu tớm
- Cỏc cụng thức liờn quan :
• Phản xạ ỏnh sỏng : i = i’
• Khỳc xạ ỏnh xỏng : n 1 sini = n 2 sinr.
• Phản xạ toàn phần : sini gh =
1
2
n
n
; với n 1 > n 2
• Lăng kớnh : sini = n.sinr * Trường hợp gúc A và i nhỏ : i = n.r
sini’ = n.sinr’ i’ = n.r’
A = r + r’ A = r + r’
D = i + i’ – A D = (n − 1).A
* Trường hợp gúc lệch cục tiểu : D = D min i = i’ =
2 min A
D +
và r = r’ =
2
A
a) TÁN SẮC ÁNH SÁNG QUA LĂNG KÍNH cú gúc chiết quang A ≤ 100
* Gúc lệch của từng tia đơn sắc: D = (n – 1)A
* Gúc lệch giữa tia đơn sắc tớm và đơn sắc đỏ:
θ = D t – D đ = (n t – n đ )A
* Khoảng cỏch giữa tia đơn sắc tớm và đỏ trờn
màn đặt s.song với phõn giỏc gúc A (Bề rộng quang phổ trờn màn):
TĐ = ℓ(n t – n đ )A ; (ℓ khoảng cỏch từ lăng kớnh đến màn)
b) TÁN SẮC ÁNH SÁNG QUA THẤU KÍNH.
+ Tiờu cự của thấu kớnh với đơn sắc đỏ; đơn sắc tớm
R
1 R
1 1)(
(n f
1
2 1
đ đ
+
−
R
1 R
1 1)(
(n f
1
2 1
t t
+
−
=
+ Khoảng cỏch giữa tiờu điểm ảnh của đơn sắc đỏ và đơn sắc tớm F’ đ F’ t = f đ – f t
Chỳ ý : Khi khảo sỏt với ỏnh sỏng đơn sắc nào thỡ chiết suất n ứng với ỏnh sỏng đơn
sắc đú Bước súng ỏnh sỏng trong chõn khụng: λ =
f
c
; với c = 3.108 m/s
Bước súng ỏnh sỏng trong mụi trường: λ’ =
n nf
c f
v = = λ
*BÀI TẬP : Bài 1 Một chựm ỏnh sỏng hẹp, đơn sắc cú bước súng trong chõn khụng là λ = 0,60
àm Xỏc định chu kỡ, tần số của ỏnh sỏng đú Tớnh tốc độ và bước súng của ỏnh sỏng
đú khi truyền trong thủy tinh cú chiết suất n = 1,5
ĐS: f = 5.1014 Hz; T = 2.10-15 s; v = 2.108 m/s; λ’ = 0,4 àm
Bài 2 Một lăng kớnh thủy tinh cú gúc chiết quang A = 40, đặt trong khụng khớ Chiết suất của lăng kớnh đối với ỏnh sỏng đỏ và tớm lần lượt là 1,643 và 1,685 Chiếu một chựm tia sỏng song song, hẹp gồm hai bức xạ đỏ và tớm vào mặt bờn của lăng kớnh theo phương vuụng gúc với mặt này Tớnh gúc tạo bởi tia đỏ và tia tớm sau khi lú ra
khỏi mặt bờn kia của lăng kớnh ĐS: ∆D = Dt – Dd = 0,1680≈ 10’
*TRẮC NGHIỆM:
Cõu 1:Bước súng của ỏnh sỏng đỏ trong khụng khớ là 0,64 àm Tớnh bước súng của ỏnh sỏng đú trong nước biết chiết suất của nước đối với ỏnh sỏng đỏ là 4
3
A 8,5 àm B 4,8 àm C 0,48 àm D 0,85 àm
Cõu 2: Chọn cõu Đỳng Một chựm ỏnh sỏng đơn sắc, sau khi đi qua lăng kớnh thuỷ
tinh thỡ:
A khụng bị lệch và khụng đổi màu B chỉ đổi màu mà khụng bị lệch
C chỉ bị lệch mà khụng đổi màu D vừa bị lệch, vừa đổi màu
Cõu 3: Một ỏnh sỏng đơn sắc cú bước súng của nú trong khụng khớ là 0,6 àm và trong chất lỏng trong suốt là 0,4 àm Tớnh chiết suất của chất lỏng đối với ỏnh sỏng đú
Cõu 4: Hiện tượng tỏn sắc xảy ra do ỏnh sỏng trắng là một hỗn hợp của nhiều ỏnh
sỏng đơn sắc khỏc nhau và cũn do nguyờn nhõn nào dưới đõy
A lăng kớnh bằng thuỷ tinh
B lăng kớnh cú gúc chiết quang quỏ lớn
C lăng kớnh khụng đặt ở gúc lệch cực tiểu
D chiết suất của mọi chất - trong đú cú thuỷ tinh - phụ thuộc bước súng (do đú vào màu sắc) của ỏnh sỏng
Cõu 5: Chọn phỏt biểu Đỳng Sự phụ thuộc của chiết suất vào bước súng
F’Đ
FT’ O
Trang 2A xảy ra với mọi chất rắn, lỏng, hoặc khí B chỉ xảy ra với chất rắn và chất lỏng
C chỉ xảy ra với chất rắn D là hiện tượng đặc trưng của thuỷ tinh
Câu 6: Phát biểu nào sau đây là không đúng?
Cho các chùm ánh sáng sau: Trắng, đỏ, vàng, tím
A ánh sáng trắng bị tán sắc khi đi qua lăng kính
B Chiếu ánh sáng trắng vào máy quang phổ sẽ thu được quang phổ liên tục
C Mỗi chùm ánh sáng trên đều có một bước sóng xác định
D ánh sáng tím bị lệch về phía đáy lăng kính nhiều nhất nên chiết suất của lăng kính
đối với nó lớn nhất
Câu 7: Nguyên nhân gây ra hiện tượng tán sắc ánh sáng mặt trời trong thí nghiệm
của Niutơn là
A thủy tinh đã nhuộm màu cho chùm ánh sáng mặt trời
B chiết suất của lăng kính đối với các ánh sáng đơn sắc là khác nhau
C lăng kính có tác dụng làm biến đổi màu chùm ánh sáng mặt trời
D chùm ánh sáng mặt trời đã bị nhiễu loạn khi đi qua lăng kính
Câu 8: Chiếu một tia sáng trắng qua 1 lăng kính Tia sáng sẽ tách ra thành chùm tia
có màu khác nhau Hiện tượng này gọi là gì?
A Giao thoa ánh sáng B Tán sắc ánh sáng
C Khúc xạ ánh sáng D Nhiễu xạ ánh sáng
Câu 9: Tại sao khi đi qua lớp kính cửa sổ, ánh sáng trắng không bị tán sắc thành các
màu cơ bản? Chọn đáp án ĐÚNG:
A.Vì kính cửa sổ là loại thuỷ tinh không tán sắc ánh sáng
B Vì cửa kính sổ không phải là lăng kính nên không tán sắc ánh sáng
C.Vì do kết quả của tán sắc, các tia sáng màu đi qua lớp kính và ló ra ngoài dưới dạng
những chùm tia chồng chất lên nhau, tổng hợp trở lại thành ánh sáng trắng
D.Vì ánh sáng trắng ngoài trời là những sóng không kết hợp, nên chúng không bị tán
sắc
Câu 10: Chiết suất của một môi trường trong suốt đối với các ánh sáng đơn sắc khác
nhau là đại lượng:
A.Không đổi, có giá trị như nhau đối với tất cả các ánh sáng màu, từ đỏ đến tím
B.Thay đổi, chiết suất là lớn nhất đối với ánh sáng đỏ và nhỏ nhất đối với ánh sáng
tím
C.Thay đổi, chiết suất nhỏ nhất đối với ánh sáng đỏ và lớn nhất đối với ánh sáng tím
D.Thay đổi, chiết suất lớn nhất đối với ánh sáng màu lục, còn đối với các màu khác
chiết suất nhỏ hơn
Câu 11 Khi một chùm sáng đi từ một môi trường này sang môi trường khác, đại
lượng không bao giờ thay đổi là:
A chiều của nó B vận tốc C tần số D bước sóng
Câu 12 Trong một thí nghiệm người ta chiếu một chùm ánh sáng đơn sắc song song
hẹp vào cạnh của một lăng kính có góc chiết quang A = 80 theo phương vuông góc
với mặt phẳng phân giác của góc chiết quang Đặt một màn ảnh E song song và cách
mặt phẳng phân giác của góc chiết quang 1m Trên màn E ta thu được hai vết sáng
Sử dụng ánh sáng vàng, chiết suất của lăng kính là 1,65 thì góc lệch của tia sáng là
A 4,00; B 5,20; C 6,30; D 7,80
Câu 13 Một ánh sáng đơn sắc có tần số 4.1014 Hz Bước sóng của tia sáng này trong chân không là:
Câu 14 Một ánh sáng đơn sắc có bước sóng của nó trong không khí là 700 nm và
trong một chất lỏng trong suốt là 560 nm Chiết suất của chất lỏng đối với ánh sáng
đó là:
Câu 15 Một lăng kính thủy tinh có góc chiết quang A = 50 , đươc coi là nhỏ , có chiết suất đối với ánh sáng đỏ và ánh sáng tím lần lượt là nđ = 1,534 và nt = 1,568 Cho một chùm tia sáng trắng , hẹp rọi gần vuông góc vào một mặt bên của lăng kính Tính góc giữa hai tia ló màu đỏ và màu tím của quang phổ cho bởi lăng kính A 10,2’ B 8,5’ C 22,6’ D 15,4’
Câu 16: Chiết suất của thủy tinh(nhất định) đối với các ánh sáng đỏ,vàng,tím lần lượt
là nđ ,nv ,nt Chọn sắp xếp đúng:
A nđ < nt < nv B nt < nđ < nv
C nđ < nv < nt D nt < nv < nđ
Câu 17: Phát biểu nào dưới đây sai, khi nói về ánh sáng trắng và đơn sắc:
A ánh sáng trắng là tập hợp của vô số ánh sáng đơn sắc khác nhau có màu biến thiên liên tục từ đỏ đến tím
B Chiếu suất của chất làm lăng kính đối với các ánh sáng đơn sắc khác nhau là như nhau
C ánh sáng đơn sắc là ánh sáng không bị tán sắc qua lăng kính
D Khi các ánh sáng đơn sắc đi qua một môi trường trong suốt thì chiết suất của môi trường đối với ánh sáng đỏ là nhỏ nhất, đối với ánh sáng tím là lớn nhất
Câu 18: Chọn câu Đúng Hiện tượng tán sắc xảy ra:
A chỉ với lăng kính thuỷ tinh B chỉ với các lăng kính chất rắn hoặc lỏng
C ở mặt phân cách hai môi trường khác nhau
D ở mặt phân cách một môi trường rắn hoặc lỏng với chân không (hoặc không khí)