CHƯƠNG SÓNG ÁNH SÁNG ChUYÊN ®Ò 1: T¸n s¾c ¸nh s¸ng *LÝ THUYẾT : * Sự tán sắc ánh sáng :là phân tách chùm sáng phức tạp thành chùm sáng đơn sắc * Ánh sáng đơn sắc, ánh sáng trắng Ánh sáng đơn sắc ánh sáng không bị tán sắc qua lăng kính Mỗi ánh sáng đơn sắc có màu gọi màu đơn sắc Mỗi màu đơn sắc môi trường có bước sóng xác định Khi truyền qua môi trường suốt khác vận tốc ánh sáng thay đổi, bước sóng ánh sáng thay đổi tần số (chu kì, tần số góc) ánh sáng không thay đổi Ánh sáng trắng tập hợp vô số ánh sáng đơn sắc khác có màu biến thiên liên tục từ đỏ đến tím Dải có màu cầu vồng (có có vô số màu chia thành màu đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm, tím) gọi quang phổ ánh sáng trắng Chiết suất chất lỏng suốt biến thiên theo màu sắc ánh sáng tăng dần từ màu đỏ đến màu tím - Các công thức liên quan : • Phản xạ ánh sáng : i = i’ • Khúc xạ ánh xáng : n1.sini = n2.sinr • Phản xạ toàn phần : sinigh = • Lăng kính : sini = n.sinr sini’ = n.sinr’ A = r + r’ D = i + i’ – A M A n2 ; với n1 > n2 n1 * Trường hợp góc A i nhỏ : i = n.r i’ = n.r’ A = r + r’ D = (n − 1).A * Trường hợp góc lệch cục tiểu : D = Dmin i = i’ = Dmin + A r = r’ = A a) TÁN SẮC ÁNH SÁNG QUA LĂNG KÍNH có góc chiết quang A ≤ 100 * Góc lệch tia đơn sắc: D = (n – 1)A * Góc lệch tia đơn sắc tím đơn sắc đỏ: θ = D t – D đ = (nt – nđ)A * Khoảng cách tia đơn sắc tím đỏ đặt s.song với phân giác góc A (Bề rộng quang phổ màn): TĐ = ℓ(nt – nđ)A ; (ℓ khoảng cách từ lăng kính đến màn) b) TÁN SẮC ÁNH SÁNG QUA THẤU KÍNH + Tiêu cự thấu kính với đơn sắc đỏ; đơn sắc tím O FT’ F’Đ 1 = (n đ − 1)( + ); fđ R1 R 1 = (n t − 1)( + ) ft R1 R + Khoảng cách tiêu điểm ảnh đơn sắc đỏ đơn sắc tím F’đF’t= fđ – ft Chú ý : Khi khảo sát với ánh sáng đơn sắc chiết suất n ứng với ánh sáng đơn sắc c ; với c = 3.108 m/s f v c λ = = Bước sóng ánh sáng môi trường: λ’ = f nf n Bước sóng ánh sáng chân không: λ = *BÀI TẬP : Bài Một chùm ánh sáng hẹp, đơn sắc có bước sóng chân không λ = 0,60 µm Xác định chu kì, tần số ánh sáng Tính tốc độ bước sóng ánh sáng truyền thủy tinh có chiết suất n = 1,5 ĐS: f = 5.1014 Hz; T = 2.10-15 s; v = 2.108 m/s; λ’ = 0,4 µm Bài Một lăng kính thủy tinh có góc chiết quang A = 0, đặt không khí Chiết suất lăng kính ánh sáng đỏ tím 1,643 1,685 Chiếu chùm tia sáng song song, hẹp gồm hai xạ đỏ tím vào mặt bên lăng kính theo phương vuông góc với mặt Tính góc tạo tia đỏ tia tím sau ló khỏi mặt bên lăng kính ĐS: ∆D = Dt – Dd = 0,1680 ≈ 10’ *TRẮC NGHIỆM: Câu 1:Bước sóng ánh sáng đỏ không khí 0,64 µm Tính bước sóng ánh sáng nước biết chiết suất nước ánh sáng đỏ A 8,5 µm B 4,8 µm C 0,48 µm D 0,85 µm Câu 2: Chọn câu Đúng Một chùm ánh sáng đơn sắc, sau qua lăng kính thuỷ tinh thì: A không bị lệch không đổi màu B đổi màu mà không bị lệch C bị lệch mà không đổi màu D vừa bị lệch, vừa đổi màu Câu 3: Một ánh sáng đơn sắc có bước sóng không khí 0,6 µm chất lỏng suốt 0,4 µm Tính chiết suất chất lỏng ánh sáng A.1,5 B C 4/3 D 1,3 Câu 4: Hiện tượng tán sắc xảy ánh sáng trắng hỗn hợp nhiều ánh sáng đơn sắc khác nguyên nhân A lăng kính thuỷ tinh B lăng kính có góc chiết quang lớn C lăng kính không đặt góc lệch cực tiểu D chiết suất chất - có thuỷ tinh - phụ thuộc bước sóng (do vào màu sắc) ánh sáng Câu 5: Chọn phát biểu Đúng Sự phụ thuộc chiết suất vào bước sóng A xảy với chất rắn, lỏng, khí B xảy với chất rắn chất lỏng C xảy với chất rắn D tượng đặc trưng thuỷ tinh Câu 6: Phát biểu sau không đúng? Cho chùm ánh sáng sau: Trắng, đỏ, vàng, tím A ánh sáng trắng bị tán sắc qua lăng kính B Chiếu ánh sáng trắng vào máy quang phổ thu quang phổ liên tục C Mỗi chùm ánh sáng có bước sóng xác định D ánh sáng tím bị lệch phía đáy lăng kính nhiều nên chiết suất lăng kính lớn Câu 7: Nguyên nhân gây tượng tán sắc ánh sáng mặt trời thí nghiệm Niutơn A thủy tinh nhuộm màu cho chùm ánh sáng mặt trời B chiết suất lăng kính ánh sáng đơn sắc khác C lăng kính có tác dụng làm biến đổi màu chùm ánh sáng mặt trời D chùm ánh sáng mặt trời bị nhiễu loạn qua lăng kính Câu 8: Chiếu tia sáng trắng qua lăng kính Tia sáng tách thành chùm tia có màu khác Hiện tượng gọi gì? A Giao thoa ánh sáng B Tán sắc ánh sáng C Khúc xạ ánh sáng D Nhiễu xạ ánh sáng Câu 9: Tại qua lớp kính cửa sổ, ánh sáng trắng không bị tán sắc thành màu bản? Chọn đáp án ĐÚNG: A.Vì kính cửa sổ loại thuỷ tinh không tán sắc ánh sáng B Vì cửa kính sổ lăng kính nên không tán sắc ánh sáng C.Vì kết tán sắc, tia sáng màu qua lớp kính ló dạng chùm tia chồng chất lên nhau, tổng hợp trở lại thành ánh sáng trắng D.Vì ánh sáng trắng trời sóng không kết hợp, nên chúng không bị tán sắc Câu 10: Chiết suất môi trường suốt ánh sáng đơn sắc khác đại lượng: A.Không đổi, có giá trị tất ánh sáng màu, từ đỏ đến tím B.Thay đổi, chiết suất lớn ánh sáng đỏ nhỏ ánh sáng tím C.Thay đổi, chiết suất nhỏ ánh sáng đỏ lớn ánh sáng tím D.Thay đổi, chiết suất lớn ánh sáng màu lục, màu khác chiết suất nhỏ Câu 11 Khi chùm sáng từ môi trường sang môi trường khác, đại lượng không thay đổi là: A chiều B vận tốc C tần số D bước sóng Câu 12 Trong thí nghiệm người ta chiếu chùm ánh sáng đơn sắc song song hẹp vào cạnh lăng kính có góc chiết quang A = theo phương vuông góc với mặt phẳng phân giác góc chiết quang Đặt ảnh E song song cách mặt phẳng phân giác góc chiết quang 1m Trên E ta thu hai vết sáng Sử dụng ánh sáng vàng, chiết suất lăng kính 1,65 góc lệch tia sáng A 4,00; B 5,20; C 6,30; D 7,80 Câu 13 Một ánh sáng đơn sắc có tần số 4.10 14 Hz Bước sóng tia sáng chân không là: A 0,75 m B 0,75 pm C 0,75 µ m D 0,75 nm Câu 14 Một ánh sáng đơn sắc có bước sóng không khí 700 nm chất lỏng suốt 560 nm Chiết suất chất lỏng ánh sáng là: A 5/4 B 0,8 C 5/4 (m/s) D 0,8 (m/s) Câu 15 Một lăng kính thủy tinh có góc chiết quang A = 50 , đươc coi nhỏ , có chiết suất ánh sáng đỏ ánh sáng tím nđ = 1,534 nt = 1,568 Cho chùm tia sáng trắng , hẹp rọi gần vuông góc vào mặt bên lăng kính Tính góc hai tia ló màu đỏ màu tím quang phổ cho lăng kính A 10,2’ B 8,5’ C 22,6’ D 15,4’ Câu 16: Chiết suất thủy tinh(nhất định) ánh sáng đỏ,vàng,tím nđ ,nv ,nt Chọn xếp đúng: A nđ < nt < nv B nt < nđ < nv C nđ < nv < nt D nt < nv < nđ Câu 17: Phát biểu sai, nói ánh sáng trắng đơn sắc: A ánh sáng trắng tập hợp vô số ánh sáng đơn sắc khác có màu biến thiên liên tục từ đỏ đến tím B Chiếu suất chất làm lăng kính ánh sáng đơn sắc khác C ánh sáng đơn sắc ánh sáng không bị tán sắc qua lăng kính D Khi ánh sáng đơn sắc qua môi trường suốt chiết suất môi trường ánh sáng đỏ nhỏ nhất, ánh sáng tím lớn Câu 18: Chọn câu Đúng Hiện tượng tán sắc xảy ra: A với lăng kính thuỷ tinh B với lăng kính chất rắn lỏng C mặt phân cách hai môi trường khác D mặt phân cách môi trường rắn lỏng với chân không (hoặc không khí)