GÁƯồẳ•ựƯrI•
5.1.1. Hiện tượng tán sắc ánh sáng
- Sự tán sắc ánh sáng là sự phụ thuộc của chiết suất môi trường vào bước sóng (hay tần số) của ánh sáng truyền qua.
- Thí nghiệm (do Newton tiến hành): hình 5.1.
Một chùm ánh sáng mặt trời đi qua một lỗ tròn nhỏ A và đập vào lăng kính P1 bằng thủy tinh. Chùm tia ló ra khỏi lăng kính P1 được hứng trên màn E bị lệch về phía đáy lăng kính và trải rộng thành một dải có màu sắc biến thiên liên tục từ đỏ đến tím. Ánh sáng đỏ bị lệch ít nhất, còn ánh sáng tím bị lệch nhiều nhất.
- Dải sáng trên màn E có màu sắc thay đổi liên tục, không có ranh giới rõ rệt giữa màu này và màu khác. Vậy quang phổ Mặt Trời là quang phổ liên tục.
- Đường cong tán sắc: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của n vào bước sóng hay tần số gọi là
đường cong tán sắc. Dạng của đường cong tán sắc được xác định bằng thực nghiệm.
Phương trình biểu diễn sự phụ thuộc của chiết suất môi trường vào bước sóng (hay tần số) ánh sáng được gọi là phương trình tán sắc:
n f= λ( )
Người ta cũng có thể thu được dạng của đường cong tán sắc một cách định tính nhờ hệ lăng kính bắt chéo có hai cạnh chiết quang đặt vuông góc với nhau.
42
Ví dụ đường cong tán sắc của thủy tinh (1), thạch anh (2), fluorit (3) (hình 5.2). Đường cong tán sắc thường có dạng phức tạp.
Sự phụ thuộc của n vào λ trong miền quang phổ học rất phức tạp, có thể gần đúng thỏa mãn công thức Côsi: 2 4 B C n A= + + +... λ λ
trong đó λ là bước sóng ánh sáng trong chân không; A, B và C là những hằng số đối với mỗi chất được xác định từ thực nghiệm.
Trong đa số các trường hợp, có thể chỉ giới hạn ở hai số hạng đầu:
n A≈ + B2
λ (5.1)
- Độ tán sắc trung bình đối với miền quang phổ: dn df( )
d d
λ
ν = =
λ λ (5.2)
Nó cho biết tốc độ và chiều biến thiên của chiết suất theo bước sóng tại bước sóng cho trước.