Tán sắc ánh sáng

Hướng dân giải:

Ta có:

\({{\mathop{\rm tanD}\nolimits} _d} = \frac{{{x_d}}}{L},{\rm{  }}{{\mathop{\rm tanD}\nolimits} _t} = \frac{{{x_t}}}{L}\)

Vì A≪ \( \to \left\{ \begin{array}{l}{D_d} \ll \\{D_t} \ll \end{array} \right. \to {\mathop{\rm tanD}\nolimits}  \approx sinD \approx D\)

\(\begin{array}{l}\Delta x = {x_t} - {{\rm{x}}_d} = ({n_t} - 1)AL - ({n_d} - 1)AL\\ = ({n_t} - {n_d})LA = (1,56 - 1,5)2.\frac{{6\pi }}{{180}} = 0,01257m = 12,57mm\end{array}\)

Hiện tượng tán sắc xảy ra ở mặt phân cách của hai môi trường chiết quang khác nhau.

Chiết suất của một môi trường trong suốt đối với ánh sáng đơn sắc tím lớn hơn vàng, lớn hơn đỏ.

n_t > n_v > n_đ.

Tách ra một chùm hẹp ánh sáng Mặt Trời cho rọi xuống mặt nước của một bể bơi. Chùm sáng này đi vào trong nước tạo ra ở đáy bể một dải sáng có màu từ đỏ đến tím. Đây là hiện tượng tán sắc ánh sáng.

Khi một chùm ánh sáng song song truyền qua một lăng kính thì bị phân tách thành các chùm ánh sáng đơn sắc khác nhau được gọi là hiện tượng tán sác ánh sáng.

Ta có: \(\left\{ \begin{array}{l}v = \dfrac{c}{n}\\{n_d} < ... < {n_{tim}}\end{array} \right. \Rightarrow {v_d} > ... > {v_{tim}}\)

Trong miền ánh sáng nhìn thấy, chiết suất của nước có giá trị lớn nhất đối với ánh sáng đơn sắc tím.

Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng không bị tán sắc khi đi qua lăng kính.

Góc khúc xạ của tia đỏ và tia tím là:

Sin60⁰ = 1,331sinr_đ => r_đ = 40,6⁰

Sin60⁰ = 1,343sinr_t => r_t = 40,15⁰

Khoảng cách giữa hai vệt sáng thu được ở đáy bể là:D = d(tanr_đ – tanr_t) = 160.(tan40,6⁰ – tan 40,15⁰)= 2,1cm

Ta có: Chiết suất của môi trường trong suốt đối với ánh sáng tăng dần theo chiều từ đỏ đến tím.

=> Phát biểu sai cần tìm là D vì: Chiết suất của môi trường trong suốt đối với ánh sáng đỏ nhỏ hơn chiết suất của môi trường đó đối với ánh sáng lục.

Chiết suất có giá trị lớn nhất ứng với ánh sáng có bước sóng nhỏ nhất

Trong 4 ánh sáng đơn sắc: đỏ, tím, cam và lục

Ánh sáng tím có bước sóng nhỏ nhất => có chiết suất đối với thủy tinh là lớn nhất

Khi một sóng âm truyền từ nước ra không khí, vận tốc sóng giảm, hay \(\lambda  = \dfrac{v}{f}\) giảm.

Khi sóng ánh sáng truyền từ nước ra không khí, vận tốc sóng tăng hay bước sóng tăng.

Bề rộng dải quang phổ dưới đáy bể là BC ta có

Độ lớn góc khúc xạ ứng với tia tím là \({r_{tim}} = \arcsin \dfrac{{\sin i}}{{{n_{tim}}}} = \arcsin \dfrac{{0,8}}{{1,343}} = 36,56\)

Độ dài đoạn AB là \(AB = h.{\mathop{\rm t}\nolimits} {\rm{an}}{{\rm{r}}_{tim}} = h.\tan 36,56 = 1,3349m\)

Độ lớn góc khúc xạ ứng với tia đỏ là \({r_{do}} = \arcsin \dfrac{{\sin i}}{{{n_{do}}}} = \arcsin \dfrac{{0,8}}{{1,331}} = 36,94\)

Độ dài đoạn AC là \(AC = h.{\mathop{\rm t}\nolimits} {\rm{an}}{{\rm{r}}_{do}} = h.\tan 36,94 = 1,3537m\)

Vậy độ rộng dải quang phổ là \(BC = AC - AB = 0,0188m = 1,88cm\)

Tán sắc ánh sáng là sự phân tách một chùm ánh sáng phức tạp thành các chùm sáng đơn sắc

A, B, D - đúng

C -sai vì: \(n = \frac{c}{v} = \frac{c}{{\lambda f}}\)

=> Ánh sáng có bước sóng càng dài thì chiết suất của môi trường đối với ánh sáng đó càng nhỏ chứ không phải càng lớn

Ánh sáng trắng là hỗn hợp của ánh sáng đơn sắc có màu biến thiên liên tục từ đỏ đến tím

Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng không bị tán sắc khi đi qua lăng kính

Ta có:

+ v_đỏ> v_cam > v_vàng > v_lục > v_lam > v_chàm > v_tím

+ n_đỏ< n_cam < n_vàng < n_lục < n_lam < n_chàm < n_tím

+ D_đỏ< D_cam < D_vàng  < D_lục < D_lam < D_chàm <D_tím

- Khi chiếu vuông góc, ánh sáng truyền thẳng (theo định luật truyền thẳng ánh sáng) => vệt sáng vẫn có màu trắng

- Khi chiếu xiên, theo hiện tượng tán sắc ánh sáng, ta có vệt sáng sẽ có nhiều màu

Khi sóng ánh sáng truyền từ môi trường này sang môi trường khác thì tần số không thay đổi và bước sóng thay đổi