Bài 24. Tán sắc ánh sáng

Lý thuyết

• Câu 1: SGK Vật lí 12 – Trang 125:
• Câu 2: SGK Vật lí 12 – Trang 125:
• Câu 3: SGK Vật lí 12 – Trang 125:
• Câu 4: SGK Vật lí 12 – Trang 125:
• Câu 5: SGK Vật lí 12 – Trang 125:
• Câu 6: SGK Vật lí 12 – Trang 125:

Câu 1: SGK Vật lí 12 – Trang 125:

Trình bày thí nghiệm của Newton về sự tán sắc ánh sáng.

Hướng dẫn giải

Newton dùng gương G để phản chiếu ánh sáng trắng qua một khe hẹp nằm ngang F vào một buồng tối.

Đặt màn M song song với F và cách F khoảng 1 – 2 m. Quan sát thấy trên màn có vệt sáng F’ màu trắng giống khe F

Đặt giữa F và F’ một lăng kính P và cho cạnh khúc xạ của P song song với F. Quan sát thấy vệt sáng F’ bị lệch xuống phía đáy lăng kính và bị phân tách thành một chùm sáng có màu sắc sặc sỡ.

Câu 2: SGK Vật lí 12 – Trang 125:

Trình bày thí nghiệm với ánh sáng đơn sắc của Niu-tơn.

Hướng dẫn giải

Làm thí nghiệm tương tự câu 1, nhưng thay ánh sáng mặt trời bằng một ánh sáng đơn sắc bằng cách rạch trên màn M 1 khe rất hẹp ở vị trí một màu nào đó.

Kết quả: Quan sát thấy tia sáng chỉ bị lệch về phía đáy lăng kính mà không bị phân tách thành dải màu.

Câu 3: SGK Vật lí 12 – Trang 125:

Trong thí nghiệm với ánh sáng đơn sắc của Niu-tơn, nếu ta bỏ màn M đi rồi đưa hai lăng kính lại sát nhau, nhưng vẫn đặt ngược chiều nhau, thì ánh sáng có bị tán sắc hay không?

Hướng dẫn giải

Nếu ta bỏ màn M đi rồi đưa hai lăng kính lại sát nhau, nhưng vẫn đặt ngược chiều nhau, thì ánh sáng vẫn bị tán sắc. Nhưng sau khi bị tán sắc, phần giữa của tia ló lại có các màu sắc biến thiên liên tục tại cùng một vị trí, do đó chúng lại tổng hợp lại và t quan sát thấy ánh sáng trắng. Ở hai bên mép của chùm tia ló là nơi quan sát rõ nhất hiện tượng tán sắc.

Câu 4: SGK Vật lí 12 – Trang 125:

Chọn câu đúng

Thí nghiệm với ánh sáng đơn sắc của Niu-tơn nhằm chứng minh

A. Sự tồn tại của ánh sáng đơn sắc.

B. Lăng kính không làm thay đổi màu sắc của ánh sáng qua nó.

C. Ánh sáng Mặt Trời không phải là ánh sáng đơn sắc.

D. Ánh sáng có bất kì màu gì, khi qua lăng kính cũng bị lệch về phái đấy.

Hướng dẫn giải

Chọn đáp án B.

Câu 5: SGK Vật lí 12 – Trang 125:

Một lăng kính thủy tinh có góc chiết quang A = 5⁰, được coi là nhỏ, các chiết suất đối với ánh sáng đỏ và ánh sáng tím lần lượt là n_đ = 1,643 và n_t = 1,685. Cho một chùm ánh sáng trắng hẹp rọi vào một mặt bên của lăng kính, dưới góc tới i nhỏ. Tính góc giữa tia tím và tia đỏ sau khi ló ra khỏi lăng kính.

Hướng dẫn giải

Do góc chiết quang A = 5⁰ rất nhỏ, nên ta áp dụng công thức lăng kính sau:

D = (n - 1).A

Với  n_đ = 1,643 thì D_đ = 0,643.5 = 3,125^o

Với  n_t = 1,685 thì D_t = 0,685.5 = 3,425^o

Vậy, góc lệch giữa tia đỏ và tia  tím sau khi ló ra khỏi lăng kính là là: ∆D = D_t – D_đ = 0,21^o = 12,6’

Câu 6: SGK Vật lí 12 – Trang 125:

Một cái bể sâu 1,2 m chứa đầy nước. Một tia sáng Mặt Trời rọi vào mặt nước bể, dưới góc tới i, $\tan i = \frac{4}{3}$. Tính độ dài của vệt sáng tạo ở đáy bể. Cho biết chiết suất của nước đối với ánh sáng đỏ và ánh sáng tím lần lượt là n_đ = 1,328 và n_t = 1,343.

Hướng dẫn giải

Vì \tan i = \frac{4}{3} nên i = 53⁰

Áp dụng định luật khúc xạ cho các tia đỏ và tia tím ta có:

Với tia đỏ: sin i = n_đỏ.sin r_đỏ \Rightarrow sin 53⁰ = 1,328.sin r_đỏ \Rightarrow r­_đỏ = 36,96⁰.

Với tia tím: sin i = n_tím.sin r_tím \Rightarrow sin 53⁰ = 1,343.sin r_tím \Rightarrow r­_tím = 36,5⁰.

Từ hình vẽ, ta có: Độ dài vệt sáng tạo ở đáy bể là:

TĐ = HĐ – HT = IH.(tan r_đỏ - tan r_tím) = 1,2.(tan 36,96⁰ – tan 36,5⁰) = 0,015 m = 1,5 cm