Sự Tán Sắc Ánh Sáng (Hay, Chi Tiết Nhất), Công Thức Tính Chi Tiết

-
Cầu vồng là hiện tượng thoải mái và tự nhiên ví dụ cho hiện tượng kỳ lạ tán dung nhan ánh sáng. Vậy tán sắc ánh sáng là gì? Nó được ứng dụng ra làm sao trong cuộc sống? Trong bài viết dưới đây, AME Group sẽ share đến chúng ta những con kiến thức có lợi về hiện tượng lạ này. Mời chúng ta cùng đón đọc.

Bạn đang xem: Sự tán sắc ánh sáng


*

Tán sắc ánh sáng là gì?

Tán sắc ánh nắng là hiện tượng lăng kính phân tích một chùm tia nắng trắng thành các chùm ánh sáng có màu sắc khác nhau. Dải màu sau khi tán sắc sẽ gọi là quang phổ, quang quẻ phổ tia nắng trắng có 7 màu chủ yếu đó là: đỏ-cam-vàng-lục-lam-chàm-tím.

Thực tế ánh sáng trắng chưa hẳn là ánh sáng đối kháng sắc là bọn chúng là láo hợp của đa số ánh sáng đơn sắc bao gồm màu biến hóa thiên thường xuyên từ đỏ mang đến tím. Chiết suất của các chất vào suốt vươn lên là theo màu sắc của tia nắng và tăng nhiều từ red color đến color tím. Cho nên tán nhan sắc ánh sáng chính là sự phân tích một chùm ánh sáng phức hợp thành những chùm ánh sáng 1-1 sắc.

Thí nghiệm về tán dung nhan ánh sáng

Newton là 1 nhà thứ lý, đơn vị thiên văn học, toán học, đơn vị thần học người Anh, ông đã thực hiện thí nghiệm như sau:

*

Sau đó ông thu được kết quả:

Vệt sáng F’ trên màn M bị dịch xuống phía đáy lăng kính, bên cạnh đó trải lâu năm thành một dải những màu, từ trên xuống bên dưới lần lượt là: đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm, tím. Dải ánh nắng này chính là quang phổ của khía cạnh trời. Thực chất ánh sáng khía cạnh trời là tia nắng trắng, lúc qua lăng kính phường gây là hiện tượng tán sắc ánh sáng.

Thí nghiệm Newton về ánh sáng solo sắc

Trên màn M nghỉ ngơi thí nghiệm trên, Newton rạch một khe thanh mảnh F’ tuy vậy sóng với F và xê dịch màn M để tại vị F’ vào đúng vị trí một màu như hình bên dưới đây:

*

Cho một chùm sáng sủa một màu thu được sau màn M khúc xạ sang 1 lăng kính P’ tương đương với lăng kính p Hứng chùm tia ló bên trên một màn M’, ông thấy vệt sáng sủa trên màn M’, mặc dù vẫn dịch chuyển về phía đáy của P’, dẫu vậy vẫn giữ nguyên màu.

Từ trên đây ta có thể kết luận được rằng: Ánh sáng đối kháng sắc là tia nắng chỉ tất cả một màu nhất thiết và không xẩy ra tán nhan sắc khi truyền qua lăng kính.

Giải thích hiện tượng kỳ lạ tán sắc

Newton ước ao biết liệu có phải là thủy tinh đã làm biến đổi màu nhan sắc của ánh nắng hay không, ông đã làm cho thí nghiệm như sau:

Ông tiến hành bóc một chùm ánh nắng màu xoàn trong dải màu, rồi mang đến nó khúc xạ qua lăng kính sản phẩm công nghệ hai

Sau kia ông chiếm được kết quả: Chùm sáng sủa bị lệch về phía đáy bởi khúc xạ nhưng không xẩy ra đổi màu.

Ánh sáng trắng là láo lếu hợp của tương đối nhiều ánh sáng solo sắc. Phân tách suất thủy tinh so với các ánh sáng đối chọi sắc có màu khác biệt là không giống nhau. Vậy phải góc lệch của bọn chúng khi truyền qua lăng kính là khác nhau, công dụng là lúc ló thoát khỏi lăng kính, chúng không trùng phương nữa mà lại bị bóc tách ra.

Từ kết quả thí nghiệm ta rút ra: Tia đỏ bị lệch ít nhất, tia tím bị lệch các nhất. Vì thế chiết suất của ánh nắng tím là béo nhất, tách suất của ánh nắng đỏ là nhỏ nhất:

nđỏ

*

Công thức tán dung nhan ánh sáng

Qua các thí nghiệm mặt trên, ta có các công thức thường gặp về sự tán sắc ánh nắng như sau:

TênCông thức
Tổng quátsini1 = n.sinr1

sini2 = n.sinr2

A = r1+r2

Tính góc lệchGóc lệch là góc tạo bởi tia tới và tia ló.

Với mỗi phương diện phẳng khúc xạ: D = |i – r|

Với lăng kính:

D = (i1 + i2) – (r1 + r2)D= i1 + i2 – A

Góc lệch rất tiểuD nhỏ dại nhất khi i1 = i2 = i với r1 = r2 = A/2 → D min = 2i – A

Các góc nhỏCác góc nhỏ: i1 = n.r1; i2 = n.r2; D = (n – 1).A

Góc lệch lúc đó: D = (n – 1).A

Phản xạ toàn phầnĐiều kiện: n1 > n2; i > igiới hạn với sinigiới hạn = n2/n1
*

Ứng dụng hiện tượng lạ tán sắc

Tán nhan sắc ánh ánh là hiện tượng lạ vật lý vô cùng thú vị nó được ứng dụng vào một số lĩnh vực trong cuộc sống thường ngày như:

Để lý giải cho hiện tượng kỳ lạ quang học tập trong khí quyển như hiện tượng xuất hiện cầu vồng sau mưa.Được dùng làm sản xuất ra thiết bị quang phổ lăng kính dùng để làm phân tách bóc những chùm tia nắng đa sắc.

Trên đấy là những thông tin về hiện tượng tán dung nhan ánh sáng cơ mà AME Group muốn chia sẻ đến bạn. Muốn rằng nội dung bài viết sẽ mang lại bạn nhiều kỹ năng và kiến thức bổ ích. Cảm ơn chúng ta đã theo dõi bài xích viết.

Sử dụng kiến thức và kỹ năng liên quan cho lăng kính, hiện tượng kỳ lạ phản xạ, khúc xạ, phản xạ toàn phần của đồ lý 11 để gia công bài tập về tán sắc đẹp ánh sáng.


LÝ THUYẾT VÀ BÀI TẬP HIỆN TƯỢNG TÁN SẮC ÁNH SÁNG ( đầy đủ)

I. định hướng

* Sự tán sắc đẹp ánh sáng:Tán dung nhan ánh sáng là việc phân tách bóc một chùm sáng phức tạp thành những chùm sáng đối kháng sắc.

* Ánh sáng đối chọi sắc, ánh nắng trắng

-Ánh sáng solo sắc là ánh sáng không biến thành tán sắc khi đi qua lăng kính. Mỗi ánh sáng đơn sắc có một màu gọi là màu đối chọi sắc.Mỗi màu solo sắc vào mỗi môi trường thiên nhiên có một cách sóng xác định.

-Khi truyền qua các môi trường thiên nhiên trong suốt không giống nhau vận tốc của ánh nắng thay đổi, cách sóng của ánh sáng chuyển đổi còn tần số của ánh sáng thì không nắm đổi.

-Ánh sáng trắng là tập hợp của vô số ánh sáng đơn sắc khác biệt có màu thay đổi thiên thường xuyên từ đỏ mang lại tím.

-Dải gồm màu như mong vồng (có gồm vô số màu mà lại được chia thành 7 màu đó là đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm, tím) call là quang quẻ phổ của ánh nắng trắng.

-Chiết suất của những chất vào suốt biến hóa thiên theo màu sắc ánh sáng và tăng mạnh từ màu đỏ đến color tím.

* Ứng dụng của việc tán sắc ánh nắng

-Máy quang đãng phổ so với một chùm sáng nhiều sắc, do các vật sáng vạc ra, thành các thành phần solo sắc.

-Hiện tượng cầu vồng xẩy ra do sự tán sắc đẹp ánh sáng, những tia sáng mặt Trời đã biết thành khúc xạ và phản xạ trong số giọt nước trước khi đến mắt ta

Phương pháp giải:

*

Áp dụng những công thức của lăng kính :

+ cách làm tổng quát: sini1 = n sinr1

 sini2 = n sinr2

A = r1 + r2

D = i1 + i2 – A

 +Trường thích hợp i với A nhỏ: i1 = nr1 ; i2 = nr2; D = (n – 1)A

+Góc lệch cực tiểu:

*

 +Công thức tính góc lệch rất tiểu: (sinfracD_min+A2=nsinfracA2) 


¨ Điều kiện để có phản xạ toàn phần: n1 > n2 ; i > igh với sinigh = (fracn_2n_1)

¨ Với tia nắng trắng: (left{eginmatrix n_timgeq n_lambda geq n_do & & \ lambda _timleq lambda leq lambda _do và & endmatrix ight.)

II. Những dạng bài bác tập

a. Kiến thức:

Tán sắc ánh sáng là hiện tượng kỳ lạ một chùm ánh sáng phức tạp bị so với thành các chùm ánh sáng đơn sắc.

Nguyên nhân của hiện tượng tán sắc là do chiết suất của môi trường biến thiên theo màu sắc ánh sáng, và tăng nhiều từ màu đỏ đến màu tím :(nđỏ cam tiến thưởng lục lam chàm tím.)

=>Tia màu đỏ lệch ít nhất, tia màu tím lệch nhiều nhất.

Bước sóng ánh nắng trong chân không: (lambda =fraccf) ; với c = 3.108 m/s.

Bước sóng ánh sáng trong môi trường: (lambda "=fracvf=fraccnf=fraclambda n) .

Khi truyền từ môi trường thiên nhiên trong suốt này sang môi trường xung quanh trong suốt khác tốc độ truyền của ánh sáng thay đổi, cách sóng của ánh sáng đổi khác nhưng tần số (chu kì, tần số góc) của ánh nắng không núm đổi.


Thường những bài toán tương quan đến những công thức của lăng kính:

+ công thức chung: sini1 = nsinr1; sini2 = nsinr2; A = r1 + r2; D = i2 + i2 - A.

Xem thêm: Xem Phim Ngôi Sao May Mắn 2 Hd Vietsub, Những Ngôi Sao May Mắn

Khi i1 = i2 (r1 = r2) thì D = Dmin cùng với sin = n ( Đối xứng)

+ lúc góc chiết quang A và góc cho tới i1 đều bé dại (≤ 100), ta có những công thức sát đúng:

i1 = nr1; i2 = nr2; A = r1 + r2; D = A(n – 1); Dmin = A(n – 1).

+ Khi yêu cầu thiết, một số bài toán còn tương quan đến định nguyên lý phản xạ:

i = i’, định công cụ khúc xạ: n1sini1 = n2sini2.

b.Bài tập:

Bài 1. Cách sóng của tia nắng đỏ trong không gian là 0,64 μm. Tính bước sóng của tia nắng đó nội địa biết tách suất của nước đối với ánh sáng sủa đỏ là (frac43) .

Giải Bài 1. Ta có:(lambda "=fracvf=fraccnf=fraclambda n=0,48mu m)

Bài 2. Một ánh sáng solo sắc tất cả bước sóng của nó trong không gian là 0,6 μm cùng trong hóa học lỏng trong suốt là 0,4 μm. Tính phân tách suất của chất lỏng so với ánh sáng đó.

Giải Bài 2. Ta có: (lambda "=fraclambda nRightarrow n=fraclambda lambda "=1,5)

Bài 3. Một chùm ánh sáng hẹp, đối chọi sắc có bước sóng trong chân không là λ = 0,60 μm. Khẳng định chu kì, tần số của ánh nắng đó. Tính vận tốc và bước sóng của ánh sáng đó lúc truyền trong thủy tinh bao gồm chiết suất n = 1,5.


Giải Bài 3. Ta có:

 f = (fraccf)= 5.1014 Hz; T = (frac1f)= 2.10-15 s; v = (fraccn) = 2.108 m/s; λ’ = (fracvf=fraclambda n)= 0,4 μm.

Bài 4. Một lăng kính gồm góc chiết quang là 600. Biết chiết suất của lăng kính so với ánh sáng đỏ là 1,5. Chiếu tia sáng red color vào mặt bên của lăng kính cùng với góc tới 600. Tính góc lệch của tia ló so với tia tới.

Giải Bài 4. Ta có:

sinr1 = (fracsini_1n) = 0,58 = sin35,30 => r1 = 35,30 => r2 = A – r1 = 24,70;

sini2 = nsinr2 = 0,63 = sin38,00 => i2 = 38,80 => D = i2 + i2 – A = 38,80.

Bài 5. Một lăng kính thủy tinh tất cả góc phân tách quang A = 600, gồm chiết suất đối với tia đỏ là 1,514; đối với tia tím là 1,532. Tính góc lệch cực tiểu của nhì tia này.

Giải Bài 5. Cùng với tia đỏ: sin(fracD_dmin+A2) = ndsin(fracA2)= sin49,20 =>(fracD_dmin+A2) = 49,20 =>Ddmin = 2.49,20 – A = 38,40 = 38024’. Cùng với tia tím: sin (fracD_dmin+A2) = ntsin(fracA2)= sin500 =>(fracD_dmin+A2)= 500 =>Dtmin = 2.500 – A = 400.


Bài 6. Một lăng kính thủy tinh tất cả góc phân tách quang A = 40, đặt trong ko khí. Tách suất của lăng kính so với ánh sáng đỏ với tím thứu tự là 1,643 cùng 1,685. Chiếu một chùm tia sáng hẹp có hai phản xạ đỏ và tím vào mặt bên của lăng kính theo phương vuông góc với khía cạnh này. Tính góc tạo vị tia đỏ và tia tím sau thời điểm ló thoát ra khỏi mặt bên đó của lăng kính.

Giải Bài 6. Cùng với A với i1 nhỏ dại (£ 100) ta có: D = (n – 1)A.

Do đó: Dd = (nd = 1)A; Dt = (nt – 1)A.

Góc tạo vày tia ló đỏ và tia ló tím là: ∆D = Dt – Dd = (nt – nd)A = 0,1680 ≈ 10’.

Bài 7. Chiếu một tia sáng 1-1 sắc màu kim cương từ không khí (chiết suất coi như bởi 1 đối với mọi ánh sáng) vào khía cạnh phẵng ngăn cách của một khối hóa học rắn trong veo với góc cho tới 600 thì thấy tia bội nghịch xạ quay lại không khí vuông góc cùng với tia khúc xạ bước vào khối chất rắn. Tính phân tách suất của hóa học rắn trong veo đó đối với ánh sáng màu sắc vàng.

Giải Bài 7. Ta có:

 sini = nsinr = nsin(900 – i’) = nsin(900 – i) = ncosi ð n = tani = (sqrt3).

Bài 8. Chiếu một tia sáng gồm hai yếu tố đỏ và tím từ bầu không khí (chiết suất coi như bằng 1 so với mọi ánh sáng) vào mặt phẵng của một khối chất liệu thủy tinh với góc tới 600. Biết tách suất của thủy tinh so với ánh sáng đỏ là 1,51; so với ánh sáng tím là 1,56. Tính góc lệch của nhì tia khúc xạ trong thủy tinh.


Giải Bài 8. Ta có:

sinrd = (fracsinin_d) = 0,574 = sin350; sinrt = (fracsinin_t) = 0,555 = sin33,70 =>∆r = rd – rt = 1,30.

Bài 9.(ĐH-2011): Một lăng kính gồm góc tách quang A = 60 (coi là góc nhỏ) được đặt trong ko khí. Chiếu một chùm ánh nắng trắng tuy nhiên song, bé nhỏ vào mặt bên của lăng kính theo phương vuông góc với phương diện phẳng phân giác của góc phân tách quang, rất tiếp giáp của lăng kính. Đặt một màn hình ảnh E sau lăng kính, vuông góc cùng với phương của chùm tia cho tới và phương pháp mặt phẳng phân giác của góc chiết quang 1,2 m. Tách suất của lăng kính so với ánh sáng sủa đỏ là nđ = 1,642 và đối với ánh sáng tím là nt = 1,685. Độ rộng từ màu đỏ đến color tím của quang phổ tiếp tục quan gần cạnh được trên màn là

*

A. 5,4 mm. B. 36,9 mm. C. 4,5 mm. D. 10,1 mm.

Giải: thực hiện công thức khoảng góc ló lệch của lăng kính: D = (n-1)A

Ta có: Dt = (1,685-1)6; Dđ = (1,642-1)6 

Nhập vật dụng tính xem xét đơn vị của góc là độ (Máy Fx570ES lựa chọn SHITF MODE 3)

Bềrộng quang phổ: l= d (tag
Dt - tag
D­đ­ ) = 1200(tan(0,685x6) -tan(0,642x6) )


l= d (tag
Dt - tag
D­đ­ )= 5,429719457 (mm) = 5,4mm.

Chọn A 

Tải về


2k6 thâm nhập ngay Group Zalo share tài liệu ôn thi và cung ứng học tập

*


Luyện bài bác tập trắc nghiệm môn thứ lý lớp 12 - coi ngay