BÀI 1. TÁN SẮC ÁNH SÁNG 1. Hiện tượng tán sắc ánh sáng:
Hiện tượng tán sắc ánh sáng là sự phân tách một chùm ánh sáng phức tạp thành các chùm ánh sáng đơn sắc khác nhau.
2. Ánh sáng đơn sắc:
Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng không bị tán sắc khi đi qua lăng kính và có tần số không thay đổi.
3. Ánh sáng trắng:
- Ánh sáng trắng (ánh sáng Mặt Trời, ánh sáng hồ quang điện, ánh sáng đèn điện dây tóc…) là hỗn hợp của nhiều ánh sáng đơn sắc, có màu biến thiên liên tục từ đỏ tới tím.
- Ánh sáng trắng là một trường hợp của ánh sáng phức tạp.
- Quang phổ của ánh sáng trắng có vô số màu, trong đó có 7 màu chính là 7 màu của cầu vồng: đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm, tím.
4. Giải thích hiện tượng tán sắc ánh sáng:
- Ánh sáng trắng (ánh sáng Mặt Trời, ánh sáng hồ quang điện, ánh sáng đèn điện dây tóc ...) là hỗn hợp của nhiều ánh sáng đơn sắc có màu biến thiên liên tục từ đỏ tới tím.
- Chiết suất của mọi môi trường trong suốt đối với các ánh sáng đơn sắc có màu khác nhau là khác nhau và tăng dần từ đỏ tới tím.
- Góc lệch của tia sáng đơn sắc khúc xạ qua lăng kính phụ thuộc vào chiết suất của lăng kính: chiết suất của lăng kính càng lớn thì góc lệch càng lớn. Do đó, các ánh sáng đơn sắc có màu khác trong trong chùm ánh sáng trắng sau khi khúc xạ qua lăng kính sẽ lệch khác nhau, trở thành tách rời nhau. 5. Ứng dụng của hiện tượng tán sắc ánh sáng:
- Hiện tượng tán sắc ánh sáng được ứng dụng trong máy quang phổ để phân tích một chùm ánh sáng phức tạp, do các vật phát sáng ra, thành các thành phần đơn sắc.
- Giải thích hiện tượng cầu vồng.
6. Vận dụng làm bài tập: a. Bài tập tự luận: Bài 1: Bước sóng trong chân không của ánh sáng đỏ là ; của ánh sáng tím là . Tính bước sóng của các ánh sáng đó trong thủy tinh, biết chiết suất của thủy tinh đối với ánh sáng đỏ là và đối với ánh sáng tím là ?
Ta có:
Bài 2: Một bức xạ đơn sắc có tần số 4.10^14(Hz). Biết chiết suất của thủy tinh đối với bức xạ trên là 1,5 và tốc độ ánh sáng trong chân không là c= 3.10^8(m/s). Tính bước sóng của bức xạ đó trong thủy tinh?
Ta có:
Bài 3: Chiếu chùm sáng hẹp đơn sắc song song màu lục theo phương vuông góc với mặt bên của một lăng kính thì tia ló đi là là trên mặt bên thứ hai của lăng kính. Nếu thay bằng chùm sáng gồm ba ánh sáng đơn sắc: da cam, chàm và tím thì có những tia nào ló ra khỏi lăng kính ở mặt bên thứ hai?
Ta có:
Bài 4: Chiếu một chùm tia sáng trắng hẹp song song coi như một tia sáng vào mặt bên AB của lăng kính có góc chiết quang 50(độ), dưới góc tới 60(độ). Chùm tia ló ra khỏi mặt AC gồm nhiều màu sắc biến thiên liên tục từ đỏ tới tím. Biết chiết suất của chất làm lăng kính đối với tia đỏ và tia tím lần lượt là 1,54 và 1,58. Hãy xác định góc hợp bởi giữa tia đỏ và tia tím ló ra khỏi lăng kính?
Ta có:
Bài 5: Chiếu một chùm tia sáng trắng hẹp song song coi như một tia sáng vào mặt bên AB (gần A) của lăng kính có góc chiết quang theo phương vuông góc với mặt phẳng phân giác P của góc chiết quang. Biết chiết suất của chất làm lăng kính đối với tia đỏ và tia tím lần lượt là 1,532 và 1,5867. Sau lăng kính đặt một màn ảnh song song với mặt phẳng P và cách P là 1 (m). Tính chiều rộng quang phổ từ tia đỏ tới tia tím?
Ta có:
b. Bài tập trắc nghiệm khách quan: Câu 1: Một thấu kính hội tụ có hai mặt cầu, bán kính cùng bằng 20cm. Chiết suất của thấu kính đối với tia tím là 1,69 và đối với tia đỏ là 1,60, đặt thấu kính trong không khí. Độ biến thiên độ tụ của thấu kính đối với tia đỏ và tia tím là?
a. 64,1(dp)
b. 46,1(dp)
c. 0,46 (dp)
d. 0,9 (dp)
Đáp án đúng là đáp án d
Câu 2: Chọn câu sai
Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng
a. Không bị tán sắc khi đi qua lăng kính
b. Bị khúc xạ khi qua lăng kính
c. Có tốc độ không đổi khi truyền từ môi trường này sang môi trường khác
d. Có một màu xác định
Đáp án đúng là đáp án c
Câu 3: Một lăng kính thủy tinh có góc chiết quang 8(độ). Chiết suất của thủy tinh làm bằng lăng kính đối với ánh sáng màu đỏ và ánh sáng màu tím lần lượt là 1,6444 và 1,6852. Chiếu một chùm ánh sáng trắng rất hẹp, coi như một tia sáng vào mặt bên của lăng kính theo phương vuông góc với mặt đó. Góc tạo bời tia ló màu đỏ và màu tím là
a. 0,0075 (rad)
b. 0,57 (rad)
c. 0,057 (rad)
d. 0,0057 (rad)
Đáp án đúng là đáp án d
Câu 4: Một cái bể sâu 1,5m chứa đầy nước. Một tia sáng Mặt Trời rọi vào mặt nước bể dưới góc tới i với tani=4/3. Biết chiết suất của nước đối với ánh sáng đỏ và ánh sánh tìm lần lượt là 1,328 và 1,343. Bề rộng của quang phổ do tia sáng tạo ra ở đáy bể bằng
a. 14,64 mm
b. 16.99 mm
c. 12,86 mm
d. 19.66 mm
Đáp án đúng là đáp án d
Câu 5: Một ánh sáng đơn sắc có tần số dao động là 5.10^13 Hz, khi truyền trong môi trường có bước sóng là 600nm. Tốc độ ánh sáng trong môi trường đó bằng?
a. 3.10^7 (m/s)
b. 3.10^8 (m/s)
c. 3.10^6 (m/s)
d. 3.10^5 (m/s)
Đáp án đúng là đáp án a
Câu 6: Chiếu chùm sáng gồm 5 ánh sáng đơn sắc khác nhau là đỏ; cam; vàng;lục và tím đi từ nước ra không khí, thấy ánh sáng màu vàng ló ra ngoài song song với mặt nước. Xác định số bức xạ mà ta có thể quan sát được phía trên mặt nước?
a. Tất cả đều ở trên mặt nước
b. Chỉ có đỏ ló ra phía trên mặt nước
c. Ngoài vàng ra còn có cam và đỏ
d. Chỉ có lục và tím ló ra khỏi mặt nước
Đáp án đúng là đáp án b
7. Thông tin bổ sung:
- Bản chất của kim cương là Cacbon kết tinh. Chiết suất của kim cương rất lớn (n= 2,42). Khi kim cương ở trong không khí, góc gới hạn của tia sáng tới một mặt của kim cương có giá trị khá nhỏ (i)gh= 24(độ). Người ta thường cắt gọt viên kim cương thành các khối có nhiều mặt. Khi một tia sáng rọi tới một mặt, nó sẽ bị khúc xạ, đi vào trong viên kim cương và phản xạ toàn phần nhiều lần giữa các mặt của viên kim cương trước khi ló ra tới mắt ta, nên ta thấy ánh sáng từ viên kim cương lóe ra rất sáng.
- Mặt khác, ánh sáng Mặt Trời khi chiếu tới kim cương là ánh sáng trắng, khi qua kim cương ánh sáng đã bị tán sắc thành nhiều màu, đo đó ta thấy kim cương lấp lánh nhiều màu rực rỡ.
- Một màn hình ti vi (hoặc màn hình máy tính) được cấu thành bởi hàng triệu các ô vuông cực nhỏ, gọi là các điểm ảnh. Mỗi điểm ảnh gồm 3 điểm ảnh phụ mang 3 màu: đỏ, lục, lam. Chỉ cần phối hợp 3 màu này với nhau có thể tạo ra cảm giác về hầu hết các loại màu sắc.
- Nguyên tắc phối màu phát xạ (phối màu màn hình) như sau:
+ Mắt người nhạy cảm với 3 vùng quang phổ (gần tương ứng với vùng màu đỏ, xanh lá cây và xanh lam trên quang phổ khả kiến) nên phối màu phát xạ thường chỉ cần dùng 3 nguồn sáng có màu đỏ, xanh lá cây và xanh lam (gọi là màu gốc) để tạo ra cảm giác về hầu hết màu sắc.
+ Hai tia sáng cùng cường độ thuộc 2 trong 3 màu gốc nói trên chồng lên nhau sẽ tạo nên màu thứ cấp:
Đỏ + Lục = Vàng.
Đỏ + Lam = Cánh sen.
Lam + Lục = Hồ thủy.
+ Ba tia sáng thuộc ba màu gốc cùng cường độ chồng lên nhau sẽ tạo nên màu trắng. Thay đổi cường độ sáng của các nguồn sẽ tạo ra đủ gam màu của 3 màu gốc.
1. Giải thích 1:
- Màu đỏ liên quan mật thiết đến máu và do đó được lựa chọn cho tín hiệu “dừng” cho tất cả các xe đang đi đến. Màu đỏ gợi ấn tượng về những tình huống nguy hiểm, có thể sẽ dẫn đến hệ quả nghiêm trọng nếu bỏ qua tín hiệu màu đỏ. Sự gợi tưởng đặc trưng của màu đỏ khiến nó trở thành màu được áp dụng cho tín hiệu “dừng” và tránh những tai nạn có thể xảy ra trên khắp thế giới.
- Màu xanh là nguồn gốc của một loại cảm xúc, gợi tưởng khác cho con người. Màu xanh gợi sự thư thái, dễ chịu của thiên nhiên sẽ không để lại ấn tượng mạnh mẽ đến người lái xe khi nhìn nó. Thêm vào đó, màu xanh còn dễ nhận thấy trong đêm, không làm lái xe nhầm lẫn.
- Màu biểu tượng cho mặt trời, một lần nữa mang lại hiệu ứng thư thái cho người đi đường và ít gây sự chú ý cho lái xe hơn màu đỏ. Đó là một lựa chọn tốt cho ban đêm bởi một ánh sáng màu vàng như vậy có thể dễ dàng nhận biết từ xa. 2. Giải thích 2:
- Bước sóng của ánh sáng đỏ là dài nhất, khả năng xuyên thấu trong không khí là rất mạnh, con người khi ở vị trí rất xa cũng có thể nhìn thấy. Hơn nữa, màu đỏ có sức thu hút sự chú ý của con người lớn hơn các màu khác, sự khác biệt rất rõ ràng cho nên màu đỏ được chọn làm màu chỉ thị không được phép đi qua.
- Bước sóng của ánh sáng màu vàng tương đối dài, vì vậy có tác dụng làm tín hiệu cảnh báo.
- Sự khác biệt của màu xanh với màu đỏ là lớn nhất, rất dễ phân biệt, cho nên màu xanh được chọn làm tín hiệu cho phép đi qua.
hay
Trả lờiXóa