Bài 24: Tán sắc ánh sáng

Tia sáng khi truyền qua lăng kính thì tia ló bị lệch về phía đáy của lăng kính so với tia tới.

Với cùng một góc tới i, chiết suất n của lăng kính càng nhỏ thì tia ló bị lệch ít, lăng kính có chiết suất lớn thì tia ló bị lệch nhiều.

Thí nghiệm của Niuton về sự tán sắc ánh sáng:

Hình 24.1

Chiếu một chùm ánh sáng trắng (ánh sáng Mặt Trời), song song qua khe hẹp F. Đặt một màn M song song với khe F. Giữa khe F và màn M, đặt một lăng kính (P), sao cho cạnh khúc xạ của (P) song song với F. Chùm tia sáng ló ra khỏi lăng kính không những bị lệch về phía đáy lăng kính, mà còn bị tách ra thành nhiều chùm sáng có màu sắc khác nhau. Trên màn M, ta thu được một dải màu biến thiên liên tục gồm 7 màu chính: đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm, tím. Dải sáng màu này gọi là quang phổ của Mặt Trời.

Trên màn M của thí nghiệm tán sắc ánh sáng, Niu-tơn rạch một khe hẹp F’ song song với khe F, để tách ra một chùm sáng hẹp, chỉ có màu vàng. Cho chùm sáng màu vàng qua lăng kính (P’) và hướng chùm tia ló trên màn M’, vệt sáng trên màn M’, vẫn bị lệch về phía đáy của lăng kính (P’) nhưng vẫn giữ nguyên màu vàng.

Làm thí nghiệm với các màu khác, kết quả vẫn như thế. Tức là chùm sáng có một màu nào đó tách ra từ quang phổ của Mặt Trời, sau khi qua lăng kính P’ chỉ bị lệch mà không bị đổi màu. Niu-tơn gọi chùm sáng này là chùm sáng đơn sắc.

Vậy ánh sáng đơn sắc là ánh sáng có một màu nhất định và không bị tán sắc khi qua lăng kính.

Trong thí nghiệm với ánh sáng đơn sắc của Niuton, nếu ta bỏ màn M đi rồi đưa hai lăng kính lại sát nhau, nhưng vẫn đặt ngược chiều nhau thì ánh sáng không còn bị tán sắc, trên màn M’ ta thu được vệt sáng có màu trắng, nhưng viền đỏ ở cạch trên và viền tím ở cạnh dưới.

Lý do theo tính chất thuận nghịch của chiều truyền ánh sáng thì sau khi đi qua lăng kính P’, các chùm đơn sắc lại bị lệch ngược trở lại và chúng chồng chất lên nhau trên màn M’. Vì ánh sáng ban đầu chiếu vào lăng kính P là ánh sáng trắng nên không thể coi đó là thí nghiệm tổng hợp ánh sáng trắng được.

Chọn đáp án B.

Thí nghiệm với ánh sáng đơn sắc của Niuton nhằm chứng minh: Lăng kính không làm thay đổi màu sắc của ánh sáng qua nó.

Các công thức lăng kính:

Khi góc tới i và góc chiết quang A là góc nhỏ thì ta có:

Góc lệch của tia đỏ sau khi qua lăng kính:

D1 = (nđ – 1)A = (1,643 – 1)5 = 3,215o

Độ lệch của tia tím sau khi qua lăng kính:

D2 = (nt – 1)A = (1,685 – 1)5 = 3.425o

Góc giữa tia tím và tia tia đỏ sau khi ló ra khỏi lăng kính:

ΔD = D2 - D1 = 3.425o - 3,215o = 0,21o = 12,6'