Hiện tượng tán sắc ánh sáng là gì? Thí nghiệm tán sắc ánh sáng của Niu-tơn và ứng dụng - Vật lý 12 bài 24

Nội dung bài này sẽ giúp các em hiểu hiện tượng tán sắc ánh sáng là gì? thí nghiệm tán sắc ánh sáng của Niu-tơn? giải thích hiện tượng tán sắc ánh sáng như thế nào? trong cuộc sống hiện tượng tán sắc có ứng dụng gì?

• Giải bài tập Vật lí 12 bài 24: Giải bài tập 1, 2, 3, 4, 5, 6 trang 125 SGK Vật lý 12 bài 24

I. Thí nghiệm về sự tán sắc ánh sáng của Niu-tơn (1672)

• Bố trí thí nghiệm như hình:

• Kết quả:

- Vệt sáng F’ trên màn M bị dịch xuống phía đáy lăng kính, đồng thời bị trải dài thành một dải màu sặc sỡ gồm bảy màu, từ trên xuống dưới là: đỏ, da cam, vàng, lục, lam, chàm, tím (bảy màu của cầu vồng).

- Dải màu quan sát được này gọi là quang phổ của ánh sáng Mặt Trời hay quang phổ của Mặt Trời.

- Ánh sáng Mặt Trời là ánh sáng trắng.

- Hiện tượng trên gọi là sự tán sắc ánh sáng gây ra bởi lăng kính P.

II. Thí nghiệm với ánh sáng đơn sắc của Niu-tơn

• Niu-tơn đã làm thí nghiệm sau:

- Ông rạch trên màn M ở thí nghiệm trên một khe hẹp F’ song song với F và xê dịch màn M để đặt F’ vào đúng chỗ một màu - màu vàng V, chẳng hạn trên quang phổ như hình sau:

- Cho chùm sáng màu vàng thu được sau màn M khúc xạ qua một lăng kính P’ giống hệt lăng kính P và hứng chùm tia ló trên một màn M’, ông thấy vệt sáng trên màn M’, tuy vẫn bị dịch chuyển về phía đáy của P’, nhưng vẫn giữ nguyên màu vàng.

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

III. Giải thích hiện tượng tán sắc

- Ánh sáng trắng không phải là ánh sáng đơn sắc mà là hỗn hợp của nhiều ánh sáng đơn sắc có màu biến thiên liên tục từ đỏ đến tím.

- Chiết suất của các chất trong suốt biến thiên theo màu sắc của ánh sáng và tăng dần từ màu đỏ, đến màu tím.

- Sự tán sắc ánh sáng là sự phân tách một chùm ánh sáng phức tạp thành các chùm sáng đơn sắc.

IV. Ứng dụng của hiện tượng tán sắc

- Giải thích một số hiện tượng tự nhiên như: Cầu vồng bảy sắc, đó là do trước khi tới mắt ta các tia sáng Mặt Trời đã bị khúc xạ và phản xạ qua các giọt nước.

- Ứng dụng trong máy quang phổ lăng kính để phân tích một chùm sáng đa sắc do các vật phát ra thành các thành phần đơn sắc.