Bài 53. Sự phân tích ánh sáng trắng
I - PHÂN TÍCH MỘT CHÙM SÁNG TRẮNG BẰNG LĂNG KÍNH
1. Thí nghiệm 1
Quan sát một khe sáng trắng qua một lăng kính. (Lăng kính là một khối chất trong suốt có dạng như ở trong hình 53.1a. Ba đường gờ song song với nhau gọi là ba cạnh của làng kính).
Đặt lăng kính sao cho các cạnh của nó song song với một khe sáng trắng (hoặc một đèn ống). Đặt mắt sau lăng kính và quan sát khe sáng qua lăng kính. Em sẽ thấy một dải nhiều màu.
2. Thí nghiệm 2
- Khi chắn trước khe sáng một tấm lọc màu đỏ thì ta thấy có vạch đỏ. Khi cắm trước khe sáng một tấm lọc màu xanh ta thấy có vạch xanh. Hai vạch xanh và đỏ không nằm cùng một chỗ.
+ Khi chắn khe sáng bằng một tấm lọc nửa trên màu đỏ nửa dưới màu xanh thì ta thấy đồng thời cả hai vạch đỏ và vạch nằm lệch nhau.
- Bản thân lăng kính là một khối chất trong suốt không màu, nên nó không thể đóng vài trò như một tấm lọc màu được.
+ Nếu lăng kính có tác dụng nhuộm màu cho chùm tia sáng thì tại sao chỗ này nhuộm màu xanh, chỗ kia chỉ nhuộm màu đỏ? Trong khi đó, các vùng mà các tia sáng đi qua trong lăng kính có tính chất hoàn toàn như nhau.
3. Kết luận
Khi chiếu một chùm sáng trắng hẹp đi qua một làng kính thì ta sẽ thu được nhiều chùm sáng màu khác nhau nằm sát cạnh nhau, tạo thành một dải màu như cầu vồng. Màu của dải này biến thiên liên tục từ đỏ đến tím. Lăng kính có tác dụng tách riêng các chùm sáng màu có sản trong chùm sáng trắng cho mỗi chùm đi theo một phương khác nhau.
II - PHÂN TÍCH MỘT CHÙM SÁNG TRẮNG BẰNG SỰ PHẢN XẠ TRÊN ĐĨA CD
1. Thí nghiệm 3
Quan sát mặt ghi của một đĩa CD dưới ánh sáng trắng.
- Ánh sáng chiếu đến đĩa CD là ánh sáng trắng. Tùy theo phương nhìn ta có thể thấy ánh sáng từ đĩa CD đến mắt ta có màu này hay màu kia.
- Trước khi đến đĩa CD, chùm sáng là chùm sáng trắng. Sau khi phản xạ trên đĩa CD, ta thu được nhiều chùm sáng màu khác nhau truyền theo các phương khác nhau. Như vậy, thí nghiệm với đĩa CD cũng là thí nghiệm phân tích ánh sáng trắng.
2. Kết luận
Có thể phân tích một chùm sáng trắng thành những chùm sáng màu bằng cách cho nó phản xạ trên mặt ghi của một đĩa CD.
III - KẾT LUẬN CHUNG
Có thể có nhiều cách phân tích một chùm sáng trắng thành những chùm sáng màu khác nhau.
IV – VẬN DỤNG
C7.
Có thể coi cách dùng các tấm lọc màu như một cách phân tích ánh sáng trắng thành các ánh sáng màu được không?
Bài giải:
Chiếu chùm ánh sáng trắng qua tấm lọc màu đỏ ta được ánh sáng đỏ. Ta có thể coi như tấm lọc màu đỏ có tác dụng tách chùm sáng đỏ ra khỏi chùm sáng trắng. Nếu thay tấm lọc màu đỏ bằng tấm lọc màu xanh, thì ta lại thu được ánh sáng xanh. Cứ như thế cho các tấm lọc màu khác, ta sẽ biết được trong chùm sáng trắng có những ánh sáng màu nào. Đây cũng là một cách phân tích ánh sáng trắng thành các ánh sáng màu.
C8.
Đặt một gương phẳng nằm chếch một góc khoảng 300 vào khay nước. Đặt trước trán một mảnh giấy nhỏ trên có vạch một vạch đen nằm ngang, sao cho vạch đen song song với đường giao nhau của mặt gương và mặt nước như hình 53.3 SGK. Mô tả ảnh của vạch đen qua phần gương ở trong nước, giải thích.
Bài giải:
Phần nước nằm giữa mặt gương và mặt nước tạo thành một lăng kính bằng nước. Xét một dải sáng trắng hẹp phát ra từ mép của vạch đen trên trán, chiếu đến mặt nước. Dải sáng này khúc xạ vào nước, phản xạ trên gương, trở lại mặt nước, lại khúc xạ ra ngoài không khí và đi vào mắt ta. Dải sáng này coi như đi qua lăng kính nước nói trên, nên nó bị phân tích ra thành nhiều dải sáng màu sắc như cầu vồng. Do đó khi nhìn vào phần gương ở trong nước ta sẽ không thấy vạch đen mà thấy một dải nhiều màu.
C9.
Nêu một vài hiện tượng thực tế về sự phân tích ánh sáng trắng.
Bài giải:
Cầu vồng xuất hiện chính là một hiện tượng thực tế về sự phân tích ánh sáng trắng.
* Có thể phân tích một chùm sáng trắng thành những chùm sáng màu khác nhau bằng cách cho chùm sáng trắng đi qua một lăng kính hoặc phản xạ trên mặt ghi của một đĩa CD.
* Trong chùm sáng trắng có chứa nhiều chùm sáng màu khác nhau.
1. Thí nghiệm 1
Quan sát một khe sáng trắng qua một lăng kính. (Lăng kính là một khối chất trong suốt có dạng như ở trong hình 53.1a. Ba đường gờ song song với nhau gọi là ba cạnh của làng kính).
Đặt lăng kính sao cho các cạnh của nó song song với một khe sáng trắng (hoặc một đèn ống). Đặt mắt sau lăng kính và quan sát khe sáng qua lăng kính. Em sẽ thấy một dải nhiều màu.
2. Thí nghiệm 2
- Khi chắn trước khe sáng một tấm lọc màu đỏ thì ta thấy có vạch đỏ. Khi cắm trước khe sáng một tấm lọc màu xanh ta thấy có vạch xanh. Hai vạch xanh và đỏ không nằm cùng một chỗ.
+ Khi chắn khe sáng bằng một tấm lọc nửa trên màu đỏ nửa dưới màu xanh thì ta thấy đồng thời cả hai vạch đỏ và vạch nằm lệch nhau.
- Bản thân lăng kính là một khối chất trong suốt không màu, nên nó không thể đóng vài trò như một tấm lọc màu được.
+ Nếu lăng kính có tác dụng nhuộm màu cho chùm tia sáng thì tại sao chỗ này nhuộm màu xanh, chỗ kia chỉ nhuộm màu đỏ? Trong khi đó, các vùng mà các tia sáng đi qua trong lăng kính có tính chất hoàn toàn như nhau.
3. Kết luận
Khi chiếu một chùm sáng trắng hẹp đi qua một làng kính thì ta sẽ thu được nhiều chùm sáng màu khác nhau nằm sát cạnh nhau, tạo thành một dải màu như cầu vồng. Màu của dải này biến thiên liên tục từ đỏ đến tím. Lăng kính có tác dụng tách riêng các chùm sáng màu có sản trong chùm sáng trắng cho mỗi chùm đi theo một phương khác nhau.
II - PHÂN TÍCH MỘT CHÙM SÁNG TRẮNG BẰNG SỰ PHẢN XẠ TRÊN ĐĨA CD
1. Thí nghiệm 3
Quan sát mặt ghi của một đĩa CD dưới ánh sáng trắng.
- Ánh sáng chiếu đến đĩa CD là ánh sáng trắng. Tùy theo phương nhìn ta có thể thấy ánh sáng từ đĩa CD đến mắt ta có màu này hay màu kia.
- Trước khi đến đĩa CD, chùm sáng là chùm sáng trắng. Sau khi phản xạ trên đĩa CD, ta thu được nhiều chùm sáng màu khác nhau truyền theo các phương khác nhau. Như vậy, thí nghiệm với đĩa CD cũng là thí nghiệm phân tích ánh sáng trắng.
2. Kết luận
Có thể phân tích một chùm sáng trắng thành những chùm sáng màu bằng cách cho nó phản xạ trên mặt ghi của một đĩa CD.
III - KẾT LUẬN CHUNG
Có thể có nhiều cách phân tích một chùm sáng trắng thành những chùm sáng màu khác nhau.
IV – VẬN DỤNG
C7.
Có thể coi cách dùng các tấm lọc màu như một cách phân tích ánh sáng trắng thành các ánh sáng màu được không?
Bài giải:
Chiếu chùm ánh sáng trắng qua tấm lọc màu đỏ ta được ánh sáng đỏ. Ta có thể coi như tấm lọc màu đỏ có tác dụng tách chùm sáng đỏ ra khỏi chùm sáng trắng. Nếu thay tấm lọc màu đỏ bằng tấm lọc màu xanh, thì ta lại thu được ánh sáng xanh. Cứ như thế cho các tấm lọc màu khác, ta sẽ biết được trong chùm sáng trắng có những ánh sáng màu nào. Đây cũng là một cách phân tích ánh sáng trắng thành các ánh sáng màu.
C8.
Đặt một gương phẳng nằm chếch một góc khoảng 300 vào khay nước. Đặt trước trán một mảnh giấy nhỏ trên có vạch một vạch đen nằm ngang, sao cho vạch đen song song với đường giao nhau của mặt gương và mặt nước như hình 53.3 SGK. Mô tả ảnh của vạch đen qua phần gương ở trong nước, giải thích.
Bài giải:
Phần nước nằm giữa mặt gương và mặt nước tạo thành một lăng kính bằng nước. Xét một dải sáng trắng hẹp phát ra từ mép của vạch đen trên trán, chiếu đến mặt nước. Dải sáng này khúc xạ vào nước, phản xạ trên gương, trở lại mặt nước, lại khúc xạ ra ngoài không khí và đi vào mắt ta. Dải sáng này coi như đi qua lăng kính nước nói trên, nên nó bị phân tích ra thành nhiều dải sáng màu sắc như cầu vồng. Do đó khi nhìn vào phần gương ở trong nước ta sẽ không thấy vạch đen mà thấy một dải nhiều màu.
C9.
Nêu một vài hiện tượng thực tế về sự phân tích ánh sáng trắng.
Bài giải:
Cầu vồng xuất hiện chính là một hiện tượng thực tế về sự phân tích ánh sáng trắng.
* Có thể phân tích một chùm sáng trắng thành những chùm sáng màu khác nhau bằng cách cho chùm sáng trắng đi qua một lăng kính hoặc phản xạ trên mặt ghi của một đĩa CD.
* Trong chùm sáng trắng có chứa nhiều chùm sáng màu khác nhau.
