12 chuyên đề tán sắc ánh sáng

CHƯƠNG SÓNG ÁNH SÁNG
ChUYÊN ®Ò 1: T¸n s¾c ¸nh s¸ng

*LÝ THUYẾT :
* Sự tán sắc ánh sáng :là sự phân tách một chùm sáng phức tạp thành các chùm sáng
đơn sắc.
* Ánh sáng đơn sắc, ánh sáng trắng
Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng không bị tán sắc khi đi qua lăng kính. Mỗi ánh sáng
đơn sắc có một màu gọi là màu đơn sắc.
Mỗi màu đơn sắc trong mỗi môi trường có một bước sóng xác định.
Khi truyền qua các môi trường trong suốt khác nhau vận tốc của ánh sáng thay đổi,
bước sóng của ánh sáng thay đổi còn tần số (chu kì, tần số góc) của ánh sáng thì
không thay đổi.
Ánh sáng trắng là tập hợp của vô số ánh sáng đơn sắc khác nhau có màu biến thiên
liên tục từ đỏ đến tím.
Dải có màu như cầu vồng (có có vô số màu nhưng được chia thành 7 màu chính là
đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm, tím) gọi là quang phổ của ánh sáng trắng.
Chiết suất của các chất lỏng trong suốt biến thiên theo màu sắc của ánh sáng và
tăng dần từ màu đỏ đến màu tím.
- Các công thức liên quan :
• Phản xạ ánh sáng : i = i’
• Khúc xạ ánh xáng : n1.sini = n2.sinr.
• Phản xạ toàn phần : sinigh =
• Lăng kính : sini = n.sinr
sini’ = n.sinr’
A = r + r’
D = i + i’ – A

M
A

n2
; với n1 > n2.
n1
* Trường hợp góc A và i nhỏ : i = n.r
i’ = n.r’
A = r + r’
D = (n − 1).A

* Trường hợp góc lệch cục tiểu : D = Dmin  i = i’ =

Dmin + A
và r = r’ =
2

A
2
a) TÁN SẮC ÁNH SÁNG QUA LĂNG KÍNH có góc chiết quang A ≤ 100
* Góc lệch của từng tia đơn sắc: D = (n – 1)A
* Góc lệch giữa tia đơn sắc tím và đơn sắc đỏ:
θ = D t – D đ = (nt – nđ)A
* Khoảng cách giữa tia đơn sắc tím và đỏ trên
màn đặt s.song với phân giác góc A (Bề rộng quang phổ trên màn):
TĐ = ℓ(nt – nđ)A ; (ℓ khoảng cách từ lăng kính đến màn)
b) TÁN SẮC ÁNH SÁNG QUA THẤU KÍNH.
+ Tiêu cự của thấu kính với đơn sắc đỏ; đơn sắc tím.

O FT’

F’Đ

1
1
1
= (n đ − 1)(
+
);
fđ
R1 R 2

1
1
1
= (n t − 1)(
+
)
ft
R1 R 2

+ Khoảng cách giữa tiêu điểm ảnh của đơn sắc đỏ và đơn sắc tím. F’đF’t= fđ – ft.
Chú ý : Khi khảo sát với ánh sáng đơn sắc nào thì chiết suất n ứng với ánh sáng đơn
sắc đó .

c
; với c = 3.108 m/s.
f
v
c
λ
=
= .

Bước sóng ánh sáng trong môi trường: λ’ =
f nf
n
Bước sóng ánh sáng trong chân không: λ =

*BÀI TẬP :
Bài 1. Một chùm ánh sáng hẹp, đơn sắc có bước sóng trong chân không là λ = 0,60
µm. Xác định chu kì, tần số của ánh sáng đó. Tính tốc độ và bước sóng của ánh sáng
đó khi truyền trong thủy tinh có chiết suất n = 1,5.
ĐS: f = 5.1014 Hz; T = 2.10-15 s; v = 2.108 m/s; λ’ = 0,4 µm.
Bài 2. Một lăng kính thủy tinh có góc chiết quang A = 4 0, đặt trong không khí. Chiết
suất của lăng kính đối với ánh sáng đỏ và tím lần lượt là 1,643 và 1,685. Chiếu một
chùm tia sáng song song, hẹp gồm hai bức xạ đỏ và tím vào mặt bên của lăng kính
theo phương vuông góc với mặt này. Tính góc tạo bởi tia đỏ và tia tím sau khi ló ra
khỏi mặt bên kia của lăng kính.
ĐS: ∆D = Dt – Dd = 0,1680 ≈ 10’.
*TRẮC NGHIỆM:
Câu 1:Bước sóng của ánh sáng đỏ trong không khí là 0,64 µm. Tính bước sóng của
ánh sáng đó trong nước biết chiết suất của nước đối với ánh sáng đỏ là

4
.
3

A. 8,5 µm.
B. 4,8 µm.
C. 0,48 µm.
D. 0,85 µm.
Câu 2: Chọn câu Đúng. Một chùm ánh sáng đơn sắc, sau khi đi qua lăng kính thuỷ
tinh thì:

A. không bị lệch và không đổi màu.
B. chỉ đổi màu mà không bị lệch.
C. chỉ bị lệch mà không đổi màu.
D. vừa bị lệch, vừa đổi màu.
Câu 3: Một ánh sáng đơn sắc có bước sóng của nó trong không khí là 0,6 µm và
trong chất lỏng trong suốt là 0,4 µm. Tính chiết suất của chất lỏng đối với ánh sáng
đó.
A.1,5.
B. 1
C. 4/3
D. 1,3
Câu 4: Hiện tượng tán sắc xảy ra do ánh sáng trắng là một hỗn hợp của nhiều ánh
sáng đơn sắc khác nhau và còn do nguyên nhân nào dưới đây.
A. lăng kính bằng thuỷ tinh.
B. lăng kính có góc chiết quang quá lớn.
C. lăng kính không đặt ở góc lệch cực tiểu.
D. chiết suất của mọi chất - trong đó có thuỷ tinh - phụ thuộc bước sóng (do đó vào
màu sắc) của ánh sáng.
Câu 5: Chọn phát biểu Đúng. Sự phụ thuộc của chiết suất vào bước sóng


A. xảy ra với mọi chất rắn, lỏng, hoặc khí. B. chỉ xảy ra với chất rắn và chất lỏng.
C. chỉ xảy ra với chất rắn.
D. là hiện tượng đặc trưng của thuỷ tinh.
Câu 6: Phát biểu nào sau đây là không đúng?
Cho các chùm ánh sáng sau: Trắng, đỏ, vàng, tím.
A. ánh sáng trắng bị tán sắc khi đi qua lăng kính.
B. Chiếu ánh sáng trắng vào máy quang phổ sẽ thu được quang phổ liên tục.
C. Mỗi chùm ánh sáng trên đều có một bước sóng xác định.
D. ánh sáng tím bị lệch về phía đáy lăng kính nhiều nhất nên chiết suất của lăng kính

đối với nó lớn nhất.
Câu 7: Nguyên nhân gây ra hiện tượng tán sắc ánh sáng mặt trời trong thí nghiệm
của Niutơn là
A. thủy tinh đã nhuộm màu cho chùm ánh sáng mặt trời.
B. chiết suất của lăng kính đối với các ánh sáng đơn sắc là khác nhau.
C. lăng kính có tác dụng làm biến đổi màu chùm ánh sáng mặt trời.
D. chùm ánh sáng mặt trời đã bị nhiễu loạn khi đi qua lăng kính.
Câu 8: Chiếu một tia sáng trắng qua 1 lăng kính. Tia sáng sẽ tách ra thành chùm tia
có màu khác nhau. Hiện tượng này gọi là gì?
A. Giao thoa ánh sáng.
B. Tán sắc ánh sáng.
C. Khúc xạ ánh sáng.
D. Nhiễu xạ ánh sáng.
Câu 9: Tại sao khi đi qua lớp kính cửa sổ, ánh sáng trắng không bị tán sắc thành các
màu cơ bản? Chọn đáp án ĐÚNG:
A.Vì kính cửa sổ là loại thuỷ tinh không tán sắc ánh sáng.
B. Vì cửa kính sổ không phải là lăng kính nên không tán sắc ánh sáng.
C.Vì do kết quả của tán sắc, các tia sáng màu đi qua lớp kính và ló ra ngoài dưới dạng
những chùm tia chồng chất lên nhau, tổng hợp trở lại thành ánh sáng trắng.
D.Vì ánh sáng trắng ngoài trời là những sóng không kết hợp, nên chúng không bị tán
sắc.
Câu 10: Chiết suất của một môi trường trong suốt đối với các ánh sáng đơn sắc khác
nhau là đại lượng:
A.Không đổi, có giá trị như nhau đối với tất cả các ánh sáng màu, từ đỏ đến tím.
B.Thay đổi, chiết suất là lớn nhất đối với ánh sáng đỏ và nhỏ nhất đối với ánh sáng
tím.
C.Thay đổi, chiết suất nhỏ nhất đối với ánh sáng đỏ và lớn nhất đối với ánh sáng tím.
D.Thay đổi, chiết suất lớn nhất đối với ánh sáng màu lục, còn đối với các màu khác
chiết suất nhỏ hơn.
Câu 11. Khi một chùm sáng đi từ một môi trường này sang môi trường khác, đại

lượng không bao giờ thay đổi là:
A. chiều của nó
B. vận tốc .
C. tần số
D. bước sóng
Câu 12 Trong một thí nghiệm người ta chiếu một chùm ánh sáng đơn sắc song song
hẹp vào cạnh của một lăng kính có góc chiết quang A = 8 0 theo phương vuông góc
với mặt phẳng phân giác của góc chiết quang. Đặt một màn ảnh E song song và cách

mặt phẳng phân giác của góc chiết quang 1m. Trên màn E ta thu được hai vết sáng.
Sử dụng ánh sáng vàng, chiết suất của lăng kính là 1,65 thì góc lệch của tia sáng là
A. 4,00;
B. 5,20;
C. 6,30;
D. 7,80.
Câu 13. Một ánh sáng đơn sắc có tần số 4.10 14 Hz. Bước sóng của tia sáng này trong
chân không là:
A. 0,75 m
B. 0,75 pm
C. 0,75 µ m
D. 0,75 nm
Câu 14. Một ánh sáng đơn sắc có bước sóng của nó trong không khí là 700 nm và
trong một chất lỏng trong suốt là 560 nm. Chiết suất của chất lỏng đối với ánh sáng
đó là:
A. 5/4
B. 0,8
C. 5/4 (m/s)
D. 0,8 (m/s)
Câu 15 Một lăng kính thủy tinh có góc chiết quang A = 50 , đươc coi là nhỏ , có chiết
suất đối với ánh sáng đỏ và ánh sáng tím lần lượt là nđ = 1,534 và nt = 1,568. Cho

một chùm tia sáng trắng , hẹp rọi gần vuông góc vào một mặt bên của lăng kính. Tính
góc giữa hai tia ló màu đỏ và màu tím của quang phổ cho bởi lăng kính.
A.
10,2’ B. 8,5’
C. 22,6’
D. 15,4’
Câu 16: Chiết suất của thủy tinh(nhất định) đối với các ánh sáng đỏ,vàng,tím lần lượt
là nđ ,nv ,nt .Chọn sắp xếp đúng:
A. nđ < nt < nv .
B. nt < nđ < nv .
C. nđ < nv < nt .
D. nt < nv < nđ .
Câu 17: Phát biểu nào dưới đây sai, khi nói về ánh sáng trắng và đơn sắc:
A. ánh sáng trắng là tập hợp của vô số ánh sáng đơn sắc khác nhau có màu biến thiên
liên tục từ đỏ đến tím.
B. Chiếu suất của chất làm lăng kính đối với các ánh sáng đơn sắc khác nhau là như
nhau.
C. ánh sáng đơn sắc là ánh sáng không bị tán sắc qua lăng kính.
D. Khi các ánh sáng đơn sắc đi qua một môi trường trong suốt thì chiết suất của môi
trường đối với ánh sáng đỏ là nhỏ nhất, đối với ánh sáng tím là lớn nhất.
Câu 18: Chọn câu Đúng. Hiện tượng tán sắc xảy ra:
A. chỉ với lăng kính thuỷ tinh.
B. chỉ với các lăng kính chất rắn hoặc lỏng.
C. ở mặt phân cách hai môi trường khác nhau.
D. ở mặt phân cách một môi trường rắn hoặc lỏng với chân không (hoặc không khí).