Phân tích chùm sáng không đơn sắc khi đi qua lăng kính
Phân tích chùm sáng không đơn sắc khi đi qua lăng kính
Với Phân tích chùm sáng không đơn sắc khi đi qua lăng kính Vật Lí lớp 9 gồm đầy đủ phương pháp giải, ví dụ minh họa và bài tập trắc nghiệm có lời giải chi tiết sẽ giúp học sinh ôn tập từ đó đạt điểm cao trong bài thi môn Vật Lí 9.
Phương pháp giải:
Học sinh cần nắm được kiến thức về ánh sáng đơn sắc, ánh sáng không đơn sắc, chùm ánh sáng trắng, lăng kính.
1. Ánh sáng đơn sắc
Là ánh sáng có 1 màu nhất định và không thể phân tích ánh sáng đó thành các ánh sáng có màu khác được.
2. Ánh sáng không đơn sắc
Ánh sáng không đơn sắc tuy cũng có một màu nhất định, nhưng nó là sự pha trộn của nhiều ánh sáng màu; do đó ta có thể phân tích ánh sáng không đơn sắc thành nhiều ánh sáng có màu khác nhau.
3. Chùm ánh sáng trắng
Chùm ánh sáng trắng là hỗn hợp rất nhiều ánh sáng đơn sắc. Trong đó có bảy màu cơ bản: đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm, tím.
4. Lăng kính
- Lăng kính là một khối chất trong suốt, đồng chất (thủy tinh, nhựa…), thường có dạng lăng trụ tam giác.
5. Sự phân tích chùm sáng không đơn sắc.
Khi chiếu một chùm sáng trắng hẹp đi qua một lăng 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.
Ví dụ minh họa
Ví dụ 1. Trong các thí nghiệm sau, thí nghiệm nào là sự phân tích chùm ánh sáng trắng?
A. Chiếu chùm ánh sáng trắng vào gương phẳng
B. Chiếu chùm ánh sáng trắng qua một tấm thủy tinh.
C. Chiếu chùm ánh sáng trắng tới bề mặt đĩa CD.
D. Chiếu chùm ánh sáng trắng qua một thấu kính hội tụ.
Đáp án: C
Khi chiếu chùm chùm ánh sáng trắng tới bề mặt đĩa CD ta cũng thu được những chùm sáng màu. Vì vậy thí nghiệm này là sự phân tích ánh sáng trắng
Ví dụ 2. Trong trường hợp nào sau đây ánh sáng trắng không bị phân tích?
A. Chiếu chùm ánh sáng trắng qua một lăng kính.
B. Chiếu chùm ánh sáng trắng vào gương phẳng
C. Chiếu chùm ánh sáng trắng vào bề mặt đĩa CD
D. Chiếu một chùm ánh áng trắng vào ván dầu ăn trên mặt nước.
Đáp án: B
Khi chiếu chùm ánh sáng trắng vào gương phẳng ta thu được chùm tia phản xạ cũng có màu trắng. Đây là hiện tượng phản xạ ánh sáng, không phải là sự phân tích ánh sáng.
Ví dụ 3. Một người dùng lăng kính để phân tích ánh sáng của đèn LED vàng và LED tím. Kết quả với LED vàng ta chỉ thu được ánh sáng vàng còn LED tím lại thu được nhiều màu khác nhau. Em có kết luận gì về ánh sáng phát ra từ hai đèn LED trên?
Đèn LED vàng phát ra ánh sáng đơn sắc. Do ánh sáng từ đèn LED vàng qua lăng kính chỉ có duy nhất một màu, nên ánh sáng này là ánh sáng đơn sắc.
Đèn LED tím phát ra ánh sáng không đơn sắc. Mặc dù đèn phát ra 1 màu tím nhưng ánh sáng này không đơn sắc, vì khi ánh sáng này qua lăng kính nó đã bị phân tích thành nhiều màu. Điều này chứng tỏ ánh sáng màu tím này là sự pha trộn nhiều ánh sáng đơn sắc.
Bài tập trắc nghiệm tự luyện
Câu 1. Trường hợp nào sau đây ta thu được sự phân tích ánh sáng?
A. Chiếu ánh sáng đơn sắc có màu đỏ lên đĩa CD.
B. Chiếu ánh sáng từ đèn laze màu xanh lên đĩa CD.
C. Chiếu ánh sáng từ bóng đèn pin lên đĩa CD.
D. Tất cả đều không thu được sự phân tích ánh sáng
Đáp án: C
Khi chiếu các ánh sáng đơn sắc lên bề mặt đĩa CD ta sẽ không có sự phân tích ánh sáng. Ánh sáng từ đèn pin là ánh sáng trắng, đây là chùm sáng không đơn sắc nên khi chiếu tới bề mặt đĩa CD nó sẽ bị phân tích thành những chùm ánh sáng có màu khác nhau.
Câu 2. Dùng lăng kính hoặc dĩa CD để phân tích chùm ánh sáng đỏ do một đèn màu đỏ phát ra ta thu được chùm ánh sáng nhiều màu khác nhau. Chọn phát biểu đúng.
A. Có lẽ lăng kính bị hỏng.
B. Có lẽ ta sử dụng lăng kính hoặc đĩa CD chưa đúng cách.
C. Có lẽ đĩa CD bị hỏng.
D. Có lẽ chùm ánh sáng đỏ mà bóng đèn đó phát ra có chứa thêm các chùm ánh sáng khác.
Đáp án: D
Chùm ánh sáng đỏ bị phân tích thành nhiều màu khác nhau điều này chứng tỏ chùm ánh sáng màu đỏ này có chứa thêm các chùm ánh sáng khác.
Câu 3. Phát biểu nào sau đây là đúng khi nói về tác dụng của lăng kính khi chiếu chùm sáng trắng vào nó?
A. Lăng kính đã nhuộm các màu sắc khác nhau cho ánh sáng trắng.
B. Lăng kính có tác dụng tách các chùm sáng màu có sẳn trong chùm sáng trắng.
C. Lăng kính có tác dụng hấp thụ các ánh sáng màu.
D. Lăng kính có tác dụng tăng cường độ sáng của chùm ánh sáng màu
Đáp án: B
Đây là sự phân tích ánh sáng trắng. Chùm ánh sáng trắng là tổng hợp rất nhiều chùm ánh sáng màu và lăng kính có tác dụng phân tách các chùm ánh sáng này.
Câu 4. Trong trường hợp nào dưới đây, chùm sáng trắng bị phân tích thành các chùm sáng có màu khác nhau?
A. Cho chùm sáng trắng chiếu vào bong bóng xà phòng.
B. Cho chùm sáng trắng đi qua một tấm thủy tinh mỏng, trong suốt
C. Cho chùm sáng trắng phản xạ trên một gương cầu lồi
D. Cho chùm sáng trắng đi qua một tấm lọc màu.
Đáp án: A
Khi chiếu ánh sáng trắng vào bong bóng xà phòng thì ta sẽ thấy có rất nhiều màu sắc khác nhau. Đấy là do ánh sáng trắng khi chiếu đến bong bóng xà phòng đã bị phân tích thành nhiều màu sắc khác nhau.
Câu 5. Sau cơn mưa, khi nhìn về phía xa em có thể thấy cầu vồng với rất nhiều màu sắc. Hiện tượng cầu vồng là hiện tượng
A. trộn các ánh sáng màu trong tự nhiên
B. phản xạ các ánh sáng màu từ mặt đất
C. phân tích ánh sáng Mặt Trời
D. ánh sáng Mặt Trời hội tụ tại một điểm
Đáp án: C
Đây là hiện tượng phân tích ánh sáng Mặt Trời. Khi ánh sáng Mặt Trời chiếu qua tầng khí quyển (đang có chứa nhiều nước) thì ánh sáng bị phân tích ra thành nhiều màu khác nhau và tạo thành cầu vồng.
Câu 6. Khi chiếu ánh sáng trắng vào mặt ghi của đĩa CD. Ánh sáng từ đĩa CD đến mắt ta có những màu nào?
Tùy vào góc nhìn mà ánh sáng có thể có những màu khác nhau. Do ánh sáng trắng khi chiếu đến bề mặt đĩa CD bị phân tách ra thành nhiều chùm sáng với những màu khác nhau. Nên khi ta nhìn vào đĩa CD, tùy vào góc nhìn mà có thể thấy những màu sắc khác nhau
Câu 7. Chiếu một chùm sáng vào lăng kính. Ở màn chắn phía sau lăng kính ta thấy có 1 vệt sáng, vệt sáng này chỉ có một màu duy nhất. Chùm sáng chiếu vào lăng kính là chùm đơn sắc hay chùm không đơn sắc? tại sao?
Chùm sáng chiếu vào vào lăng kính là chùm đơn sắc. Vì nếu chùm sáng này là chùm sáng không đơn sắc thì khi qua lăng kính sẽ bị phân tích thành những chùm sáng với màu sắc khác nhau. Và như thế trên màn chắn ta sẽ thu được 1 vệt sáng gồm nhiều màu khác nhau
Câu 8. Chiếu một chùm sáng tới lăng kính. Quan sát phía sau của một lăng kính ta thấy chùm tia ló ra có màu tím, vậy chùm tia tới có màu gì?
Chùm tia lới có màu tím. Vì chùm tia ló chỉ có 1 màu nên chùm tia tới phải là chùm đơn sắc. Và chùm tới đơn sắc có màu gì thì chùm tia ló cũng có màu như thế
Câu 9. Trong thí nghiệm phân tích ánh sáng, nếu đặt phía sau lăng kính một thấu kính hội tụ, thì trên màn chắn vệt sáng có màu gì?
Trên màn chắn sẽ thu được vệt sáng có màu trắng. Do khi qua thấu kính hội tụ các ánh sáng màu sẽ bị pha trộn lại và trở về như ban đầu và có màu trắng.
Câu 10. Nhìn vào vết dầu, mỡ loang trên mặt nước ta thấy có nhiều màu. Có thể coi đây là một cách phân tích ánh sáng trắng hay không?
Đây là sự phân tích ánh sáng trắng. Ánh sáng trắng khi chiếu đến đó đã bị phân tích ra thành các màu sắc khác nhau, do đó khi nhìn vào vết dầu mỡ loang trên mặt nước ta thấy chúng có rất nhiều màu sắc.