CHƯƠNG. SÓNG ÁNH SÁNG
I. TÓM TẮT LÍ THUYẾT
1. Tán sắc ánh sáng
- Sự tán sắc ánh sáng là sự phân tách một chùm ánh sáng phức tạp thành các chùm sáng đơn sắc.
- Nguyên nhân xảy ra hiện tượng tán sắc ánh sáng là do chiết suất của môi trường (thủy tinh, nước, …) đối với các ánh sáng đơn sắc khác nhau là khác nhau.
2. Ánh sáng đơn sắc
- Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng có một màu nhất định và không bị tán sắc khi truyền qua lăng kính.
- Ánh sáng đơn sắc được đặc trưng nhất là tần số (bước sóng).
* Mở rộng:
+ Bước sóng của ánh sáng truyền trong chân không (hay không khí):



+ Bước sóng của ánh sáng truyền trong môi trường trong suốt khác.



Từ
và
, suy ra:
(
với n: là chiết suất của môi trường.
Ví dụ:
nên
. Vậy trong ánh sáng khả kiến thì chiết suất của môi trường đối với ánh sáng đỏ là nhỏ nhất, chiết suất của môi trường đối với ánh sáng tím là lớn nhất.
Vậy, đối với ánh sáng khả kiến truyền trong môi trường trong suốt bất kì thì:
nđỏ < ncam < nvàng < nlục < nlam < nchàm < ntím
Từ
và
, nhận xét: Khi ánh sáng truyền từ môi trường này sang môi trường khác thì tần số f không đổi, bước sóng thay đổi, vận tốc thay đổi.
3. Ánh sáng trắng: Ánh sáng trắng (hay là ánh sáng Mặt Trời) là hỗn hợp của nhiều ánh sáng đơn sắc có màu biến thiên liên tục từ đổ đến tím.
-Các ánh sáng đơn sắc có bước sóng trong khoảng:
, ánh sáng này gây ra cảm giác sáng nên gọi là ánh sáng nhìn thấy được (hay là ánh sáng khả kiến).
-Mỗi ánh sáng đơn sắc có bước sóng (hoặc tần số) trong chân không hoàn toàn xác định.
4. Hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng
- Hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng là hiện tượng truyền sai lệch so với sự truyền thẳng khi ánh sáng gặp vật cản gọi là hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng.
- Hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng chứng tỏ ánh sáng có tính chất sóng.
5. Hiện tượng giao thoa ánh sáng
- Hiện tượng giao thoa ánh sáng là hiện tượng hai sóng ánh sáng kết hợp gặp nhau trên màn M sẽ gây ra hiện tượng giao thoa ánh sáng. Trong vùng gặp nhau trên màn M có những vạch sáng và vạch tối xen kẽ nhau một cách đều đặn.
- Hiện tượng giao thoa ánh sáng chứng tỏ ánh sáng có tính chất sóng.
* Điều kiện để xảy ra hiện tượng giao thoa ánh sáng:
Hai nguồn phát ra hai sóng ánh sáng phải có cùng tần số và cùng pha hoặc có độ lệch pha không đổi theo thời gian. Hai nguồn như vậy gọi là hai nguồn kết hợp.
- Những vạch sáng là chỗ hai sóng ánh sáng tăng cường lẫn nhau, năng lượng cực đại (vân sáng).
Điều kiện: hiệu đường đi của 2 sóng ánh sáng gặp nhau trên màn giao thoa phải bằng số nguyên lần bước sóng. Tức: (d =

- Những vạch tối là chỗ hai sóng ánh sáng triệt tiêu lẫn nhau, năng lượng triệt tiêu (vân tối).
Điều kiện: hiệu đường đi của 2 sóng ánh sáng gặp nhau trên màn giao thoa phải bằng một số nửa nguyên lần bước sóng. Tức: (d =

* Vị trí vân sáng
:
với
gọi là bậc giao thoa.

: gọi là vân sáng trung tâm (vân chính giữa)

: gọi là vân sáng bậc 1

: gọi là vân sáng bậc 2
* Vị trí vân tối
:
với

* Chú ý: Đối với vân tối thì bậc lớn hơn k’ một đơn vị.

: gọi là vân tối bậc 1

: gọi là vân tối bậc 2

: gọi là vân tối bậc 3
* Khoảng vân (i): là khoảng cách giữa hai vân sáng hoặc hai vân tối liên tiếp nhau.


6. Máy quang phổ là gì ?
Máy quang phổ là dụng cụ dùng để phân tích một chùm sáng phức tạp thành những thành phần đơn sắc.
7 . Cấu tạo của máy quang phổ lăng kính
Gồm 3 bộ phận chính: ống chuẩn trực, hệ tán sắc và buồng ảnh.
- Ống chuẩn trực: gồm khe hẹp F được chiếu sáng bằng nguồn sáng S đặt ở tiêu điểm chính của thấu kính hội tụ L1. Ánh sáng đi từ F qua thấu kính hội tụ L1 tạo thành chùm tia song song.
- Hệ tán sắc: gồm một hoặc vài lăng kính
- Buồn ảnh: gồm một thấu kính hội tụ L2 và một tấm kính ảnh (dùng để chụp ảnh quang phổ) được đặt ở tiêu diện L2.
8. Các loại quang phổ
Tiêu