Tán sắc ánh sáng là gì? Công thức tính chi tiết

Cầu vồng là một ví dụ điển hình của hiện tượng tán sắc ánh sáng. Vậy tán sắc ánh sáng là gì và nó được ứng dụng ra sao trong cuộc sống? Trong bài viết dưới đây, chúng tôi sẽ chia sẻ đến bạn những kiến thức bổ ích về hiện tượng này. Hãy cùng Worldlinks.edu.vn khám phá nhé!

Khái niệm tán sắc ánh sáng là gì?

Tán sắc ánh sáng là hiện tượng khi một lăng kính phân tách chùm ánh sáng trắng thành nhiều chùm ánh sáng có màu sắc khác nhau. Dải màu sau khi tán sắc được gọi là quang phổ, và quang phổ của ánh sáng trắng bao gồm bảy màu chính: đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm, tím.

Thực tế, ánh sáng trắng không phải là ánh sáng đơn sắc mà là sự kết hợp của nhiều ánh sáng đơn sắc có màu sắc biến đổi liên tục từ đỏ đến tím. Chiết suất của các chất trong suốt thay đổi theo màu sắc của ánh sáng và tăng dần từ màu đỏ đến màu tím. Do đó, tán sắc ánh sáng chính là quá trình phân tách một chùm ánh sáng phức tạp thành các chùm ánh sáng đơn sắc.

Thí nghiệm về tán sắc ánh sáng

Newton là một nhà vật lý, thiên văn học, toán học, và thần học người Anh. Ông đã thực hiện một thí nghiệm như sau:

Sau đó, ông thu được kết quả sau:

Vệt sáng F’ trên màn M bị dịch xuống phía đáy của lăng kính và trải dài thành một dải màu sắc, từ trên xuống dưới lần lượt là: đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm, tím. Dải ánh sáng này chính là quang phổ của mặt trời. 

Bản chất của ánh sáng mặt trời là ánh sáng trắng, khi đi qua lăng kính P sẽ gây ra hiện tượng tán sắc ánh sáng.

>> Xem thêm: Sóng điện từ là gì? Đặc điểm của sóng điện từ chi tiết

Thí nghiệm Newton về ánh sáng đơn sắc

Trong thí nghiệm trên, Newton đã tạo một khe hẹp F’ song song với khe F trên màn M và điều chỉnh màn M để khe F’ nằm chính xác ở vị trí của một màu cụ thể như hình dưới đây:

Khi cho một chùm sáng đơn sắc thu được sau màn M khúc xạ qua một lăng kính P’ giống với lăng kính P, và hứng chùm tia ló trên màn M’, Newton thấy rằng vệt sáng trên màn M’, mặc dù vẫn dịch chuyển về phía đáy của P’, nhưng vẫn giữ nguyên màu.

Từ đây, ta có thể kết luận rằng: Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng chỉ có một màu nhất định và không bị tán sắc khi truyền qua lăng kính.

Giải thích hiện tượng tán sắc là gì?

Newton muốn biết liệu thủy tinh có làm thay đổi màu sắc của ánh sáng hay không, vì vậy ông đã tiến hành thí nghiệm như sau:

Ông tách một chùm ánh sáng màu vàng từ dải màu và cho nó khúc xạ qua lăng kính thứ hai.

Kết quả thu được cho thấy chùm sáng bị lệch về phía đáy do khúc xạ nhưng không bị đổi màu.

Ánh sáng trắng là sự kết hợp của nhiều ánh sáng đơn sắc. Chiết suất của thủy tinh đối với các ánh sáng đơn sắc có màu khác nhau là khác nhau, nên góc lệch của chúng khi truyền qua lăng kính cũng khác nhau. Kết quả là khi ra khỏi lăng kính, các chùm sáng không còn song song mà bị tách ra.

Từ kết quả thí nghiệm, ta rút ra: Tia đỏ bị lệch ít nhất, trong khi tia tím bị lệch nhiều nhất. Do đó, chiết suất của ánh sáng tím là lớn nhất và chiết suất của ánh sáng đỏ là nhỏ nhất:

nđỏ < ncam < nvàng < nlục < nlam < nchàm < ntím

>> Xem thêm: Điện từ trường là gì? Có tất cả bao nhiêu loại trường điện từ

Công thức tán sắc ánh sáng

Qua các thí nghiệm trên, chúng ta có các công thức thường gặp về hiện tượng tán sắc ánh sáng như sau:

Ứng dụng thực tế tán sắc ánh sáng

Tán sắc ánh sáng là một hiện tượng vật lý rất thú vị và được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực của cuộc sống như:

• Giải thích các hiện tượng quang học trong khí quyển, chẳng hạn như cầu vồng xuất hiện sau cơn mưa.
• Sản xuất máy quang phổ lăng kính để phân tách những chùm ánh sáng đa sắc.

Trên đây là những thông tin về hiện tượng tán sắc ánh sáng mà chúng tôi muốn chia sẻ với bạn. Hy vọng bài viết sẽ mang lại cho bạn nhiều kiến thức bổ ích. Cảm ơn bạn đã theo dõi bài viết.