Physic Labs

Quang học

Tán sắc ánh sáng, quang phổ

Chiết suất phụ thuộc bước sóng làm ánh sáng trắng tách thành các màu; lăng kính cho thấy màu tím thường lệch nhiều hơn màu đỏ trong thủy tinh tán sắc thông thường.

Chiết suất phụ thuộc bước sóng làm ánh sáng trắng tách thành các màu; lăng kính cho thấy màu tím thường lệch nhiều hơn màu đỏ trong thủy tinh tán sắc thông thường.

n=cv,n=n(λ)n=\frac{c}{v},\qquad n=n(\lambda)

Định nghĩa: 色散と光譜

屈折率 n = c/v は媒質中の光速 v を表し、透明媒質では一般に波長 λ に依存する。通常分散では可視域で短波長側ほど n が大きく、屈折角・偏向角も赤より紫で大きい。分光器は波長を空間位置や検出信号に対応させ、連続光源・輝線・吸収線のスペクトルを調べる。

Quan sát các tia đỏ, lục, lam, tím lệch khác nhau qua lăng kính; điều chỉnh góc tới và độ tán sắc để so sánh đường đi.

Mô hình và các đại lượng

屈折率 n = c/v は媒質中の光速 v を表し、透明媒質では一般に波長 λ に依存する。通常分散では可視域で短波長側ほど n が大きく、屈折角・偏向角も赤より紫で大きい。分光器は波長を空間位置や検出信号に対応させ、連続光源・輝線・吸収線のスペクトルを調べる。

Ví dụ: Lăng kính và độ lệch màu

Trong một vùng phổ, thủy tinh có n tím = 1,532 và n đỏ = 1,514. Màu nào có góc khúc xạ lớn hơn khi đi từ không khí vào mặt kính với cùng góc tới?

Lời giải

Snell: sinθ₂ = sinθ₁/n (n_air ≈ 1). n đỏ nhỏ hơn nên sinθ₂ và θ₂ lớn hơn cho tia đỏ. Tia tím có góc khúc xạ nhỏ hơn, tức bị bẻ gần pháp tuyến hơn và thường lệch tổng thể nhiều hơn qua lăng kính.

Trắc nghiệm nhanh

Trong lăng kính, mỗi bước sóng có chiết suất hơi khác nhau nên bị khúc xạ một góc khác nhau; với thủy tinh thông thường, ánh sáng tím lệch nhiều hơn ánh sáng đỏ. Ánh sáng trắng vì thế tách thành dải màu liên tục. Giọt nước có thể khúc xạ, phản xạ bên trong rồi khúc xạ lần nữa để tạo cầu vồng. Quang phổ vạch của nguyên tố phát ra hoặc hấp thụ những bước sóng đặc trưng, giống dấu vân tay, giúp xác định thành phần khí trong sao.

Trong thủy tinh tán sắc thông thường, màu tím so với màu đỏ thường có chiết suất:

Lăng kính tạo quang phổ màu từ ánh sáng trắng chủ yếu vì:

Tài liệu tham khảo

  1. Eugene Hecht (2017). Optics