Tính Chất Sóng Ánh Sáng - Bài Tập Dạng 1



B. CÁC DẠNG BÀI TẬP

1. Sự tán sắc ánh sáng .

* Kiến  thức liên quan:

Tán sắc ánh sáng là hiện tượng một chùm ánh sáng phức tạp bị phân tích thành các chùm ánh sáng đơn sắc.

Nguyên nhân của hiện tượng tán sắc là do chiết suất của môi trường biến thiên theo màu sắc ánh sáng, và tăng dần từ màu đỏ đến màu tím.

Bước sóng ánh sáng trong chân không: l = ; với c = 3.108 m/s.

Bước sóng ánh sáng trong môi trường: l' = .

 

Khi truyền từ môi trường trong suốt này sang môi trường trong suốt khác vận tốc truyền của ánh sáng thay đổi, bước sóng của ánh sáng thay đổi nhưng tần số (chu kì, tần số góc) của ánh sáng không thay đổi.

Trong một số trường hợp, ta cần giải các bài toán liên quan đến các công thức của lăng kính:

+ Công thức chung: sini1 = nsinr1; sini2 = nsinr2; A = r1 + r2; D = i2 + i2 - A. Khi i1 = i2 (r1 = r2) thì D = Dmin với sin = n

 
 

+ Trường hợp góc chiết quang A và góc tới i1 đều nhỏ (≤ 100), ta có các công thức gần đúng: i1 = nr1; i2 = nr2; A = r1 + r2; D = A(n – 1); Dmin = A(n – 1).

Trong một số trường hợp khác, ta cần giải một số bài toán liên quan đến định luật phản xạ: i = i', định luật khúc xạ: n1sini1 = n2sini2.

* Bài tập minh họa:

1. Bước sóng của ánh sáng đỏ trong không khí là 0,64 mm. Tính bước sóng của ánh sáng đó trong nước biết chiết suất của nước đối với ánh sáng đỏ là .

2. Một chùm ánh sáng hẹp, đơn sắc có bước sóng trong chân không là l = 0,60 mm. 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.

3. Một ánh sáng đơn sắc có bước sóng của nó trong không khí là 0,6 mm và trong chất lỏng trong suốt là      0,4 mm. Tính chiết suất của chất lỏng đối với ánh sáng đó.

4. Một lăng kính có góc chiết quang là 600. Biết chiết suất của lăng kính đối với ánh sáng đỏ là 1,5. Chiếu tia sáng màu đỏ vào mặt bên của lăng kính với góc tới 600. Tính góc lệch của tia ló so với tia tới.

5. Một lăng kính thủy tinh có góc chiết quang A = 600, có chiết suất đối với tia đỏ là 1,514; đối với tia tím là 1,532. Tính góc lệch cực tiểu của hai tia này.

6. Một lăng kính thủy tinh có góc chiết quang A = 40, 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.

7. Chiếu một tia sáng đơn sắc màu vàng từ không khí (chiết suất coi như bằng 1 đối với mọi ánh sáng) vào mặt phẵng phân cách của một khối chất rắn trong suốt với góc tới 600 thì thấy tia phản xạ trở lại không khí vuông góc với tia khúc xạ đi vào khối chất rắn. Tính chiết suất của chất rắn trong suốt đó đối với ánh sáng màu vàng.

8. Chiếu một tia sáng gồm hai thành phần đỏ và tím từ không khí (chiết suất coi như bằng 1 đối với mọi ánh sáng) vào mặt phẵng của một khối thủy tinh với góc tới 600. Biết chiết suất của thủy tinh đối với ánh sáng đỏ là 1,51; đối với ánh sáng tím là 1,56. Tính góc lệch của hai tia khúc xạ trong thủy tinh.

* Hướng dẫn giải và đáp số:

1. Ta có: l' =  = 0,48 mm.

2. Ta có: f = = 5.1014 Hz; T = = 2.10-15 s; v =  = 2.108 m/s; l' =  = = 0,4 mm.

3. Ta có: l' =  ð n =  = 1,5.

4. Ta có: sinr1 =  = 0,58 = sin35,30 ð r1 = 35,30 ð r2 = A – r1 = 24,70; sini2 = nsinr2 = 0,63 = sin38,00

ð i2 = 38,80 ð D = i2 + i2 – A = 38,80.

5. Với tia đỏ: sin = ndsin= sin49,20 ð  = 49,20 ðDdmin = 2.49,20 – A = 38,40 = 38024'.

Với tia tím: sin = ntsin= sin500 ð = 500 ðDtmin = 2.500 – A = 400.

6. Với A và i1 nhỏ (£ 100) ta có: D = (n – 1)A. Do đó: Dd = (nd = 1)A; Dt = (nt – 1)A. Góc tạo bởi tia ló đỏ và tia ló tím là: DD = Dt – Dd = (nt – nd)A = 0,1680 » 10'.

7. Ta có: sini = nsinr = nsin(900 – i') = nsin(900 – i) = ncosi ð n = tani = .

8. Ta có: sinrd =  = 0,574 = sin350; sinrt =  = 0,555 = sin33,70 ð Dr = rd – rt = 1,30.




No comments:

 

© 2012 Học Để ThiBlog tài liệu