Khoảng cách giữa tiêu cự của ánh sáng đỏ và tím - vật lý 12

 

Khái niệm:

Tiêu cự của một thấu kính là khoảng cách từ quang tâm đến tiêu điểm của thấu kính. 

 

Đơn vị tính: mét (m)

 

 

 

 

Khái niệm:

- Chiết suất của môi trường với ánh sáng đỏ được xác định bằng vận tốc của ánh sáng đỏ trong môi trường đó chia cho vận tốc ánh sáng trong chân không.

- Chiết suất của môi trường giải thích được hiện tượng tán sắc ánh sáng qua lăng kính do sự khác nhau về chiết suất của của các màu với lăng kính.

 

Đơn vị tính: không có

 

 

Khái niệm:

- Chiết suất của môi trường với ánh sáng tím được xác định bằng vận tốc của ánh sáng tím trong môi trường đó chia cho vận tốc ánh sáng trong chân không.

- Chiết suất của môi trường giải thích được hiện tượng tán sắc ánh sáng qua lăng kính do sự khác nhau về chiết suất của của các màu với lăng kính.

 

Đơn vị tính: không có

 

 

Khái niệm:

- Tần số của ánh sáng đỏ là tần số của dao động điện từ và đặc trưng cho màu sắc của ánh sáng đỏ.

- Khi đi qua các môi trường tần số và chu kì của sóng ánh sáng không thay đổi. Ánh sáng có tần số càng nhỏ thì bước sóng càng lớn.

 

Đơn vị tính: Hertz $\left(Hz\right)$

 

 

Khái niệm:

- Tần số của ánh sáng tím là tần số của dao động điện từ và đặc trưng cho màu sắc của ánh sáng tím.

- Khi đi qua các môi trường tần số và chu kì của sóng ánh sáng không thay đổi. Ánh sáng có tần số càng nhỏ thì bước sóng càng lớn.

 

Đơn vị tính: Hertz $\left(Hz\right)$

 

 

Khái niệm: Thấu kính là một khối chất trong suốt (thủy tinh, nhựa,...) giới hạn bởi hai mặt cong hoặc bởi một mặt cong và một mặt phẳng.

- Thấu kính lồi (thấu kính rìa mỏng) là thấu kính hội tụ.

- Thấu kính lõm (thấu kính rìa dày) là thấu kính phân kì.

 

 

Để thiết lập các công thức về thấu kính, người ta đặt ra hai đại lượng quang học là tiêu cự và độ tụ.

 

Chú thích:

$f$: tiêu cự của thấu kính $\left(m\right)$

$D$: độ tụ của thấu kính $\left(dp\right)$

 

Quy ước: 

$f,D>0$: thấu kính hội tụ.

 

 

$f,D<0$: thấu kính phân kì.

 

 

 

Các trường hợp ảnh tạo bởi thấu kính:

- Thấu kính hội tụ:

 

+ $d<f$: ảnh ảo, cùng chiều vật, lớn hơn vật

+ $d=f$: ảnh ở vô cùng

+ $2f>d>f$: ảnh thật, ngược chiều vật, lớn hơn vật

+ $d=2f$: ảnh thật, ngược chiều vật, bằng vật

+ $d>2f$: ảnh thật, ngược chiều vật, nhỏ hơn vật

 

- Thấu kính phân kì: Luôn cho ảnh ảo, cùng chiều vật, nhỏ hơn vật.

 

 

Chú thích:

$d$: khoảng cách từ vật đến thấu kính $(m, cm,...)$

$d\text{'}$: khoảng cách từ ảnh đến thấu kính $(m, cm,...)$

$f$: tiêu cự của thấu kính $(m, cm,...)$

 

Quy ước:

- Vật thật: $d>0$; vật ảo $d<0$.

- Ảnh thật, ngược chiều vật: $d\text{'}>0$; ảnh ảo, cùng chiều vật $d\text{'}<0$.

 

 

Chú thích:

$k$: số phóng đại ảnh

$\overline{A\text{'}B\text{'}}, \overline{AB}$: lần lượt là chiều cao ảnh và chiều cao vật $(m, cm,...)$

$d$: khoảng cách từ vật đến thấu kính $(m, cm,...)$

$d\text{'}$: khoảng cách từ ảnh đến thấu kính $(m, cm,...)$

$f$: tiêu cự của thấu kính

 

Quy ước: 

- Nếu $k>0$: vật và ảnh cùng chiều.

- Nếu $k<0$: vật và ảnh ngược chiều.

 

Ứng dụng:

Thấu kính có nhiều công dụng hữu ích trong đời sống và trong khoa học. Thấu kính được dùng làm:

- Kính khắc phục tật của mắt (cận, viễn, lão).

 

 

- Kính lúp, kính hiển vi, kính thiên văn, ống nhòm,...

 

 

- Máy ảnh, máy ghi hình (camera).

- Đèn chiếu.

- Máy quang phổ.

Chiếu ánh sáng trắng qua mặt bên của lăng kính

Trong thí nghiệm tán sắc của newton qua lăng kính : ta thu được ánh sáng nhiều màu biến thiên từ đỏ đến tím gọi là quang phổ khi qua lăng kính. Ta đi đến kết luận

+ Ánh sáng trắng là hỗn hợp vô số ánh sáng đơn sắc có màu biến thiên liên tục từ đỏ đến tím.

Nguồn phát : mặt trời, đèn dây tóc

+ Mỗi ánh sáng màu có chiết suất khác nhau khi đi qua cùng lăng kính .

+Tia đỏ lệch ít nhất , tia tím bị lệch nhiều nhất.

+ $n_{đỏ}<n_{cam}<n_{vàng}<n_{lục }<n_{lam}<n_{chàm}<n_{tím}$

Chứng minh khi xét góc nhỏ , cùng góc tới i : $D=\left(n-1\right)A$

$D_{tím}>D_{đỏ}\Rightarrow n_{tím }>n_{đỏ}$ 

Ứng dụng : cầu vồng

Công thức lăng kính:

$$\begin{gathered} \sin \left(i\right)=n\sin \left(r\right) \\ \sin \left(i\text{'}\right)=n\sin \left(r\text{'}\right) \\ r+r\text{'}=A \\ D=i+i\text{'}-A=i-A+arc\sin \left(n\sin \left(A-arc\sin \left(\frac{\sin \left(i\right)}{n}\right)\right)\right) \end{gathered}$$

Với n là chiết suất của môi trường với ánh sáng đó

$∆D=D_{tím}-D_{đỏ}=$$arc\sin \left(n_{tím}\sin \left(A-arc\sin \left(\frac{\sin \left(i\right)}{n_{tím}}\right)\right)\right)-arc\sin \left(n_{đỏ}\sin \left(A-arc\sin \left(\frac{\sin \left(i\right)}{n_{đỏ}}\right)\right)\right)$