Bài 4. Hiện tượng tán sắc ánh sáng. Màu sắc ánh sáng trang 14, 15, 16

4.1

Khối chất nào sau đây không thể dùng làm lăng kính?

A. Khối thuỷ tỉnh lăng trụ tam giác.

B. Quả cầu thuỷ tinh.

C. Bể cá.

D. Cái chặn giấy.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về lăng kính

Lời giải chi tiết:

Quả cầu thuỷ tinh không thể dùng làm lăng kính

Đáp án: B

4.2

Chiếu tia sáng đơn sắc đỏ tới vuông góc với mặt bên AB của lăng kính thuỷ tinh mỏng, có góc A nhỏ hơn 20° (hình 4.1).

Mô tả đường truyền của tia sáng.

A. Tại mặt AB, tia sáng sẽ đi lệch về phía đáy và tới mặt AC, sau đó khúc xạ và ló ra khỏi mặt AC, với tia ló lệch về phía

day BC.

B. Tại mặt AB, tia sáng sẽ đi lệch về phía đáy và tới mặt AC, sau đó khúc xạ và ló ra khỏi mặt AC, với tia ló lệch xa dần day BC.

C. Tại mặt AB, tia sáng sẽ đi thẳng tới mặt AC, sau đó khúc xạ và ló ra khỏi mặt AC, với tia ló lệch về phía đáy BC.

D. Tia khúc xạ sẽ đi thẳng tới mặt AC, sau đó khúc xạ và ló ra khỏi mặt AC, với tia ló lệch xa dần đáy BC.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về đường truyền của tia sáng.

Lời giải chi tiết:

Tại mặt AB, tia sáng sẽ đi thẳng tới mặt AC, sau đó khúc xạ và ló ra khỏi mặt AC, với tia ló lệch về phía đáy BC.

Đáp án: C

4.3

Chiếu tia sáng tới vuông góc với mặt bên AB của lăng kính thuỷ tinh có góc A nhỏ hơn 20 như hình 4.2. Biết tia này được tạo từ ánh sáng đỏ và lục. Trên màn chắn MN sau lăng kính sẽ thu được

A. Một vệt sáng mảnh màu vàng, lệch về phía N.

B. Hai vệt sáng tách biệt, vệt màu đỏ lệch về phía N ít hơn so với vệt màu lục.

C. Hai vệt sáng tách biệt, vệt màu đỏ lệch về phía N nhiều hơn so với vệt màu lục.

D. Một dải sáng màu liên tục từ đỏ đến tím.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về hiện tượng tán sắc ánh sáng

Lời giải chi tiết:

Trên màn chắn MN sau lăng kính sẽ thu được hai vệt sáng tách biệt, vệt màu đỏ lệch về phía N ít hơn so với vệt màu lục.

Đáp án: B

4.4

Chọn phát biểu đúng khi nói về ánh sáng trắng.

A. Ánh sáng trắng được tạo từ bảy ánh sáng màu khác nhau.

B. Ánh sáng trắng được tạo từ ba màu cơ bản là đô, xanh lá và xanh dương.

C. Ánh sáng trắng truyền qua lăng kính cho dải ánh sáng màu liên tục từ đỏ đến tím.

D. Ánh sáng trắng là ánh sáng đơn sắc có màu trắng.

Phương pháp giải:

Vận dụng lý thuyết ánh sáng trắng

Lời giải chi tiết:

Ánh sáng trắng truyền qua lăng kính cho dải ánh sáng màu liên tục từ đỏ đến tím.

Đáp án: C

4.5

Trường hợp nào sau đây sẽ gây ra hiện tượng tán sắc ánh sáng?

A. Chiếu ánh sáng trắng xiên góc tới mặt của tấm thuỷ tinh phẳng, song song.

B. Chiếu ánh sáng laser đỏ xiên góc tới mặt khối thuỷ tinh phẳng, song song.

C. Chiếu ánh sáng laser đỏ vuông góc tới mặt khối thuỷ tinh phẳng, song song

D. Chiếu ánh sáng trắng vuông góc với mặt của tấm thuỷ tinh phẳng, song song.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về hiện tượng tán sắc ánh sáng

Lời giải chi tiết:

Chiếu ánh sáng trắng xiên góc tới mặt của tấm thuỷ tinh phẳng, song song sẽ gây ra hiện tượng tán sắc ánh sáng

Đáp án: A

4.6

Vào ban ngày, lá cây có màu xanh. Nếu vào ban đêm, chiếu ánh sáng đơn sắc đỏ từ đèn laser vào lá cây thì ta thấy lá cây có màu

A. Đỏ

B. Vàng

C. Xanh.

D. Đen.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về hiện tượng phản xạ

Lời giải chi tiết:

Trong đêm tối ta thấy chúng có màu đen vì không có ánh sáng chiếu đến chúng và chúng chẳng có gì để tán xạ.

Đáp án: D

4.7

a) Trong các phát biểu sau đây, phát biểu nào đúng (Đ), phát biểu nào là sai (S).

b) Nếu phát biểu sai, viết lại để được phát biểu đúng.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về ánh sáng

Lời giải chi tiết:

a) 1-S, 2-Đ, 3-S, 4-Đ, 5S, 6-S.

b) Viết lại:

1. Ánh sáng do Mặt Trời phát ra gồm nhiều ánh sáng màu thay đổi liên tục, có bảy màu chính là: đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm và tím.

3. Đèn ông sao ở giữa có một ngọn nến, có năm cánh dán giấy bóng kính có các màu xanh và đỏ,... Màu sắc của các cánh ở đèn ông sao là do giấy bóng kính ở đó cho màu xanh và màu đỏ truyền qua, còn các màu khác bị hấp thụ tại đó.

5. Các ánh sáng màu khi truyền trong một môi trường trong suốt sẽ có tốc độ khác nhau. Còn khi truyền trong chân không, các ánh sáng đều có cùng tốc độ c.

6. Khi truyền trong một môi trường trong suốt, tốc độ của ánh sáng đỏ lớn hơn tốc độ của ánh sáng tím.

4.8

Dùng màn có lỗ nhỏ chắn ánh sáng mặt trời để được một tia sáng mảnh chiếu tới mặt nước của một bể bơi. Biết góc tới 60°, chiết suất của nước đối với ánh sáng đỏ và tím lần lượt là 1,325 và 1,334.

a) Tính góc khúc xạ của tia đỏ và tia tím.

b) Vẽ hình mô tả vùng quang phổ thu được dưới đáy bể nước nằm ngang.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về ánh sáng

Lời giải chi tiết:

a)

Áp dụng định luật khúc xạ ánh sáng:

$\frac{\sin i}{\sin r}=\frac{n_2}{n_1}$ với i = 60°; n₁ = 1; n_đ = 1,325; n_t = 1,334

Ta tính được, với ánh sáng đỏ r_đ = 40,81°, với ánh sáng tím r_t = 40,48°.

4.9

Chiếu tia sáng đỏ tới vuông góc với mặt bên AB của lăng kính tam giác cân ABC đặt trong không khí, có góc A = 30° Biết chiết suất của lăng kính đối với ánh sáng đỏ là 1,513.

a) Tính góc khúc xạ của tia sáng tại mặt bên AB và mặt bên AC.

b) Tỉnh góc lệch của tia ló ra khỏi lăng kính so với tia tới.

c) Vẽ đường truyền của tia sáng qua lăng kính.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về ánh sáng

Lời giải chi tiết:

a) Tại mặt bên AB, tia sáng đi vuông góc với mặt bên này nên góc tới bằng 0°, do đó, góc khúc xạ cũng bằng 0°. Sau đó, tia sáng đi đến mặt AC.

Tại bên AC, góc tới bằng 30°, áp dụng định luật khúc xạ cho tia sáng đi từ lăng kính ra không khí, ta tính được r = 49,16°.

b) Dựa vào hình vẽ, tia ló lệch so với tia tới một góc α = r - i = 19,16°.

c) Hình 7.

4.10

Chiếu tia sáng gồm ánh sáng màu đỏ và lục tới bề mặt của tấm thuỷ tinh dày có hai mặt song song với góc tới i = 60°. Biết chiết suất của thuỷ tinh đối với ánh sáng đỏ và ánh sáng lục lần lượt là 1,513 và 1,529.

a) Tính góc khúc xạ của tia sáng tại mặt phân cách AB.

b) Tia khúc xạ tại mặt AB tiếp tục đi đến mặt CD và bị 60 khúc xạ tại đó để ló ra ngoài. Tính góc ló ra của mỗi tia sáng đơn sắc.

c) Vẽ đường truyền của tia sáng qua tấm thuỷ tinh.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về ánh sáng

Lời giải chi tiết:

a) Áp dụng định luật khúc xạ ánh sáng tại mặt AB:

$\frac{\sin i}{\sin r}=\frac{n_2}{n_1}$ với i = 60°; n₁ = 1; n_đ = 1,513; n_l = 1,529

Ta tính được, với tia đỏ thì r_đ = 34,91°, với tia lục thì r_l = 34,5°.

b) Các tia khúc xạ tiếp tục đi đến mặt CD, tia đỏ gặp CD tại M, tia lục gặp CD tại N.

Tương tự câu a, áp dụng định luật khúc xạ ánh sáng, ta tính được hai góc ló đều bằng 60°. Vì vậy, sau khi ra khỏi bản thuỷ tinh, hai tia đỏ và lục song song với nhau.

c) Hình 8.

4.11

Chiếu tia sáng đỏ tới mặt bên AB của lăng kính tam giác đều ABC đặt trong không khí. Biết chiết suất của lăng kính đối với ánh sáng đỏ là 1,513.

a) Vẽ đường truyền của tỏa sáng qua lăng kính.

b) Tính góc lệch của tia ló ra khỏi lăng kính so với tia tới.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về ánh sáng

Lời giải chi tiết:

a) Tại mặt bên AB, tia sáng đi vuông góc với mặt bên này nên góc tới bằng 0°, do đó, góc khúc xạ cũng bằng 0°. Sau đó, tia sáng đi đến mặt AC.

Tại mặt bên AC, góc tới bằng 60, ta có i > i_th (sini_th = $\frac{n_2}{n_1}$ nên i_th = 41,3° ).

Do đó, tia sáng bị phản xạ toàn phần, sau đó, đi vuông góc với đáy BC.

Tại đáy BC, góc tới bằng 0° nên góc khúc xạ cũng bằng 0°, tia sáng đi thẳng ra ngoài.

b) Theo hình vẽ, góc lệch của tia ló so với tia tới là

α = 60°.

c) Hình 9.