Tán sắc ánh sáng qua lăng kính. Màu sắc của vật SVIP

1. TÁN SẮC ÁNH SÁNG TRẮNG QUA LĂNG KÍNH

Lăng kính là một khối trong suốt, đồng chất (thủy tinh, nhựa,...), thường có dạng lăng trụ tam giác, dùng để phân tích ánh sáng.

Lăng kính

Một lăng kính được đặc trưng bởi: góc chiết quang A; chiết suất $n$ của chất làm lăng kính.

➤ Tìm hiểu quang phổ của ánh sáng trắng qua lăng kính

Tán sắc ánh sáng là hiện tượng ánh sáng trắng khi đi qua lăng kính bị phân tách thành các thành phần ánh sáng đơn sắc khác nhau, tạo thành một dải màu từ đỏ đến tím (gọi là quang phổ).

Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng có màu xác định và không bị tán sắc khi đi qua lăng kính.

Ánh sáng trắng là tập hợp các ánh sáng đơn sắc khác nhau, trong đó có bảy màu chính: đỏ, da cam, vàng, lục, lam, chàm, tím.

➤ Giải thích sự tán sắc của ánh sáng mặt trời qua lăng kính

Quang phổ của ánh sáng mặt trời qua lăng kính

Ánh sáng mặt trời là tập hợp của nhiều ánh sáng đơn sắc. Khi truyền qua lăng kính, do mỗi ánh sáng đơn sắc bị lệch góc khác nhau vì chiết suất của lăng kính thay đổi theo màu sắc, nên các tia sáng tách ra thành dải màu liên tục từ đỏ đến tím. Trong đó, ánh sáng đỏ bị lệch ít nhất, còn ánh sáng tím bị lệch nhiều nhất.

2. ĐƯỜNG ĐI CỦA TIA SÁNG QUA LĂNG KÍNH

Hình vẽ dưới đây mô tả đường đi của chùm tia sáng hẹp màu đỏ qua lăng kính.

Đường đi của chùm tia sáng hẹp màu đỏ qua lăng kính

Để vẽ đường đi của tia sáng qua lăng kính, ta thực hiện các bước sau:

Sơ đồ đường đi của tia sáng đơn sắc qua lăng kính

- Vẽ tia tới SI đến một mặt của lăng kính dưới góc tới $i$ so với pháp tuyến N₁N₁' tại I.

- Tại I, vẽ tia khúc xạ IJ lệch gần pháp tuyến với góc khúc xạ $i'$.

- Tia IJ tới mặt bên AC dưới góc tới $j$. Tại J, vẽ tia khúc xạ JR lệch xa pháp tuyến N₂N₂' với góc khúc xạ $j'$. 

- Tia JR còn được gọi là tia ló. Góc D giữa tia tới SI và tia ló JR gọi là góc lệch.

3. MÀU SẮC CỦA VẬT

➤ Màu sắc của vật dưới ánh sáng trắng

Chiếu ánh sáng trắng đến quả cam có màu cam. Quả cam phản xạ mạnh ánh sáng màu cam và hấp thụ hầu hết các ánh sáng màu còn lại nên ta thấy quả cam có màu cam.

Quả cam có màu cam dưới ánh sáng trắng

➤ Màu sắc của vật dưới ánh sáng màu

Chiếu ánh sáng cam vào quả cam màu cam. Quả cam phản xạ mạnh ánh sáng màu cam nên ta thấy quả cam có màu cam. 

Quả cam có màu cam dưới ánh sáng cam

Chiếu ánh sáng màu lục vào quả cam màu cam. Quả cam hấp thụ hầu hết ánh sáng màu lục nên ta thấy quả cam có màu gần như đen.

Quả cam có màu gần như đen dưới ánh sáng lục

➤ Màu sắc của vật có ánh sáng truyền qua

Trong thực tế, người ta còn có thể tạo ra ánh sáng đơn sắc bằng cách chiếu ánh sáng trắng qua một tấm lọc màu. Tấm lọc màu nào thì hấp thụ ít ánh sáng có màu đó nhưng hấp thụ mạnh ánh sáng có màu khác.

Minh họa ánh sáng truyền qua tấm lọc màu lục

Màu sắc của vật được nhìn thấy phụ thuộc vào màu sắc của ánh sáng bị vật đó hấp thụ và phản xạ. Vật có màu nào thì phản xạ mạnh ánh sáng màu đó và hấp thụ các ánh sáng màu còn lại.