Những thông tin có thể bạn chưa biết về sóng ánh sáng

Trong bài viết dưới đây, thietbikythuat sẽ chia sẻ tới bạn một số thông tin có liên quan tới sóng ánh sáng như: Sự tán sắc ánh sáng là gì, hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng – Giao thoa ánh sáng… Theo dõi bài viết dưới đây để tìm hiểu thêm về sóng ánh sáng nhé!

Tán sắc ánh sáng

Khái niệm

Tán sắc ánh sáng là sự phân tách 1 chùm sáng phức tạp thành các chùm sáng dưới dạng đơn sắc.

Ánh sáng đơn sắc

• Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng khi đi qua lăng kính, nó không bị tán sắc. Mỗi ánh sáng đơn sắc đều có một màu được gọi là màu đơn sắc. Mỗi màu đơn sắc trong mỗi môi trường lại có một bước sóng xác định.
• Khi truyền qua các môi trường trong suốt khác nhau thì vận tốc của ánh sáng sẽ có sự thay đổi. Bước sóng của ánh sáng thay đổi còn tần số thì không.

Ánh sáng trắng

• Ánh sáng trắng là tập hợp của vô số ánh sáng đơn sắc có màu biến thiên liên tục từ màu đỏ đến tím.
• Dải có màu như cầu vồng được gọi là quang phổ của ánh sáng trắng.
• Chiết suất của các chất trong suốt sẽ biến thiên theo màu sắc của ánh sáng. Và nó tăng dần từ màu đỏ cho đến màu tím.

Ứng dụng của sự tán sắc ánh sáng hiện nay

• Máy quang phổ  phân tích một chùm sáng đa sắc thành các thành phần đơn sắc.
• Hiện tượng cầu vồng xảy ra là vì do sự tán sắc ánh sáng. Các tia ánh sáng Mặt Trời đã bị khúc xạ và phản xạ trong các giọt nước trước khi tới mắt của chúng ta.

Nhiễu xạ ánh sáng – Giao thoa ánh sáng

Nhiễu xạ ánh sáng

Nhiễu xạ ánh sáng là hiện tượng truyền sai lệch của ánh sáng khi đi qua lỗ nhỏ hoặc khi gặp vật cản. Hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng chứng tỏ được một điều rằng ánh sáng có tính chất sóng.

Giao thoa ánh sáng

• Hai chùm sáng kết hợp là hai chùm phát ra ánh sáng có cùng tần số và cùng pha với nhau hoặc có độ lệch pha không đổi theo thời gian.
• Khi hai chùm sáng kết hợp gặp nhau chúng thì sẽ giao thoa:
  • Những chỗ hai sóng gặp nhau mà cùng pha: Chúng tăng cường lẫn nhau để tạo thành các vân sáng.
  • Những chỗ hai sóng gặp nhau mà ngược pha: Chúng sẽ triệt tiêu nhau tạo thành các vân tối.
• Hệ thống vân của các ánh sáng đơn sắc khác nhau sẽ không trùng nhau nếu ánh sáng trắng giao thoa:
  • Ở chính giữa: Vân sáng của các ánh sáng đơn sắc khác nhau nằm trùng nhau cho một vân sáng trắng gọi là vân trắng trung tâm (vân chính giữa).
  • Ở hai bên vân trung tâm: Các vân sáng khác của các sóng ánh sáng đơn sắc khác nhau sẽ không trùng với nhau nữa. Chúng nằm kề sát bên nhau và cho những quang phổ có màu như tương tự như ở màu cầu vồng.
• Hiện tượng giao thoa ánh sáng là một bằng chứng thực nghiệm khẳng định được ánh sáng có tính chất sóng.

Vị trí vân, khoảng vân trong giao thoa ánh sáng khe Young

Thí nghiệm Young có bản mặt song song

Bước sóng và màu sắc ánh sáng

• Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng có một bước sóng được xác định trong chân không.
• Mọi ánh sáng đơn sắc mà chúng ta nhìn thấy (ánh sáng khả kiến) đều có bước sóng ở trong chân không (hoặc ở trong không khí) trong khoảng từ 0,38μm (ánh sáng tím) – 0,76μm (ánh sáng đỏ).
• Những màu chính trong quang phổ ánh sáng trắng (đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm, tím) sẽ ứng với từng vùng có bước sóng lân cận nhau. Dưới đây là bảng màu và bước sóng của ánh sáng trong chân không mà chúng tôi muốn chia sẻ tới bạn đọc:

Quang phổ

Máy quang phổ lăng kính

• Máy quang phổ là một dụng cụ có tác dụng phân tích chùm sáng nhiều thành phần thành những thành phần đơn sắc khác nhau.
• Nó dùng để nhận biết các thành phần cấu tạo của một chùm sáng phức tạp do chung một nguồn phát ra.
• Máy quang phổ có ba bộ phận chính bao gồm:
  • Ống chuẩn trực: Là bộ phận có vai trò tạo ra chùm sáng song song.
  • Hệ tán sắc: Có tác dụng phân tích những chùm tia song song thành nhiều chùm tia đơn sắc.
  • Buồng ảnh: Có tác dụng dùng để quan sát hay chụp ảnh quang phổ.
• Nguyên tắc hoạt động chính của máy quang phổ lăng kính sẽ dựa trên hiện tượng tán sắc ánh sáng.

Các loại quang phổ

Tia hồng ngoại – Tia tử ngoại và Tia X

Phát hiện tia hồng ngoại và tia tử ngoại

Ở ngoài quang phổ ánh sáng có thể nhìn thấy được. Ở cả hai đầu đỏ và tím, còn có những bức xạ mà mắt thường không nhìn thấy được. Nhưng nhờ mối hàn của cặp nhiệt điện và bột huỳnh quang mà chúng ta có thể phát hiện được. Các bức xạ đó được gọi là tia hồng ngoại và tia tử ngoại.

Dùng ống Cu-lít-giơ tạo ra tia X

Là ống thủy tinh chân không ở bên trong có hai điện cực:

• Catot K: Được làm bằng kim loại. Có hình chỏm cầu làm cho các electron từ vị trí FF’ hội tụ vào anot A.
• Anot A: Được làm bằng kim loại. Có khối lượng nguyên tử lớn và điểm nóng chảy cao làm nguội nước.

Dây FF’ sẽ được nung nóng bằng một dòng điện. Còn ác e sẽ bay từ điểm FF’ đến đập vào A làm phát ra tia X.

Các tia

Thang sóng điện từ

• Sóng vô tuyến, tia hồng ngoại, tia tử ngoại, tia Rơnghen, tia gamma, ánh sáng nhìn thấy là sóng điện từ. Các loại sóng điện từ đó được tạo ra bởi những cách khác nhau. Nhưng xét về bản chất thì chúng cũng chỉ là một và giữa chúng không có một ranh giới nào là rõ rệt cả.
• Vì có tần số và bước sóng khác nhau, các sóng điện từ cũng có những tính chất khác nhau. Ví dụ như có loại có thể nhìn thấy hoặc không nhìn thấy, có khả năng đâm xuyên, cách phát khác nhau.
• Các tia có bước sóng càng ngắn ví dụ như tia X hay tia gamma thì có tính chất đâm xuyên càng mạnh, dễ dàng tác dụng lên kính ảnh, làm phát quang các chất và dễ ion hóa ở trong không khí.
• Chúng ta dễ quan sát được hiện tượng giao thoa với những tia có bước sóng dài.

Trên đây là toàn bộ thông tin liên quan đến sóng ánh sáng mà thietbikythuat muốn chia sẻ tới bạn đọc. Hy vọng thông qua những chia sẻ ở bài viết có thể mang đến nhiều thông tin bổ ích cho bạn đọc!