Giải bài 6 trang 125 – Bài 24 - SGK môn Vật lý lớp 12
Một cái bể sâu 1,2 m chứa đầy nước. Một tia sáng Mặt Trời rọi vào mặt nước bể, dưới góc tới i, có \( \tan i=\dfrac{4}{3} \). Tính độ dài của vết sáng tạo ở đáy bể. Cho biết chiết suất của nước đối với ánh sáng đỏ và ánh sáng tím lần lượt là \( {{n}_{d}}=1,328 \) và \( {{n}_{t}}=1,343 \)
Tia sáng Mặt Trời vào nước bị tán sắc và khúc xạ. Tia đỏ lệch ít nhất, tia tím lệch nhiều nhất.
Ta có:
\( \tan i=\dfrac{4}{3}\Rightarrow \sin i=\dfrac{4}{5} \)
- Góc khúc xạ của tia đỏ:
\( \dfrac{\sin i}{\sin {{r}_{d}}}={{n}_{d}}\Rightarrow \sin {{r}_{d}}=\dfrac{\sin i}{{{n}_{d}}}=\dfrac{\dfrac{4}{5}}{1,328}=0,6024\Rightarrow {{r}_{d}}\approx 37,{{04}^{0}} \)
- Xét tam giác IHR, có : \( \tan {{r}_{d}}=\dfrac{HR}{IH} \)
\( \Rightarrow HR=IH.\tan {{r}_{d}}=1,2.\tan 37,{{04}^{0}}=0,90567\left( m \right) \)
- Góc khúc xạ của tia tím:
\( \dfrac{\sin i}{\sin {{r}_{t}}}={{n}_{t}}\Rightarrow \sin {{r}_{t}}=\dfrac{\sin i}{{{n}_{t}}}=\dfrac{\dfrac{4}{5}}{1,343}\approx 0,59568\Rightarrow {{r}_{t}}\approx 36,{{56}^{0}} \)
- Xét tam giác IHK, ta có: \( \tan {{r}_{t}}=\dfrac{HK}{IH} \)
\( \Rightarrow HK=IH.\tan {{r}_{t}}=1,2.\tan 36,{{56}^{0}}=0,88994\left( m \right) \)
- Độ dài quang phổ do tia sáng tạo ra ở đáy bể là:
\( \vartriangle D=HR-HK=0,90567-0,88994=0,01573\left( m \right)=1,573\left( cm \right) \)
Ghi nhớ:
- Sự tán sắc ánh sáng là sự phân tách một chùm ánh sang phức tạp thành các chùm sáng đơn sắc.
- Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng có một màu nhất định và không bị tán sắc khi truyền qua lăng kính.
- Ánh sáng trắng là hỗn hợp của nhiều ánh sang đơn sắc có màu biến thiên liên tục từ đỏ đến tím.
- Chiết suất của các chất trong suốt biến thiên theo màu sắc của ánh sáng và tăng dần từ màu đỏ, đến màu tím.