Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng gì? Hiện tượng giao thoa hai ánh sáng đơn sắc là gì?

Ánh sáng đơn sắc là một khái niệm rất phổ biến và được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực của đời sống. Tuy nhiên, không phải ai cũng hiểu rõ khái niệm này cũng như những kiến ​​thức vật lý xung quanh nó. Vì vậy, qua bài viết này, Nguyễn Tất Thành sẽ mang đến cho các bạn loạt kiến ​​thức chuẩn về ánh sáng đơn sắc nhưng với cách trình bày đơn giản và dễ hiểu hơn. Hãy cùng khám phá ngay bây giờ!

Ánh sáng đơn sắc là gì?

Ánh sáng đơn sắc là gì? Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng có một màu nhất định và không thể phân tách thành các ánh sáng có màu sắc khác nhau. Ánh sáng đơn sắc không bị tán sắc khi đi qua lăng kính. Mỗi ánh sáng đơn sắc có một màu gọi là màu đơn sắc. Mỗi màu đơn sắc trong mỗi môi trường có bước sóng cụ thể.

[Trả lời] Ánh sáng mặt trời là ánh sáng đơn sắc phải không? Ánh sáng mặt trời là ánh sáng trắng, là sự kết hợp của nhiều ánh sáng đơn sắc có bước sóng khác nhau. Khi ánh sáng mặt trời đi qua lăng kính sẽ bị phân tán thành nhiều màu sắc khác nhau. Vì vậy, ánh sáng mặt trời không phải là ánh sáng đơn sắc.

Đặc điểm của ánh sáng đơn sắc

Ánh sáng đơn sắc có đặc điểm sau:

• Màu sắc: Ánh sáng đơn sắc có một màu nhất định, được xác định bởi bước sóng của ánh sáng. Mỗi màu có bước sóng khác nhau.

• Bước sóng: Bước sóng của ánh sáng đơn sắc không đổi. Bước sóng của ánh sáng đơn sắc được đo bằng mét (m) hoặc nanomet (nm).

• Tần số: Tần số của ánh sáng đơn sắc là không đổi. Tần số của ánh sáng đơn sắc được đo bằng hertz (Hz).

• Tốc độ: Tốc độ của ánh sáng đơn sắc trong chân không là một hằng số. Vận tốc của ánh sáng đơn sắc trong chân không là 299.792.458 m/s.

Cách nhận biết ánh sáng đơn sắc

Cách nhận biết ánh sáng đơn sắc là chiếu ánh sáng qua lăng kính. Nếu ánh sáng không bị tán sắc và chỉ có một màu thì đó là ánh sáng đơn sắc. Cụ thể chúng ta thực hiện các bước sau:

Bước 1: Chuẩn bị lăng kính thủy tinh.

Bước 2: Chiếu một chùm ánh sáng trắng (hoặc ánh sáng từ nguồn sáng đơn sắc) vào lăng kính.

Bước 3: Quan sát chùm tia sáng sau khi đi qua lăng kính.

Nếu chùm sáng sau khi đi qua lăng kính chỉ có một màu và không bị tán xạ thì đó là ánh sáng đơn sắc. Ngược lại, nếu chùm sáng sau khi đi qua lăng kính bị phân tán thành nhiều màu khác nhau thì đó là ánh sáng không đơn sắc.

Lưu ý, ánh sáng đơn sắc là ánh sáng có bước sóng xác định. Vì vậy, khi đi qua lăng kính, ánh sáng đơn sắc sẽ bị khúc xạ một góc lệch nhất định. Góc lệch này phụ thuộc vào bước sóng của ánh sáng. Bước sóng của ánh sáng càng lớn thì góc lệch càng nhỏ.

Ngoài việc sử dụng lăng kính, chúng ta có thể sử dụng các phương pháp khác để cảm nhận ánh sáng đơn sắc, như:

• Sử dụng bộ lọc màu.

• Sử dụng thiết bị quang học, chẳng hạn như máy đo quang phổ.

Bước sóng của ánh sáng đơn sắc

Bước sóng là gì? Bước sóng là khoảng cách ngắn nhất giữa hai điểm dao động cùng pha của sóng. Bước sóng thường được ký hiệu bằng chữ cái Hy Lạp λ (lambda).

Bước sóng của sóng điện từ phụ thuộc vào tần số của sóng (số dao động của sóng trong một giây). Công thức liên hệ giữa bước sóng và tần số là:

λ = v/f

Trong đó:

Lưu ý, tốc độ lan truyền của sóng điện từ trong chân không là tốc độ ánh sáng, có giá trị 299.792.458 m/s. Do đó, bước sóng của sóng điện từ trong chân không cũng có thể được tính bằng công thức: λ = 299,792,458/f. Đồng thời, bước sóng của sóng điện từ trong môi trường khác có giá trị nhỏ hơn bước sóng trong chân không. Điều này là do tốc độ lan truyền của sóng điện từ trong các môi trường khác nhỏ hơn tốc độ ánh sáng trong chân không.

Dưới đây là bảng so sánh bước sóng của ánh sáng đơn sắc trong vùng ánh sáng khả kiến:

Như vậy, ánh sáng đơn sắc có bước sóng càng ngắn thì màu tím càng nhiều, bước sóng càng dài thì màu càng đỏ.

Tần số của ánh sáng đơn sắc

Tần số là gì? Tần số của ánh sáng là tần số dao động điện từ và đặc trưng cho màu sắc của ánh sáng chàm. Tần số được ký hiệu bằng chữ f và có đơn vị hertz (Hz).

Lưu ý, tần số và chu kỳ của sóng ánh sáng không thay đổi khi truyền qua môi trường. Tần số ánh sáng càng thấp thì bước sóng càng lớn.

Cụ thể, tần số của ánh sáng đơn sắc có thể được tính theo công thức sau:

f = 1/T hoặc f = v / λ

Với:

Cách tính chiết suất của ánh sáng đơn sắc

Chỉ số khúc xạ là gì? Chiết suất là một đại lượng vật lý đặc trưng cho sự tán sắc ánh sáng trong môi trường. Chỉ số khúc xạ được ký hiệu là n. Chiết suất của môi trường được định nghĩa là tỉ số giữa tốc độ ánh sáng trong chân không và tốc độ ánh sáng trong môi trường đó.

Chiết suất của ánh sáng đơn sắc được tính theo công thức sau:

n = c/v

Trong đó:

• Xem thêm : Đàn ông tiếng Anh là gì? Cách phát âm và từ vựng liên quan đến đàn ông trong tiếng Anh

  n là chiết suất của môi trường

• c là tốc độ ánh sáng trong chân không (c = 3,108 m/s)

• v là tốc độ ánh sáng trong môi trường

Ví dụ: Tính chiết suất của thủy tinh đối với ánh sáng đỏ đơn sắc, biết rằng tốc độ ánh sáng trong thủy tinh là 2.250.000 m/s.

Theo công thức tính chiết suất ta có: n = c/v = 3,108/2.250.000 = 1,40,10^-6.

Vậy chiết suất của ánh sáng đơn sắc đỏ trong thủy tinh là 1,40.10^-6.

Chú ý: Chiết suất của một môi trường đối với các ánh sáng đơn sắc khác nhau sẽ khác nhau. Chiết suất của môi trường càng lớn thì ánh sáng trong môi trường đó bị khúc xạ càng nhiều.

Hiện tượng giao thoa ánh sáng đơn sắc

Giao thoa ánh sáng là hiện tượng xảy ra khi hai chùm ánh sáng kết hợp với nhau khi chồng lên nhau, tạo ra những nơi chúng tăng cường lẫn nhau, có nơi chúng triệt tiêu lẫn nhau, tạo nên những đám mây sáng tối xen kẽ nhau. . Những đám mây tối và sáng này được gọi là vân giao thoa.

Để quan sát hiện tượng giao thoa ánh sáng, ta có thể dùng thí nghiệm Young. Trong thí nghiệm này, chúng ta có nguồn sáng S phát ra ánh sáng đơn sắc, ánh sáng này được chiếu qua bộ lọc K để thu được chùm ánh sáng đơn sắc. Chùm tia sáng này được chiếu qua hai khe hẹp S1 và S2 cách nhau một khoảng d. Hai khe S1 và S2 đặt song song với nhau và cách màn M một khoảng D. Trên màn M, ta thu được hệ các vân sáng và vân tối xen kẽ nhau.

Vị trí các vân giao thoa được xác định theo công thức:

x = k . (λD/d)

Trong đó:

• x: khoảng cách từ vân giao thoa đến khe S1

• k: số vân giao thoa (k = 0, 1, 2, …)

• D: khoảng cách từ khe S1 đến màn hình M

• λ: bước sóng của ánh sáng đơn sắc

• d: khoảng cách giữa các khe S1 và S2

Hãy nhớ rằng, vân sáng là điểm tại đó hai sóng kết hợp cùng pha, tại đó cường độ ánh sáng đạt cực đại. Rìa tối là điểm tại đó hai sóng kết hợp ở pha ngược nhau, tại đó cường độ ánh sáng đạt mức tối thiểu.

Ứng dụng thực tế của ánh sáng đơn sắc

Ánh sáng đơn sắc có nhiều ứng dụng thực tế trong nhiều lĩnh vực khác nhau, bao gồm:

Chiếu sáng

Ánh sáng đơn sắc được sử dụng trong chiếu sáng để tạo ra những hiệu ứng thẩm mỹ khác nhau. Ví dụ, ánh sáng xanh có thể được sử dụng để tạo cảm giác tươi mới, năng động; Có thể sử dụng ánh sáng đỏ để tạo cảm giác ấm áp, lãng mạn. Ngoài ra, ánh sáng đơn sắc còn được sử dụng trong chiếu sáng chuyên dụng như chiếu sáng phòng thí nghiệm, chiếu sáng sản xuất, chiếu sáng y tế.

Xem thêm:

1. Nguyễn Tất Thành Apps – Bộ ứng dụng học tập giúp trẻ phát triển toàn diện về tư duy và ngôn ngữ
2. [Giải đáp] Tia UV và ánh sáng xanh có giống nhau không?
3. Cân bằng bức xạ là gì? Thành phần và công thức tính cân bằng bức xạ

Thuốc

Ánh sáng đơn sắc được ứng dụng trong y học để điều trị một số bệnh lý như:

• Bệnh còi xương: Ánh sáng xanh kích thích cơ thể sản sinh vitamin D, giúp ngăn ngừa và điều trị bệnh còi xương.

• Trầm cảm: Ánh sáng xanh có tác dụng cải thiện tâm trạng, giúp giảm triệu chứng trầm cảm.

• Đau: Ánh sáng hồng có tác dụng giảm đau, giúp giảm triệu chứng đau.

Nông nghiệp

Ánh sáng đơn sắc được sử dụng trong nông nghiệp để kiểm soát sự sinh trưởng và phát triển của cây trồng. Ví dụ, ánh sáng đỏ kích thích cây ra hoa, kết quả; Ánh sáng xanh kích thích quá trình quang hợp của cây, giúp cây sinh trưởng và phát triển tốt hơn.

Như vậy, bài viết này đã cung cấp cho bạn tất cả những thông tin quan trọng và cần thiết về ánh sáng đơn sắc. Nếu quan tâm đến những bài viết tương tự, bạn có thể tiếp tục đọc những bài viết thú vị khác trong phần Kiến thức cơ bản trên trang web chính thức của Nguyễn Tất Thành. Cảm ơn bạn đã theo dõi!

Nguồn: https://truongnguyentatthanh.edu.vn
Danh mục: Giáo dục