Một lăng kính thuỷ tinh có tiết diện thẳng là một tam giác đều, được đặt trong không khí

Giải SBT Lí 12 Bài 26: Các loại quang phổ

Bài 26.15* trang 75 SBT Lí 12: Một lăng kính thuỷ tinh có tiết diện thẳng là một tam giác đều, được đặt trong không khí. Chiếu vào lăng kính một dải sáng màu rất mỏng, sao cho mặt phẳng của dải sáng song song với cạnh của góc chiết quang và rất gần cạnh này. Dải sáng này có ba thành phần đơn sắc là: đỏ, lam, và tím. Góc tới của các tia sáng trong dải được chọn sao cho góc lệch của tia lam có giá trị cực tiểu.

Chiết suất của lăng kính đối với ba ánh sáng đơn sắc này là: n_đỏ = 1,5140; n_lam = 1,5230 và n_tím = 1,5318.   

Quang phổ của dải sáng được thu trên một màn ảnh đặt vuông góc với mặt phẳng của dải sáng và cách cạnh A của lăng kính 2 m. Tính các khoảng cách giữa vạch đỏ và vạch lam và giữa vạch lam và vạch tím trong quang phổ này.

Lời giải:

Gọi H là giao điểm của đường kéo dài tia tới với màn ảnh (H.26.1G).

Ta có: AH = 2 m.

Ta hãy tính góc lệch của tia lam.

Vì góc lệch của tia lam là cực tiểu nên

r₁ = r₂ = $\frac{A}{2}$ = 30^o

sini₁ = n₁sinr₁ = 1,525.0,5 = 0,7615

⇒ i₁ = 49,5966^o = i₂

D_{lam min} = i₁ + i₂ - A = 39,193^o

Gọi L là giao điểm của tia lam với màn ảnh, ta có :

HL = AHtanD_{lam min} = 2tan39,193^o = 1,631 m

Ta hãy tính góc lệch của tia đỏ.

$\mathrm{s}{\text{inr}}_1=\frac{\sin i_1}{n_d}=\frac{0,7615}{1,5140}=0,5030$

r₁ = 30,199^o ; r₂ = A - r₁ = 60 - 30,199 = 29,801^o

sini₂ = n_đsinr₂ = 1,5140. sin29,801^o = 0,75244 ⇒ i₂ = 48,802^o

D_đ = i₁ + i₂ - A = 49,5966^o + 48,802^o - 60^o = 38,3986^o

Gọi Đ là vết của tia đỏ trên màn ảnh, ta có :

HĐ = AH tanD_đ = 2.tan38,3986^o = 1,585 m

Tương tự, đối với tia tím, ta có :

$\mathrm{s}{\text{inr}}_1=\frac{\sin i_1}{n_t}=\frac{0,7615}{1,5318}=0,49713$

r₁ = 29,810^o ; r₂ = A - r₁ = 60^o - 29,810^o = 30,19^o

sini₂ = ntsinr₂ = 1,5318.sin30,19^o = 0,7703 ⇒ i₂ = 50,381^o

D_t = i₁ + i₂ - A = 49,5966^o + 50,381^o - 60^o = 39,977^o

Gọi T là vết của tia tím trên màn ảnh, ta có :

HT = AH tanD_t = 2. 0,834 = 1,668 m

Khoảng cách giữa vạch đỏ và vạch lam :

HL - HĐ = 1,631 - 1,585 = 0,046 m = 4,6 cm

Khoảng cách giữa vạch lam và vạch tím :

HT - HL = 1,668 - 1,631 = 0,037 m = 3,7 cm.

Xem thêm lời giải sách bài tập Vật Lí lớp 12 hay, chi tiết khác:

Bài 26.1 trang 72 SBT Lí 12: Bộ phận có tác dụng phân tích chùm sáng phức tạp thành những thành phần...

Bài 26.2 trang 72 SBT Lí 12: Nếu mở rộng khe của ống chuẩn trực lên một chút thì các vạch quang phổ...

Bài 26.3 trang 72 SBT Lí 12: Chỉ ra phát biểu sai Nguồn sáng phát ra quang phổ liên tục là...

Bài 26.4 trang 72 SBT Lí 12: Quang phổ của nguồn sáng nào dưới đây là quang phổ vạch phát xạ...

Bài 26.5 trang 73 SBT Lí 12: Tia laze có độ đơn sắc cao. Chiếu chùm tia laze vào khe của máy quang phổ...

Bài 26.6 trang 73 SBT Lí 12: Cho một chùm sáng do một đèn có dây tóc nóng sáng phát ra truyền qua một bình...

Bài 26.7 trang 73 SBT Lí 12: Để nhận biết sự có mặt của các nguyên tố hoá học trong một mẫu vật...

Bài 26.8 trang 73 SBT Lí 12: Phát biểu nào sau đây là đúng khi nói về quang phổ Quang phổ hấp thụ...

Bài 26.9 trang 73 SBT Lí 12: Quang phổ liên tục phụ thuộc vào nhiệt độ của nguồn phát...

Bài 26.10 trang 74 SBT Lí 12: Phát biểu nào sau đây là đúng Chất khí hay hơi được kích thích...

Bài 26.11 trang 74 SBT Lí 12: Quang phổ vạch phát xạ của các nguyên tố khác nhau...

Bài 26.12 trang 74 SBT Lí 12: Một miếng sắt mạ kền được nung nóng sáng. Chiếu ánh sáng này vào khe...

Bài 26.13 trang 74 SBT Lí 12: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe được chiếu...

Bài 26.14 trang 75 SBT Lí 12: Có thể coi như Mặt Trời như một quả cầu bằng chất lỏng có mật độ rất lớn...