Bước sóng ánh sáng, những kiến thức cần biết về bước sóng

Định nghĩa về sóng ánh sáng?

Sóng là một dạng dao động truyền trong một môi trường.

Sóng ánh sáng là loại sóng mà chúng ta thường xuyên tiếp cận và có tác động đến đời sống con người. Sóng ánh sáng là sóng điện từ.

Khái niệm bước sóng

Bước sóng là khoảng cách gần nhất giữa hai điểm dao động cùng pha. Nói một cách đơn giản, đó là khoảng cách giữa hai đỉnh sóng (điểm dao động cực đại) gần nhau nhất, là khoảng cách giữa hai cấu trúc lặp lại của sóng.

Ký hiệu:λ  (gọi là lamda)

Công thức tính: λ = vf = vT

Trong đó:

+ λ : bước sóng (m)

+ v: tốc độ truyền sóng (m / s)

+ T: Chu kỳ sóng (s)

+ f: tần số sóng (Hz)

Bước sóng của ánh sáng nhìn thấy

Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng có một bước sóng xác định trong chân không.

Tất cả ánh sáng đơn sắc mà chúng ta nhìn thấy (ánh sáng khả khiến) đều có bước sóng trong chân không (hoặc không khí) từ 0,38μm (ánh sáng tím) đến 0,76μm (ánh sáng đỏ).

Các màu chính trong quang phổ ánh sáng trắng (đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm, tím) ứng với từng vùng có bước sóng lân cận. Bảng màu sắc và bước sóng của ánh sáng trong chân không như sau:

* Quang phổ ánh sáng nhìn thấy được:

Có nhiều nguồn bức xạ điện từ, chúng thường được phân loại theo phổ bước sóng mà các nguồn phát ra.

Nhiễu xạ ánh sáng – Sự giao thoa của ánh sáng.

Khái niệm Nhiễu xạ ánh sáng 

Nhiễu xạ ánh sáng là hiện tượng xảy ra khi sóng tạo nên ánh sáng truyền qua một lỗ hẹp. Khi điều này xảy ra, các sóng ánh sáng dần dần hình thành và không còn có một tia trước nữa.

Sự nhiễu xạ ánh sáng được sử dụng trong máy ảnh để truyền ánh sáng quá một lỗ rất nhỏ.

Hiện tượng giao thoa ánh sáng

– Hai chùm sáng kết hợp là hai chùm sáng phát ra ánh sáng cùng tần số và cùng pha, hoặc lệch pha không đổi theo thời gian.

Khi hai chùm sáng kết hợp gặp nhau, chúng sẽ giao thoa:

• Trường hợp hai sóng gặp nhau nhưng CÙNG pha thì chúng tăng cường lẫn nhau tạo thành các vân sáng.
• Trường hợp hai sóng gặp nhau nhưng NGƯỢC pha với nhau thì chúng triệt tiêu nhau tạo thành các vân tối.

– Nếu ánh sáng trắng giao thoa thì hệ vân của các ánh sáng đơn sắc khác nhau sẽ không trùng nhau:

• Ở chính giữa, các vân sáng của các ánh sáng đơn sắc khác nhau trùng nhau cho một vân sáng trắng gọi là vân trắng trung tâm (vân trung tâm).
• Ở hai phía của vân trung tâm, các vân sáng khác nhau của các sóng ánh sáng đơn sắc khác nhau không trùng nhau nữa, chúng nằm kề nhau và cho các quang phổ có màu như trong bảy sắc cầu vồng.

Hiện tượng giao thoa ánh sáng là bằng chứng thực nghiệm cho thấy ánh sáng có tính chất sóng.

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

 Thí nghiệm của Young có các mặt song song:

Sự tán sắc của ánh sáng

* Tán sắc ánh sáng là sự phân tách chùm ánh sáng trắng phức tạp thành chùm ánh sáng đơn sắc khác nhau. Thông thường hiện tượng tán sắc ánh sáng xảy ra khi cho chùm ánh sáng trắng truyền qua lăng kính.

* Ánh sáng đơn sắc:

Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng không bị tán sắc khi truyền qua lăng kính. Theo một nghĩa đơn giản nhất ánh sáng đơn sắc chính là ánh sáng một màu. Mỗi màu đơn sắc trong mỗi môi trường (rắn, lỏng, khí, chân không) có một bước sóng xác định.

– Khi truyền qua các môi trường trong suốt khác nhau, tần số ánh sáng không thay đổi nhưng tốc độ ánh sáng thay đổi nên bước sóng cũng thay đổi.

* Ánh sáng trắng:

– Ánh sáng trắng là hỗn hợp của tất cả các ánh sáng đơn sắc, bao gồm 7 màu là: màu đỏ, cam, vàng, chàm, lục, lam, tím và các màu có trong ánh sáng trắng đều là màu gốc của quang phổ và được chiếu với cường độ thích hợp.

– Dải màu giống như cầu vồng (có vô số màu, chia thành 7 màu chính là đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm, tím) được gọi là quang phổ của ánh sáng trắng.

Ứng dụng của tán sắc ánh sáng

Giải thích nhiều hiện tượng quang học xảy ra trong khí quyển, ví dụ cầu vồng xảy ra do sự phân tán ánh sáng. Nguyên nhân là do trước khi đến mắt chúng ta, tia sáng Mặt trời đã bị khúc xạ và phản xạ. qua những giọt nước

Sự tán sắc ánh sáng được dùng trong máy quang phổ để phân tích chùm ánh sáng đa sắc do vật sáng phát ra thành những thành phần đơn sắc.

Hiện tượng tán sắc ánh sáng làm cho ảnh của một vật ở ánh sáng trắng qua thấu kính không rõ nét mà bị mờ, nhòe và viền màu (gọi là sắc sai).

Ngoài các màu nhìn thấy, có nhiều màu trên quang phổ

Bộ não và mắt của con người có thể phân biệt nhiều màu hơn quang phổ. Màu tím và đỏ tươi là cách não bộ thu hẹp khoảng cách giữa màu đỏ và màu tím. Các màu không bão hòa, chẳng hạn như màu da cam và màu nước, cũng có thể phân biệt được, cũng như màu nâu và màu đỏ.

Tuy nhiên, một số loài động vật có phạm vi nhìn thấy khác nhau, thường mở rộng đến hồng ngoại (với bước sóng lớn hơn 700 nm) hoặc tử ngoại (với bước sóng nhỏ hơn 380 nm). Ví dụ, ong có thể nhìn thấy tia cực tím, được sử dụng bởi hoa để thu hút các loài thụ phấn. Chim cũng có thể nhìn thấy tia UV và có những dấu hiệu nhìn thấy dưới tia UV. Ở người, sự khác biệt giữa màu đỏ và màu tím là sự khác biệt mà mắt thường có thể nhìn thấy được.

Hầu hết các loài động vật có thể nhìn thấy tia cực tím và không thể nhìn thấy tia hồng ngoại.