Tài liệu: Sự tán sắc

Tài liệu
Sự tán sắc

Nội dung

SỰ TÁN SẮC

 

Màu sắc là một trong các đặc trưng rõ rệt của ánh sáng rõ rệt nhưng không dễ hiểu. Tính chất vật lý nào của ánh sáng gây ra bấy nhiêu cảm giác tuyệt vời về màu sắc? Đã từng có rất nhiều lý thuyết, nhưng chỉ có Newton thực hiện sự nghiên cứu có hệ thống và thu được câu trả lời cho câu hỏi của mình.

Năm 1665 Robert Hooke đã viết rằng các cảm giác màu sắc cơ bản theo ông là đỏ và xanh lam chỉ phát sinh khi quan sát ánh sáng khúc xạ, khi có một xung ánh sáng hình dạng phức tạp đi đến mắt: ''Màu xanh lam là cảm giác trên võng mạc của một xung mà phần yếu nhất đi trước phần mạnh nhất; còn màu đỏ là cảm giác của xung ánh sáng có phần mạnh nhất đi trước phần yếu hơn''.

Sự khúc xạ ánh sáng bởi môi trường trong suốt và sự hình thành một dải màu cầu vồng đã từng được biết từ lâu trước Newton. Thực vậy từ thời Aristotle người ta đã cho ánh sáng trắng là ánh sáng đơn giản. Còn vào thời Newton thì người ta cho rằng vật gây khúc xạ (ví dụ một chiếc lăng kính) đã ''nhuộm các màu'' cho tia sáng trắng đi tới nó. Bị ''các màu lăng kính'' rực rỡ quyến rũ, Newton đã thực hiện vài thí nghiệm giản đơn ngay trong phòng của nhà mình. Ông cho ánh sáng mặt trời đi qua một lỗ nhỏ chừa lại trên cửa sổ che kín, rồi cho tia sáng ấy đi xuyên qua một lăng kính và thu được trên màn chắn một dải màu rộng: một phổ màu. Nhà bác học băn khoăn: lẽ nào lăng kính lại nhuộm màu chùm tia đã từng đi qua một lăng kính khác? Ông bố trí một thí nghiệm mà về sau ông gọi là thí nghiệm quyết định: nhận được phổ từ lăng kính rồi trên màn chắn ông lại khoét một lỗ nhỏ, hướng cho phần tia màu đã đi qua nó đi tiếp tới một lăng kính thứ hai. Lăng kính đó không tách tia màu thành phổ nào nữa, và không còn thay đổi màu của nó một chút nào nữa. Có nghĩa là sự tồn tại của phổ là thuộc tính không phải của lăng kính mà là của ánh sáng tới nó. “Những tia sáng khác biệt nhau cả về mức độ khúc xạ”. Đó là sự phát kiến ra hiện tượng tán sắc ánh sáng.

 

 

Còn một khẳng định khác của ông: “Ánh sáng mặt trời gồm các - tia có độ khúc xạ khác nhau” - nhà bác học đã chứng minh bằng cách lấy một lăng kính hội tụ tất cả phổ đã tách trở lại một chùm sáng và nhận được ánh sáng trắng. Vậy là Newton đã tiến tới một lý thuyết mới về màu sắc. Nó gây ra một cuộc tranh luận gay gắt vì rằng không thể lý giải bằng những khái niệm của thời đại bấy giờ.

 

Nhiều người đương thời với Newton đã cố gắng giải thích sự tạo thành phổ theo các lý thuyết cũ, dựa vào giả thuyết rằng sự nhuộm màu của tia sáng đi qua lăng kính gắn liền với góc tới khác nhau của các tia tới lên bề mặt của nó. Người ta đã kiểm chứng các thực nghiệm ấy suốt 50 năm, nhưng rút cuộc thế giới khoa học đồng ý với các kết luận của nhà bác học Anh Newton!

Newton đã đặt nền tảng cho một lĩnh vực mới trong nghiên cứu quang học. Ông thiết lập được rằng tia xanh chàm khúc xạ trong thủy tinh mạnh hơn tia đỏ, nghĩa là chiết suất tăng theo sự giảm bước sóng. Có điều là nhà bác học đã quan niệm sai lầm rằng sự khác nhau về chiết suất của các tia đỏ và xanh không phụ thuộc vào vật chất. Đối với phần lớn môi trường trong suốt chiết suất thực sự càng lớn nếu bước sóng càng bé (sự tán sắc bình thường).

Nhưng ở một số chất có các khoảng bước sóng nhất định (mỗi chất có khoảng riêng của nó) mà chiết suất lại tỷ lệ thuận với bước sóng (sự tán sắc bất thường)

 

PHỔ MÀU HAY TOÀN SẮC CẦU VỔNG

Ngay ở nửa sau thế kỷ XVI một người Italia tên là Francesco Maurolico đã đề nghị công nhận rằng trong ánh sáng mặt trời sau khúc xạ cũng như trong cầu vồng có 7 màu: đỏ, da cam, vàng, xanh lá cây (lục), xanh da trời (lam), xanh chàm, tím (trước đó người ta cho rằng chỉ có 3 màu ''tinh khiết''). Các màu đó xếp theo thứ tự giảm bước sóng:

Đỏ                       :650 - 780 nm

Da cam    : 590 - 650 nm

Vàng                    : 530 - 590 nm

Xanh lá cây          : 490 - 530 nm

Xanh da trời         : 450 - 490 nm

Xanh chàm           : 420 - 450 nm

Tím                      : 380 - 420 nm




Nguồn: bachkhoatrithuc.vn/encyclopedia/1180-02-633398804803437500/Su-lan-truyen-anh-sang/Su-tan-sac.htm


Chưa có phản hồi
Bạn vui lòng Đăng nhập để bình luận