Ánh sáng Mặt Trời trông "trắng", nhưng thực ra là hỗn hợp của nhiều ánh sáng màu. Một lăng kính có thể tách chùm sáng trắng thành dải bảy màu: đỏ, da cam, vàng, lục, lam, chàm, tím.
Pha màu
Trong vật lý
Ánh sáng trắng tổng hợp
Trong đời thường
Trộn nhiều màu bột lại thành màu trắng
Như pha nhiều màu bột với nhau ra màu sáng gần trắng, ánh sáng trắng là "tổng" của nhiều ánh sáng màu trộn lại.
- Vật màu nào thì tán xạ mạnh ánh sáng màu đó.
- Dưới ánh sáng trắng, vật có màu gì thì ta thấy màu đó.
- Dưới ánh sáng đỏ, vật màu đỏ vẫn đỏ, vật màu khác gần như đen — vì không có ánh sáng đúng màu để tán xạ.
- Vật màu đen không tán xạ màu nào, hấp thụ hết ánh sáng tới.
Thí nghiệm tương tác — hãy làm theo từng bước
- 1Chiếu chùm sáng trắng vào lăng kính: xuất hiện dải bảy màu.
- 2Nhận xét thứ tự: đỏ lệch ít nhất, tím lệch nhiều nhất.
- 3Chắn một màu giữa dải: các màu còn lại vẫn hiện ra — chứng tỏ sáng trắng gồm nhiều màu.
- 4Thử chắn hai màu và trộn hai chùm sáng màu để tạo màu mới.
Tán sắc ánh sáng trắng
- Ánh sáng trắng / đỏ
- Tím (lệch nhiều nhất)
- Dải quang phổ 7 màu
- Ánh sáng vào
- Trắng
- Dải màu
- 7 màu: đỏ → tím
- Đang chắn
- Không
Ánh sáng trắng là hỗn hợp nhiều màu. Lăng kính tách nó thành dải 7 màu — chứng tỏ ánh sáng trắng gồm nhiều ánh sáng màu.
Suy nghĩ một chút
Vì sao lá cây có màu lục?
Màu sắc quanh em
Từ cầu vồng đến màu áo, tất cả đều liên quan đến sự phân tích và tán xạ ánh sáng.
Cầu vồng sau mưa
Ánh sáng Mặt Trời đi vào hàng triệu giọt nước mưa bị khúc xạ, phản xạ bên trong rồi khúc xạ lần nữa khi ra ngoài. Mỗi màu lệch một góc khác nhau, tách thành dải cầu vồng. Ta thấy cầu vồng khi Mặt Trời ở sau lưng và nước mưa ở phía trước.
Lý thuyết của bài: Nước mưa đóng vai trò lăng kính tí hon tách ánh sáng trắng.
Bong bóng xà phòng và vệt dầu loang có màu óng ánh
Ánh sáng phản xạ ở mặt trên và mặt dưới của màng mỏng giao thoa với nhau. Tùy độ dày màng, một số màu bị tăng cường, số khác bị triệt tiêu — nên ta thấy các dải màu thay đổi. Đây là ứng dụng tinh tế của việc ánh sáng trắng gồm nhiều màu.
Lý thuyết của bài: Ánh sáng trắng gồm nhiều bước sóng bị tách chọn lọc.
Vì sao lá cây có màu lục?
Chất diệp lục trong lá hấp thụ mạnh ánh sáng đỏ và lam nhưng tán xạ mạnh ánh sáng lục. Vì vậy dưới nắng, lá phản xạ ánh sáng lục tới mắt ta và trông có màu xanh.
Lý thuyết của bài: Màu của vật là màu ánh sáng mà nó tán xạ mạnh.
Màn hình điện thoại, TV tạo ra muôn màu
Mỗi điểm ảnh (pixel) gồm ba đèn nhỏ đỏ – lục – lam. Bằng cách trộn ba màu cơ bản với tỉ lệ khác nhau, màn hình tạo ra hầu hết các màu ta thấy — minh chứng rằng ánh sáng trắng và mọi màu đều là sự tổng hợp của các màu cơ bản.
Lý thuyết của bài: Ánh sáng màu trộn với nhau cho màu mới.
Quần áo đổi màu khi vào bóng tối hoặc dưới đèn màu
Dưới ánh sáng trắng, áo đỏ tán xạ ánh sáng đỏ nên ta thấy đỏ. Nhưng dưới ánh sáng xanh lục, áo đỏ không có ánh sáng đỏ để tán xạ nên hầu như hấp thụ hết và trông gần như đen.
Lý thuyết của bài: Không có ánh sáng đúng màu thì vật mất màu.
Vì sao lăng kính tách được ánh sáng trắng thành nhiều màu?
Trực giác:Ánh sáng trắng thực chất là hỗn hợp nhiều màu (nhiều bước sóng). Mỗi màu truyền trong thuỷ tinh với tốc độ hơi khác nhau, nên bị bẻ cong (khúc xạ) một lượng khác nhau khi qua lăng kính — kết quả là các màu tách ra.
- 1Ánh sáng trắng là tổng hợp của nhiều ánh sáng đơn sắc, mỗi màu có một bước sóng λ riêng.
- 2Trong một môi trường trong suốt, chiết suất n phụ thuộc bước sóng: ánh sáng tím (bước sóng ngắn) có n lớn hơn ánh sáng đỏ (bước sóng dài).
- 3Theo định luật khúc xạ n₁sin i = n₂sin r, cùng một góc tới i nhưng n khác nhau thì góc khúc xạ r khác nhau. Màu nào có n lớn hơn lệch nhiều hơn.
- 4Lăng kính có hai mặt nghiêng nên khúc xạ hai lần, khuếch đại độ lệch. Kết quả là các màu tách thành dải: tím lệch nhiều nhất, đỏ ít nhất.
- 5Màu của vật cũng theo nguyên lí tương tự: vật tán xạ mạnh ánh sáng có bước sóng phù hợp với nó, nên ta thấy màu đó.
Ý nghĩa: Hiện tượng tách màu không phải do "pha trộn" mà do chiết suất phụ thuộc bước sóng: mỗi màu lệch một góc khác nhau. Đây là cơ sở giải thích cầu vồng, vệt dầu loang và màu sắc các vật.