Đáp án Vật lí 9 kết nối Bài 7: Lăng kính

BÀI 7. LĂNG KÍNH

Khởi động: Ánh sáng từ đèn sợi đốt hoặc Mặt Trời sau khi đi qua lăng kính sẽ tạo thành một chùm sáng từ đỏ đến tím như hình bên. Lăng kính có tác dụng gì trong hiện tượng này?

Hướng dẫn chi tiết:

Lăng kính ở đây có tác dụng tách ánh sáng từ đèn sợi đốt thành chùm sáng có màu từ đỏ đến tím.

I. CẤU TẠO CỦA LĂNG KÍNH

Hoạt động: Hãy chỉ ra góc chiết quang, mặt bên, cạnh và đáy của lăng kính có trong phòng thí nghiệm.

Hướng dẫn chi tiết:

II. HIỆN TƯỢNG TÁN SẮC ÁNH SÁNG

Hoạt động: Thí nghiệm 1: Tìm hiểu hiện tượng tán sắc ánh sáng

Chuẩn bị:

• Lăng kính gắn trên giá (1);
• Đèn chiếu ánh sáng trắng có khe hẹp (2);
• Màn hứng chùm sáng (3);
• Nguồn điện và dây nối (4);
• Tấm kính lọc sắc màu đỏ và tấm kính lọc sắc màu tím (5).

Tiến hành:

• Bố trí thí nghiệm như Hình 7.4.
• Chiếu chùm ánh sáng trắng từ đèn vào mặt bên của lăng kính, dùng màn chắn dịch chuyển phía sau lăng kính để hứng vệt sáng trên màn.

Thực hiện các yêu cầu và trả lời các câu hỏi sau:

1. Mô tả đường đi qua lăng kính mà em quan sát được.
2. Viết ra thứ tự các màu xuất hiện trên màn.
3. Những màu sắc khác nhau cho biết điều gì về thành phần của chùm sáng chiếu tới?

Hướng dẫn chi tiết:

1. Tia ló ra khỏi lăng kính lệch về phía đáy lăng kính so với tia tới
2. Thứ tự xuất hiện các màu: đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm, tím.
3. Những màu sắc khác nhau cho biết ánh sáng trắng không chỉ có một màu duy nhất mà có nhiều màu.

Hoạt động: Thí nghiệm 2:

Chuẩn bị: Dụng cụ thí nghiệm như thí nghiệm 1.

Tiến hành:

• Bố trí thí nghiệm như Hình 7.4.
• Chiếu ánh sáng trắng từ đèn vào mặt bên của lăng kính.
• Lần lượt dùng kính lọc sắc màu đỏ và màu tím chắn vào khe hẹp của nguồn sáng.
• Dùng màn chắn sáng dịch chuyển phía sau lăng kính để hứng vệt sáng trên màn.

Trả lời các câu hỏi sau:

1. Khi chiếu ánh sáng qua tấm kính lọc sắc đến mặt bên lăng kính, ánh sáng có bị tách thành nhiều màu không?
2. So sánh góc lệch của tia sáng màu đỏ và màu tím.

Hướng dẫn chi tiết:

1. Ánh sáng không bị tách thành nhiều màu.
2. Góc lệch của tia sáng màu đỏ nhỏ hơn góc lệch của tia sáng màu tím.

Câu hỏi: Ở hoạt động khởi động, hãy giải thích sự tán sắc ánh sáng mặt trời qua lăng kính.

Hướng dẫn chi tiết:

Do ánh sáng mặt trời có nhiều màu sắc nên khi chiếu qua lăng kính, các bức xạ có bước sóng khác nhau sẽ bị khúc xạ tại góc khúc xạ khác nhau dẫn đến các bức xạ này bị phân tán và tạo thành một dải màu liên tục từ đỏ đến tím.

III. SỰ TRUYỀN ÁNH SÁNG QUA LĂNG KÍNH

Hoạt động: Quan sát Hình 7.6 và cho biết:

1. Khi ánh sáng truyền từ không khí vào lăng kính, tại sao khúc xạ IJ lệch gần pháp tuyến hơn so với tia tới SI?
2. Khi ánh sáng truyền từ lăng kính ra không khí, tại sao tia khúc xạ JR lệch xa pháp tuyến hơn so với tia tới IJ?
3. Dựa vào sự truyền sáng qua lăng kính, hãy giải thích hiện tượng tán sắc ánh sáng. Biết rằng chiết suất của lăng kính đối với các ánh sáng đơn sắc khác nhau là khác nhau, chiết suất lớn nhất với tia tím, chiết suất nhỏ nhất với tia đỏ.

Hướng dẫn chi tiết:

1. Khi ánh sáng truyền từ không khí vào lăng kính, tia khúc xạ IJ lệch gần pháp tuyến hơn so với tia tới SI vì ánh sáng truyền từ môi trường kém chiết quang sang môi trường chiết quang hơn
2. Khi ánh sáng truyền từ lăng kính ra không khí, tia khúc xạ JR lệch xa pháp tuyến hơn so với tia tới IJ vì ánh sáng truyền từ môi trường chiết quang hơn sang môi trường kém chiết quang
3. Chiết suất của lăng kính mang các giá trị khác nhau đối với tùy từng loại ánh sáng đơn sắc. Chiết suất của một môi trường trong suốt đối với mỗi loại ánh sáng đơn sắc khác nhau là khác nhau. Vì chiết suất của lăng kính khác nhau về giá trị đối với từng loại ánh sáng đơn sắc nên khi các ánh sáng đơn sắc đi qua lăng kính sẽ bị lệch về phía đáy lăng kính với những góc lệch khác nhau. Do vậy chúng không bị chồng chất lên nhau mà tách nhau ra thành một dải màu biến thiên liên tục.

Câu hỏi 1: Hình vẽ nào trong Hình 7.7 chỉ đúng đường đi của tia sáng qua lăng kính khi lăng kính đặt trong không khí?

Hướng dẫn chi tiết:

Hình vẽ C.

Câu hỏi 2: Một lăng kính thủy tinh có chiết suất n = 1,41. Mặt phẳng tiết diện chính của lăng kính là tam giác đều ABC. Chiếu một tia sáng nằm trong mặt phẳng tiết diện chính tới mặt bên AB của lăng kính với góc tới i = 45^o. Vẽ đường tuyền của tia sáng qua lăng kính.

Hướng dẫn chi tiết:

IV. MÀU SẮC CỦA VẬT

Hoạt động 1: Nhớ lại kiến thức đã học, khi nào mắt ta nhìn thấy một vật?

Hướng dẫn chi tiết:

Mắt ta nhìn thấy một vật khi có ánh sáng truyền từ vật đến mắt ta.

Hoạt động 2: Khi chúng ta thấy các vật màu xanh, đỏ, trắng thì có ánh sáng màu nào truyền từ vật tới mắt ta?

Hướng dẫn chi tiết:

Khi chúng ta nhìn thấy vật có màu xanh, đỏ thì ánh sáng màu xanh, đỏ truyền đến mắt ta, khi chúng ta nhìn thấy vật màu trắng tức ánh sáng trắng truyền đến mắt ta.

Hoạt động 3: Ban đêm, khi không có nguồn sáng, ta nhìn thấy các vật có màu gì?

Hướng dẫn chi tiết:

Ban đêm, khi không có nguồn sáng, ta nhìn thấy các vật có màu đen.

Câu hỏi 1: Em hãy biểu diễn các tia sáng đến mắt đối với vật ta quan sát thấy màu trắng (Hình 7.9).

Hướng dẫn chi tiết:

Câu hỏi 2: Quan sát bông hoa hướng dương (Hình 7.10), giải thích tại sao chúng  ta nhìn thấy cánh hoa màu vàng, lá màu xanh và phần nhụy hoa có màu nâu.

Hướng dẫn chi tiết:

Ta thấy cánh hoa màu vàng, lá màu xanh và phần nhuy có màu nâu vì chúng phản xạ các màu sắc đó đến mắt chúng ta.