Đáp án Vật lí 9 chân trời Bài 5: Tán sắc ánh sáng qua lăng kính. Màu sắc của vật

BÀI 5. TÁN SẮC ÁNH SÁNG QUA LĂNG KÍNH. MÀU SẮC CỦA VẬT

Mở đầu: Một người mặc một chiếc áo màu đỏ đứng trên sân khấu. Dưới ánh sáng của đèn sân khấu luôn thay đổi màu, có phải lúc nào khán giá cũng nhìn thấy áo người này màu đỏ không?

Đáp án:

Không, không phải lúc nào khán giả cũng nhìn thấy áo người này màu đỏ. Màu sắc mà chúng ta nhìn thấy phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm nguồn sáng, môi trường ánh sáng, và cả tính chất của vật liệu.

Trong trường hợp này, ánh sáng từ đèn sân khấu chạy qua áo có màu đỏ và được phản xạ trở lại mắt khán giả. Nếu ánh sáng môi trường có các màu phụ khác nhau hoặc nếu có sự biến đổi màu sắc từ môi trường, áo có thể hiển thị một gam màu khác nhau tùy thuộc vào điều kiện ánh sáng và môi trường xung quanh.

1. TÁN SẮC ÁNH SÁNG TRẮNG QUA LĂNG KÍNH

Câu 1: Tiến hành thí nghiệm (Hình 5.2) và cho biết chùm sáng đi vào lăng kính và đi ra khỏi lăng kính có điểm gì khác nhau

Đáp án:

Chùm sáng trước khi đi vào lăng kính là một chùm sáng màu trắng, nhưng sau khi đi ra khỏi lăng kính thì lại trở thành một dải màu cầu vồng

Luyện tập: Hãy kể ra các màu chính trong quang phổ của ánh sáng trắng

Đáp án:

Các màu chính trong quang phổ của ánh sáng trắng là: Đỏ, Cam, Vàng, Lục, Lam, Chàm, Tím

Câu 2:

5. Sự sắp xếp các màu trong quang phổ của ánh sáng mặt trời (Hình 5.3) và quang phổ của ánh sáng trắng qua lăng kính (Hình 5.2) có điểm gì giống nhau?
6. Vì sao ta có thể kết luận ánh sáng mặt trời là ánh sáng trắng?

Đáp án:

1. Sự sắp xếp các màu trong quang phổ của ánh sáng mặt trời có thứ tự về các màu đơn sắc được tán sắc ra giống với quang phổ của ánh sáng trắng, cụ thể là: Đỏ, Cam, Vàng, Lục, Lam, Chàm, Tím
2. Ta có thể kết luận ánh sáng mặt trời là ánh sáng trắng vì ánh sáng mặt trời cũng là một hỗn hợp ánh sáng có nhiều màu khác nhau (Hình 5.3)

2. ĐƯỜNG ĐI CỦA TIA SÁNG QUA LĂNG KÍNH

Câu 3: Quan sát sơ đồ đường đi của tia sáng trong Hình 5.5 và giải thích vì sao:

1. Tia khúc xạ IJ lệch gần pháp tuyến N₁N₁’ hơn so với tia tới SI
2. Tia khúc xạ JR lệch xa pháp tuyến N₂N₂’ hơn so với tia tới IJ

Đáp án:

1. Tia khúc xạ IJ lệch gần pháp tuyến N₁N₁’ hơn so với tia tới SI vì chiết suất của thủy tinh dùng làm lăng kính lớn hơn chiết suất không khí nên góc khúc xạ sẽ nhỏ hơn góc tới, tức là sẽ lệch xa pháp tuyến hơn so với tia tới
2. Tương tự với câu a), vì sự chênh lệch chiết suất sẽ làm cho góc tới j sẽ nhỏ hơn góc khúc xạ j’, tức là tia khúc xạ JR lệch xa hơn tia tới IJ

Câu 4: Nêu nhận xét về phương của tia ló JR sau khi đi qua lăng kính so với tia tới SI

Đáp án:

Phương của tia ló JR sau khi đi qua lăng kính so với tia tới SI sẽ bị lệch về phía bên kia của lăng kính, hướng xuống dưới mặt đáy của lăng kính

3. MÀU SẮC CỦA VẬT

Luyện tập: Một quả bóng có màu vàng dưới ánh sáng mặt trời. Đặt quả bóng này trong phòng tối, sau đó lần lượt chiếu ánh sáng đỏ, lục vào quả bóng thì ta sẽ thấy nó có màu gì?

Đáp án:

Khi một quả bóng có màu vàng được chiếu ánh sáng đỏ hoặc lục trong phòng tối, màu sắc của quả bóng thường sẽ thay đổi. Điều này xảy ra do tương tác giữa màu sắc của ánh sáng và màu sắc tự nhiên của quả bóng.

1. Ánh sáng đỏ:

Khi ánh sáng đỏ chiếu vào, màu vàng của quả bóng sẽ hấp thụ một phần và phản xạ một phần. Kết quả, quả bóng có thể xuất hiện một màu đỏ hoặc cam tăng cường, tùy thuộc vào đặc tính hấp thụ và phản xạ của màu vàng.

1. Ánh sáng lục:

Khi ánh sáng lục chiếu vào, quả bóng có thể phản xạ một phần ánh sáng lục và hấp thụ một phần. Kết quả, màu vàng của quả bóng có thể được tạo thành từ sự kết hợp giữa màu lục và màu vàng, tạo ra một màu mới.

• Trong môi trường ánh sáng tự nhiên, màu sắc của một vật thể thường dựa vào màu sắc của ánh sáng mà nó chiếu lên và cách mà nó tương tác với màu sắc tự nhiên của vật liệu. Khi ánh sáng màu đỏ hoặc lục được chiếu vào, nó sẽ tạo ra một hiệu ứng màu mới khi kết hợp với màu vàng tự nhiên của quả bóng.

Luyện tập: Trả lời câu hỏi ở phần Mở đầu bài học

Đáp án:

Không phải lúc nào khán giả cũng nhìn thấy áo người này màu đỏ. Màu sắc mà chúng ta nhìn thấy phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm nguồn sáng, môi trường ánh sáng, và cả tính chất của vật liệu.

Trong trường hợp này, ánh sáng từ đèn sân khấu chạy qua áo có màu đỏ và được phản xạ trở lại mắt khán giả. Nếu ánh sáng môi trường có các màu phụ khác nhau hoặc nếu có sự biến đổi màu sắc từ môi trường, áo có thể hiển thị một gam màu khác nhau tùy thuộc vào điều kiện ánh sáng và môi trường xung quanh.

Vận dụng: Vì sao lá cây thườngcó màu lục dưới ánh sáng mặt trời

Đáp án:

Màu lục của lá cây thuộc dạng màu sắc hiển thị (absorption spectrum), và nó có liên quan đến quá trình quang hợp - quá trình mà cây sử dụng ánh sáng mặt trời để sản xuất năng lượng.

Lá cây chứa các tế bào chống nắng chứa các phân tử chlorophyll, đặc biệt là chlorophyll-a và chlorophyll-b. Chlorophyll có khả năng hấp thụ ánh sáng mặt trời trong các dải bước sóng nhất định. Mặc dù chlorophyll hấp thụ ánh sáng ở nhiều dải bước sóng khác nhau, nó phản ánh và không hấp thụ được ánh sáng màu xanh lá cây.

Lá cây xuất hiện màu lục vì ánh sáng mặt trời, khi chiếu vào lá cây, không gặp sự hấp thụ đặc biệt nhiều ở mức màu xanh lá cây. Thay vào đó, ánh sáng xanh được phản xạ hoặc truyền qua, tạo nên màu lục mà chúng ta quan sát được.

Tóm lại, màu lục của lá cây dưới ánh sáng mặt trời phản ánh khả năng của chlorophyll hấp thụ ánh sáng màu xanh và không hấp thụ ánh sáng ở dải bước sóng khác. Màu lục này chủ yếu là kết quả của quá trình quang hợp và sự tương tác giữa lá cây và ánh sáng mặt trời.