Giáo án KHTN 9 Cánh diều bài 4: Hiện tượng tán sắc ánh sáng. Màu sắc ánh sáng

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Nhiệm vụ 1. Giới thiệu về lăng kính

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV chiếu hình ảnh một số loại lăng kính (hình 4.2) cho HS quan sát.

- GV yêu cầu HS nghiên cứu SGK và tìm hiểu về khái niệm lăng kính.

- GV đặt câu hỏi: Em hãy mô tả đặc điểm về hình dạng của các lăng kính ở hình 4.2

- GV yêu cầu HS thảo luận theo nhóm đôi và trả lời nội dung Câu hỏi 1 (SGK – tr24)

Nêu một số vật trong suốt xung quanh em có hình dạng giống như lăng kính.

- GV chiếu hình ảnh tiết diện của lăng kính (hình 4.3) cho HS quan sát.

- GV giới thiệu cho HS về các đại lượng của lăng kính và yêu cầu HS vẽ vào vở tiết diện của lăng kính.

- GV kết luận về nội dung lăng kính.

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS đọc thông tin SGK và thảo luận trả lời các câu hỏi mà GV đưa ra.

- GV theo dõi và động viên, khích lệ HS đưa ra câu trả lời.

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận 

- GV mời đại diện HS trả lời, đưa ra ý kiến của bản thân về các nội dung:

*Trả lời Câu hỏi 1 (SGK – tr24)

- Một số vật trong suốt có hình dạng giống như lăng kính: quả bóng thủy tinh, đĩa CD, bong bóng xà phòng,… 

- GV mời HS khác nhận xét, bổ sung. 

Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV đánh giá, nhận xét, tổng kết về nội dung Lăng kính và chuyển sang nội dung Đường đi của tia sáng qua lăng kính.

I. TÁN SẮC ÁNH SÁNG QUA LĂNG KÍNH

1. Lăng kính

- Lăng kính là một khối đồng chất, trong suốt có hai mặt không song song. Lăng kính thường có dạng trụ tam giác.

- Lăng kính có hai mặt bên và đáy.

Nhiệm vụ 2. Thực hiện thí nghiệm tìm hiểu đường truyền của tia sáng qua lăng kính

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV chia lớp thành 6 – 8 nhóm.

- GV phát dụng cụ thí nghiệm và giới thiệu chức năng của các dụng cụ cho HS.

- GV yêu cầu HS tiến hành thí nghiệm theo các bước hướng dẫn trong nội dung Thực hành (SGK – tr19) và quan sát hiện tượng xảy ra.

- GV yêu cầu HS so sánh sự khúc xạ của tia sáng laser và tia sáng trắng qua lăng kính.

- GV chiếu hình ảnh đường đi của tia sáng đỏ qua lăng kính (hình 4.5) cho HS quan sát.

- GV thông báo về sự lệch của ánh sáng qua lăng kính, khái niệm ánh sáng đơn sắc.

- GV chiếu hình ảnh quang phổ của ánh sáng trắng (hình 4.6) cho HS quan sát.

- GV yêu cầu HS nghiên cứu SGK và nêu hiện tượng tán sắc ánh sáng và giải thích hiện tượng ánh sáng trắng bị tán sắc qua lăng kính.

- Sau khi HS trả lời, GV kết luận về nội dung đường đi của tia sáng qua lăng kính.

- Để củng cố kiến thức vừa học, GV yêu cầu HS thảo luận theo nhóm đôi và trả lời nội dung Luyện tập (SGK – tr25)

+ Luyện tập 1 (SGK – tr25): Dựa vào quang phổ thu được trong thí nghiệm, so sánh chiết suất của lăng kính với các ánh sáng đỏ, da cam, vàng, lục, lam, chàm, tím.

+ Luyện tập 2 (SGK – tr26): Chiếu một chùm ánh sáng trắng rộng, song song tới lăng kính như hình 4.7. Dự đoán hình ảnh thu được ở màn quan sát chắn chùm sáng ló ở mặt bên kia của lăng kính (dùng hình vẽ để giải thích cho dự đoán của mình).

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS đọc thông tin SGK, tiến hành thí nghiệm và thảo luận trả lời các câu hỏi mà GV đưa ra.

- GV theo dõi và động viên, khích lệ HS đưa ra câu trả lời.

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận 

- GV mời đại diện HS trả lời, đưa ra ý kiến của bản thân về các nội dung:

*Trả lời Câu hỏi 1 (SGK – tr24)

- Một số vật trong suốt có hình dạng giống như lăng kính: quả bóng thủy tinh, đĩa CD, bong bóng xà phòng,… 

*Trả lời Luyện tập 1 (SGK – tr25)

- Theo định luật khúc xạ, khi chiết suất càng lớn thì tia khúc xạ càng bị lệch. Ở thí nghiệm ta thấy, tia đỏ lệch về phía đáy ít hơn tia tím, do đó, chiết suất của lăng kính với tia đỏ là nhỏ nhất và với tia tím là lớn nhất. Vì vậy, thứ tự chiết suất của lăng kính với các màu là: n_đỏ < n_cam < n_vàng <…< n_tím.

*Trả lời Luyện tập 2 (SGK – tr25)

- Có thể tưởng tượng chia chùm sáng tới thành nhiều tia sáng song song. Mỗi tia sáng sau khi khúc xạ qua lăng kính cho một quang phổ từ đỏ đến tím, các quang phổ này chồng lên nhau trên màn quan sát. Vì thế trên màn sẽ có một dải sáng, phía trên có màu đỏ và cam; phía dưới là màu chàm và tím, còn ở cùng giữa là vùng có ánh sáng trắng, do kết quả sự trộn của các ánh sáng màu.

- GV mời HS khác nhận xét, bổ sung. 

Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV đánh giá, nhận xét, tổng kết về nội dung Đường đi của tia sáng qua lăng kính và chuyển sang nội dung Màu sắc của vật.

2. Đường đi của tia sáng qua lăng kính

- Khi chiếu ánh sáng đơn sắc tới lăng kính thì tia ló luôn lệch về phía đáy so với tia tới và không bị đổi màu.

- Khi chiếu chùm sáng trắng qua lăng kính, dùng màn chắn chùm tia ló thì trên màn quan sát thu được dải ánh sáng màu giống như dải màu cầu vồng, đó là quang phổ của ánh sáng trắng. Hiện tượng này được gọi là hiện tượng tán sắc ánh sáng.

+ Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng không bị tán sắc qua lăng kính.

+ Mỗi ánh sáng đơn sắc có một màu sắc xác định.

- Người ta giải thích hiện tượng ánh sáng trắng bị tán sắc qua lăng kính là do:

+ Ánh sáng trắng là tập hợp các ánh sáng đơn sắc khác nhau, trong đó có bảy màu chính: đỏ, da cam, vàng, lục, lam, chàm, tím.

+ Chiết suất của lăng kính đối với các ánh sáng đơn sắc khác nhau là khác nhau. Chiết suất của lăng kính đối với ánh sáng màu đỏ là nhỏ nhất, chiết suất của lăng kính đối với ánh sáng màu tím là lớn nhất.